JPS58199494A - 小型電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は書替可能な不揮発性メモリ回路を備えた小型電
子機器に関する。

近年ＭＮＯ８記憶素子等の書替可能な不揮発性メモリ素
子の動作電圧が低下してきたことにより、これらの不揮
発性記憶素子を電子時計等の小型電子機器に使用するこ
とが検討されている。

これらの電子時計への応用方式としては、例えば可変分
周回路を使用して周波数調整を行う方式に於いて分周比
を外部より設定記憶させるための記憶装置や、水晶発振
回路の温度補償を行う方式に於いて補償レベルを外部よ
り設定記憶させるための記憶装置として使用するもので
あり、いずれも外部より高い書込み電源を使用して書込
むものであった。しかるに上記書込み電圧も技術の進歩
により今や電子時計の内部電源によって十分書替が可能
となってきた。

本発明は上記の点に着目し、電子時計等の小型電子機器
に内蔵された不揮発性メモリを内部電源によって書替を
行わせることにより、機能性を高めた小型電子機器を提
供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の要旨は、小型電池を
電源とする小型電子機器に於いて、外部より情報を設定
することが可能な情報設定回路と、該情報設定回路の設
定情報を記憶するための不揮発性メモリ回路と、前記電
池の電圧低下を検出するための電圧検出回路を設け、電
池電圧の低下時に前記電圧検出回路、・の出力信号を書
込信号として情報設定鼎路の情報を不揮発性メモリ回路
に記憶させることにある。　　゛　　　　　　　　′□
以下図面により本発明の一実施例である電子時　・計に
ついて説明する。

まず本発明の説明に先立ち電隼的に書替可能な不揮発性
メモリの一般的特性について説明する。

第１図は′電気的に書込と消去を行５Ｐチャネル型不揮
発性メモリの特性を示す特性図であって、不揮発性メモ
リのゲート電極に高い正電圧を印加すると、該不揮発性
メモリはそれ以降、ス、レッショルド電圧（以下■ｔと
略記する）はデプレション方向となり、逆にゲート電極
に高い負電圧を印加すると、それ以降Ｖｔはエンハンス
メント方向となって動作する特性を示している。従って
適当な参照電位ｖＲに対してＶｔが高いか低いかを判定
する事により前記不揮発性メモリの状態を２値上記の如
き不揮発性メモリ（以下単にメモリと略記する）にデー
タを記憶させるためには選択的４に書込を行うか、又は
選択的に消去を行うかの２つ、の方法が考えられる。

こ才で書込とはＶｔをデプレション方向に移動させる事
、又消去と、はＶｔをエンハンスメント方向′に移動さ
せる事と定義する々、通常は選択的に書込む方法が一般
的である。この場合消去は一斉に行われる。即ち複数個
のメモリに対し、消去を無条件に一斉に行い、その１後
、書込時に必要なメモリに対してだけ選択的に書込む。

第２図は、不揮発性メモリ回路の一例を示すものであり
、不揮発性メモリ４ａ、、４ｂ・・・の各ソース電極及
び基板電極はそれぞれ、電位Ｖｄｄに接続さｔ、ドレイ
ン電極はそれぞれ負荷抵抗３ａ、３ｂ・・・・・・を介
して電位ＶＳＳに接続さ汎、ゲート電極はそハぞれ抵抗
体１ａ、１ｂ・・・・・・を介して書込・消去用電圧印
加端子ｖＭに接続されるとともに制御用トランジスタ２
ａ１２ｂ・・・・・・の各ドレイン電極に接続される。

該トランジスタ２ａ、２ｂ・・・・・・のソース電極及
び基板電極はそれぞｔダイオード５ａ、５ｂを介して電
位Ｖ　１１８に接続され、各ゲート電極はデータ入力線
り、、Ｄ２・・・・・・となる。この回路の消去・書込
み手順は次の様になる。

先ず、端子ＶＭを負の高電圧に引いた場合、前記トラン
ジスタ２ａ１２ｂ・・・・・・がどの様な状態にあって
も前記ダイオード５ａ、、５ｂ・・・・・・に阻゛止さ
れて、前記抵抗体１ａ、１ｂ・・・・・・等にはそれぞ
れ電流が流詐る事がない。従って前記メモリ４ａ、４ｂ
・・・・・・の各ゲート電極には負の高電圧が印加され
るため、該メモリ４ａ１４ｂ・・・・・・は全てエンノ
・ンスメント状態となる。

次に前記端子ＶＭに正の高電圧を印加した場合には、も
し前記データ入力線り、の電位がＶｄｄレベルであれば
、前記トランジスタ２ａはオン状態であるから、該トラ
ンジスタ２ａと前記ダイオード５ａを介して電流が流れ
、前記メモリ４ａのゲート電極には高電圧が印加されず
、従って該メモリ４ａはエンハンスメント状態のままで
ある。

又前記端子ＶＭに正の高電圧を印加した時に、例えば前
記データ入力線Ｄ２の電位が■ｓｓであると、□前記ト
ランジスタ２ｂはオフ状態であるから前記メモリ４ｂの
ゲート電極には正の高電圧が印加され、該メモリ４ｂは
デプレション状態に変化する。

上記一連の動作によって選択書込みが行われた第２図の
不揮発性メモリ回路について実際の電圧値を当てはめて
見るとＶ　ｓｓを基準としてＶ　ＤＤが１．５■、書込
・消去用電圧印加端子■つへの供給電圧を±２５Ｖ（書
込電圧＋２’５Ｖ　　消去電圧−２５Ｖ）としてメモリ
４ａを書込、メモリ４ｂを消去状態にしたとすると、メ
モリ４ａのｙｔは＋４Ｖ、又メモリ４ｂの７重は一４Ｖ
となる。したがってメモリ４ａ及び４ｂのゲート電極を
ＯＶの参照電位にすることによってメモリ４ａはＯＮ、
メモリ４ｂはＯＦＦ状態となるためメモＩＪ　４　ａの
出力端子Ｏ８にだけＶ　ＤＤレベルの１信号が出力され
る。・ 以上が不揮発性メモリ回路の一般的動作であり、以下本
発明による電子時計のブロック図である第３図により本
発明の不揮発性メモリを備えた電子時計の構成を説明す
る。

第３図に於いて１０は時計回路であり、１１は基準発振
回路、１２は計時信号Ｘ。を発生する分周回路、１６は
計時信号２゜を計数して時刻情報を発生する計時回路、
１４はカレンダー情報を発生するカレンダー回路、１５
は表示選択回路、１６は前記分周回路１２からのタイミ
ング信号に従ってエクスクル−シブオアゲート１７（以
後ＥＸ・ＯＲゲートと略記する）を制御することにより
計時信号ダ。の周波数を調整するための周波数調整回路
、１８は前記周波数調整回路１６に周波数設定信号を供
給する周波数設定回路であり、該周波数設定回路１８は
、Ｕ端子及びＤ端子に供給されるパルス信号に従って加
算及び減算を行う可逆カウンタ構成を有し、さらにプリ
セット端子ＰＲに供給されるプリセット信号により入力
端子■１〜Ｉｎに並列に入力される情報信号に従って出
力端子Ｑ１〜Ｑｎの条件を強制的に指定することが出来
る。１９．２０．２１は波形成形回路であり、周波数調
整用のアップスイッチ２２、ダウンスイッチ２６及び時
刻修正用スイッチ２４の操作信号を入力し、加算パルス
ＰＵ、減算パルスＰＤ及び修正パルスＰＣを出力する。

２５はデジタル表示装置であり、前記時計回路１０を構
成する計時回路１６及びカレンダー回路１４よりの各情
報信号及び周波数設定回路１８の設定情報を入力し、時
刻及びカレンダー情報と、周・波数設定情報とを切換表
示する。２６は電源用の電池、２７は電池２６の電圧低
下を検出する電圧検出回路であり、電池２６の端子電圧
が予め定めらｆ’した値以下に低下したのを検出した時
、Ｂ’Ｄ端子に論理１の警告信号ＥＢＩ）を発生する。

２８は不揮発性メモリ回路であり、不揮発性メモリ２８
ａと、該不揮発性メモＩＪ　２８　ａの書込み及び消去
を行うための高電圧を発生する駆動回路２８ｂにより構
成さｎ、前記不揮発性メモリ２８ａのデータ端子Ｄ１〜
Ｄｎは、周波数設定回路１８の各出力端子Ｑ、〜Ｑｎに
、又イニシャル端子Ｏ８はプリセット端子Ｐ［に、さら
に出力端子Ｏ１〜Ｏｎは、入力端子Ｉ。

〜Ｉ’ｎにそれぞれ接続されている。

次に上記構成を有する電子時計の動作について説明する
。

第３図に示す分周回路１２、周波数調整回路１６、ＥＸ
・ＯＲゲート１７、周波数設定回路１８により構成され
る可変分周装置は電子時計に於いて一般に採用されてい
る周知の周波数調整装置であり、時計回路１０は基準発
振器１１と前記可変分周装置によって精度良く周波数調
整された１秒周期の計時信号ダ。を入力することによっ
て計時回路１６及びカレンダー回路１４が時刻情報及び
カレンダー情報を発生し、この情報が表示選択回路１５
によって選択されることによりデジタル表示装置２５に
通常時刻表示を行っている。

次にこの状態より携帯者が電子時計の時間精度が悪くな
ってきたことに気付いて緩急調整を行う場合の動作につ
いて説明する。

まず図示しない緩急調整”モード指定スイッチを操作′
ｊ′イことにより緩急指定信号Ｆ’Ｃを発生し、周波数
設定回路１８を可逆動作可能状′態にすると同時に表示
切換回路１５を周波数設定情報の選択状態に切換えるこ
とによりデジタル表示装置２５に周波数設定回路１８の
Ｍ端子より出力される設定情報を表示する。

この状態に於いては周波数設定回路１８はＵ端子に供給
される加算パルスＰＵに従ってカウントアツプし、又り
端子に供給さｎる減算パルスＰＤに従ってカウントダウ
ンすることにより出力端子Ｑ、〜Ｑｎの出力信号を変化
させる。そして、この出力端子Ｑ１〜Ｑｎに接続さ九た
周波数調整回路１６による分周比の制御により計時信号
ダ。を正しい１秒周期に再調整するものであり、この場
合の再調整量はデジタル表示装置２５の表示変化によっ
て確認することが出来る。

したがって携帯者は電子時計が時間遅れの誤差を有する
場合にはアップスイッチ２２を操作して緩急調整を行い
、その調整量はデジタル表示装置　□２５にて確認し、
又時間進みの誤差を有する場合は、ダウンスイッチ２６
を操作して同様に緩急調整を行うことが出来る。そして
緩急調整が終了したら前記緩急□調整モード指定スイッ
チを操作して緩急指定信号ＦＣを解除することにより通
常時′刻□表示状態に復帰させる。

次に本発明の特徴である不揮発性メモリ回路２８の動作
を説明する。

電子時計の通常動作状態、すなわち電池２６の電圧が予
め定められた検出レベルよりも高い間は電圧検出回路２
７の出力端子ＢＤは論理０に保持されているため不揮発
性メモリ回路２８を構成する駆動回路２８ｂは非動作状
態となっており、又不揮発性メモＩＪ　２８　ａは消去
状態となっているためプリセット信号は出力さ扛ない。

プリセット信号は出力されず、したがって時計回路１０
に対する状態設定は行われない。

この通常動作状態より電池２６が消耗することにより端
子電圧が徐５々に低下し時計回路１０の動作限界電圧値
に近ずくと、電圧検出回路２７が予め定められた検出レ
ベルに於いて動作し、出力端子ＢＤに警告信号ＥＢＤを
出力ｙる。そしてこの警告信号Ｅ６Ｄを書込信号として
着込み端子Ｗに供給された駆動回路２８ｂは書込・消去
用電圧印加端子ｖＭに＋２５Ｖの書込電圧を発生し、不
揮発性メモＩＪ　２８　ａを書込状態とする。この結果
不揮発性メモ！Ｊ２８ａはデータ端子り、〜Ｄｎに供給
されている周波数設定回路１８の情報を記憶する。

この状態にて電池２６の寿命が終ることにより電子時計
は、その動作を停止するが、前記不揮発性メモ！３２８
　ａは書込情報を記憶しつづける。

したがって電池交換により新しい電池２６を取付は時、
時計回路１０が動作を再開すると同時に周波数設定回路
１８はＰＲ，端子に対して不揮発性メ□モリ２８ａのＯ
６端子よりプリセット信号が供給されているため、入力
端子■、〜Ｉｎに供給される不揮発性メモＩＪ　２８　
ａの記憶情報を再びプリセットして可変分周動作を再開
する。そして携帯者が時間合わせのため、前記時刻修正
用スイッチ２４を操作すると、最初の操作信号Ｐｃが消
去信号として不揮発性メモリ回路２８を構成する駆動回
路２８ｂの消去端子Ｅに供給されると駆動回路２８ｂは
書込・消去用電圧印加端子ｖＭに一２５■の消去電圧を
発生し、不揮発性メモ！Ｊ　２８　ａを消去状態とする
。この結果不揮発性メモＩＪ　２８　ａの出力端子Ｏｏ
及び０．〜Ｏｎはすべて論理Ｏになるため周波数設定回
路１８はプリセット状態が解除され、再びアップスイッ
チ２２及びダウンスイッチ２６による緩急調整動作が可
能となる。

次に第４図に示すブロック図により第３図に示す不揮発
性メモリ回路２８の具体的構成の一例を説明する。

前記駆動回路２８ｂは２５Ｖの高電圧Ｖ　ＤＤ□を発生
する昇圧回路６０、高電圧Ｖ　ＤＤ□を蓄えるためのコ
ンデンサ６１、該コンデンサ６１に蓄えら詐た高電圧Ｖ
　Ｄｌｌｌｌｌを書込・消去用電圧印加端子ｖＭに書込
電圧、又は消去電圧として切換出力するための６個のス
イッチ３２８〜３２ｆ、前記昇圧回路６０の動作時間を
制御するタイマー６６、前記スイッチ３２ａ〜３２ｆを
制御するタイマー６４．２個のセットリセット型フリッ
プフロップ、（以後Ｒ８−ＦＦと略記）６５．６６．２
個のＡＮＤゲート３７．６８、ＯＲゲート６９、・イン
バータ４０、パルス化回路４１により構成す扛ており、
又不揮発性メモＩ７２８　ａは第２図と同様書込・消去
用電圧印加端子■１、グランド端子Ｇ、及び各データ端
子りと各出力端子Ｏを備えたＰチャネル型不揮発性メモ
リである。

次に上記構成を有する不揮発性メモリ回路２８の書込及
び消去動作を説、明する。

まず消去状態にある不揮発性メモリ２８ａの書込動作に
ついて説明すると第３図にて説明したように電圧検出回
路２２から書込端子Ｗに書込信号Ｅｌｆｌが供給さｎる
とＲ，Ｓ・ＦＦ３５がセットさｎＡＮＤゲート３７をＯ
Ｎ、ＡＮＤゲート６８を０ＦＦＶＣ−ｆる。

又Ｒ８φＦＦ３５の立上り信号はＯＲゲート３９を通過
したのちパルス化回路４１によってパルスとなりＲ８−
ＦＦ３６をセットする。この結果比Ｓ＠ＦＦ３６の出力
Ｑが１となることによって昇圧回路６０が動作を開始し
、発生した高電圧’　　ＶＤＤＨをＯＮ状態にあるスイ
ッチ３２ａ、３２ｂを介してコンデンサー３１に充電を
行うとともに、Ｒ８−ＦＦ３６の出力端子ＱがＯになる
ことによってタイマー６３はリセットが解除されクロッ
ク９６Ｃの計数動作を開始する。

そしてタイマー３６の定められた動作時間が経過すると
その出力端子Ｑより出力信号ｚｔを発生してＲ８−Ｆ’
Ｆ３６をリセットすることにより昇圧回路６０とタイマ
ー６３の動作を停止させると同時にタイマー６４をスタ
ートさせる。

前記タイマー６４はスタートから一定時間その出力端子
ＱＫＩレベルの信号９６ａを発生し、この信号３Ｚｒａ
はインバータ４０を介してスイッチ３４ａ、３４ｂをＯ
ＦＦするとともに、Ｒ８−、Ｆ’Ｆ’６５の出力端子Ｑ
によってＯＮされているＡＮＤゲート６７を通過し、ス
イッチ３２Ｃ，３２ｅをＯＮ状態にする。この結果コン
デンサ６１に充電された高電圧Ｖ　ＤＤＨがスイッチ３
２Ｃ，３２ｅを介して書込・消去用電圧印加端子■つに
＋２５Ｖの書込電圧として供給されることによりデータ
端子りが論理１状態にある不揮発性メモＩＪ　２．８　
ａを書込状態とする。そして前記駆動回路２８ｂはタイ
マー６４の動作が終了して信号９６ａが消えることによ
りスイッチ３２Ｃ１３２ｅがＯＦＦ、スイッチ３２ａ１
．１Ｓ２ｂがＯＮに復帰し、書込・消去動作の準備状態
となる。

尚上記書込動作によって書込状態となった不揮発性メモ
ＩＪ　２８　ａのＰチャネル型不揮発性メモリはそのゲ
ートを抵抗を介してＯｖの参照電位に保持することによ
ってＯＮ状態となり、出力端子ＯＶｃルベルの信号を出
力する。

次に書込状態にある不揮発性メモリ２８ａの消去動作に
ついて説明する。

第３図にて説明したように波形成形回路２１よりの修正
パルスＰｃが消去信号として駆動回路２８ｂの消去端子
Ｅに供給さｎるとＲ８−ＦＦ６５がリセットさ九ること
により出力ＱがＯ１出ＡＮＤゲート６８をＯＮにする。

又前述の書込動作と同様にＲ８−ＦＦ３５の立上り信号
によっ−ｃ”Ｒｓ−ｐｐ６６がセットされることにより
一連の昇圧動作が行なわ詐たのちタイマー３４からの信
号グａが出力されるが、この信号ダａはＲ８−ＦＦ３５
の出力ＱによってＯＮ状態にあるＡＮＤゲート６８を通
過し、スイッチ３２ｄ、３２ｆをＯＮ状態にする。この
結果コンデンサ３１に充電された高電圧Ｖ０□はスイッ
チ３２ｄ、３２ｆを介して端子■８に逆向に供給される
ことにより一２５Ｖの消去電圧となって不揮発性メモリ
２８ａを消去する。

尚前記タイマー６３の動作時間は昇圧回路６０が動作す
ることによって発生された高電圧Ｖ　ＤＤＨがコンデン
サ３１に対して十分に充電させるのに必要な時間であり
、又タイマー６４の動作時間は高電圧Ｖ　ＤＤＨによっ
て前記不揮発性メモＩＪ　２８　ａの書込及び消去を行
うのに適した時間となっている。

尚本実施例に於いては周波数調整装置として可変分周方
式の構成を示したが、こｎに限定さ肛るものではなく、
発振回路に切換コンデンサを設け、該コンデンサを周波
数設定回路の情報に従って切換える、いわゆる時分割発
振方式による周波数調整に於いても同様の効果を得るも
のであり、さらに、周波数設定回路の設定情報も、実施
例に示す外部操作スイッチによる緩急情報のみに限定さ
れるものでなく、温度検出回路よりの信号を周波数調整
情報に変換する温度変換情報の場合も同様である。

上記のごとく本発明によれば、電子時計の周波数調整装
置に於ける周波数設定部を書換容易なＣ−ＭＯ８構成に
よる周波数設定回路と、この周波数設定回路の設定情報
を一時的に記憶するための不揮発性メモリ回路とを設け
ることにより、通常の時計動作時に於いては外部操作部
材等による設定値の変更を任意に行うことが出来るとと
もに、電池交換時等の周波数設定回路が動作不能になる
場合にのみ設定情報を不揮発性メモリ回路に一時記憶さ
せることが出来るため、設定値の書換が容易で、かつ設
定値の情報破壊をともなわない周波−数調整装置を備え
た電子時計の提供が可能となった。

又本発明は、不揮発性メモリを電池交換迄の短時間メモ
リとして使用する方式であるため使用する不揮発性メモ
リに対する条件としても従来の不揮発性メモリに要求さ
れるノイズマージンや、経年劣化特性に対して著しくゆ
るめることが可能となるため、書込及び消去電圧の低い
不揮発性メモリを採用出来、小型機器への不揮発性メモ
リ及び書込用電源の造込みを容易ならしめるものである
。

さらに本発明のＣ−ＭＯ８構成による設定回路や記憶回
路を用いることにより任意の情報設定や情報変更を行い
、電池交換時等の動作不能時に、前記設定情報を不揮発
性メモリに一時記憶させて情報破壊を防止するという技
術思想は上記実施例以外にも応用出来ることは自明であ
り、例えば常時使用するアラームの設定時刻情報や、メ
ロディ−アラームに対して携帯者が独自に記憶させたメ
ロディ−の音符情報、さらに携帯者のイニシャル情報、
電話番号等のメモ情報等、多くの破壊を防止したい情報
に対して有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なＰチャネル型不揮発性メモリの特性図
、第２図は不揮発性メモリ回路の回路図、第３図は本発
明に於ける電子時計のブロック図、第４図は第３図に示
す不揮発性メモリ回路の具体例を示すブロック図である
。 １０・・・・・・時計回路、１６・・・・・・周波数調
整回路、１８・・・・・・周波数設定回路、 ２８・・・・・・不揮発性メモリ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小型電池を電源とする小型電子機器に於いて、外部より
   情報を設定することが可能な情報設定回路と、該情報設
   定回路の設定情報を記憶するための不揮発性メモリ回路
   と、前記電池の電圧低下を検出するための電圧検出回路
   を設け、電池電圧の低下時に前記電圧検出回路の出力信
   号を書込信号として情報設定回路の情報を不揮発性メモ
   リ回路に記憶させることを特徴とする小型電子機器。