JPS62203089A - 計時装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、計時装置に関し、特に動作電力の→主電源
からの供給が中断されている期間でも計時を継続する手
段を備えたものに関する。

〈発明の背景〉 電子時計は一般に、その動作電力の供給を受けるために
また正確な時間基準を得るために交流電力ｆＩ金利用し
ている。このような電子時計は、ビデオ・カセット・レ
コード（ＶＣＲ）のような電子機器に、時間を定めた動
作の制御をするタイマとしてまた時刻を表示するだめの
時計として用いられる。

一般に・交流電力の供給が中断された期間でも計時を継
続することが望１しく、他の機器の動作を制御している
タイマの場合には特に望ましイ。

ソノため・一般には、電池、望ましくは大型のキャパシ
タが非常時用の予備電源として用いられている。しかし
、実際には、電池は一般に、それと同等のサイズと同等
の価格のキャパシタよりも大きなエネルギを供給できる
が、定期的に交換するこの交換は面倒であるうえに、使
用者が機器内の回路接続に接触しなければならないため
に、使用者の安全という点から望ましくない。

多くのタイマおよび時計、特にＶＣＨのような最近の電
子機２ｇに設けられているものは、マイクロコンピュー
タを備えている。予＠電力で動作している間、マイクロ
コンピュータに付属しているクロック発振器を、計時の
基準源として用いることがある□このような方式では次
のような欠点がある０すなわち、交流電力の供給が行わ
れなくなっても計時を継続するために、マイクロコンピ
ュータは継続して動作しなければならず、従って、比較
的大きな動作電力を消費する。その結果、比較的大きな
予９１ｎエネルギ蓄積能力を必要とし、そのために、比
較的短時間しか計時を維持できない。

さらに・交流電力が供給されていない間にも、正確な周
波数制御が必要で、これは一般には水晶を用いて行われ
る。゛ 〈発明の概要〉 この発明の一態様によれば、クロック装置用の主電源が
遮断されてしまい予備電源によって動作している間に計
時する装ｆｌは、時間情報を発生し、かつ記、憶するマ
イクロコンピュータを用いている。

このマイクロコンピュータは、比較的高い供給電力消費
を伴なう通常動作モードと比較的低い供給電力消費を伴
なう予備動作モードの２つの選択可能な動作モードを有
している。このマイクロコンピュータが通常モードにあ
るときに、電力供給の遮断があるとこれを検出するよう
に、検出回路が含まれている。この遮断の検出に応動し
て、マイクロコンピュータは、遅延期間を与える制御可
能な遅延回路をトリガし、予備動作モードを選択する０
マイクロコンピユータと制御可能な遅延回路には、遅延
期間の終了に応動して通常モードを選択するようにモー
ド選択回路が接続され、検出回路が電源の遮断を検出し
ている限シ、通常モードと予備モードとの循環動作（以
下、サイクルと称す）を繰返し行なう０ コンピュータに記憶されル。

この発明のさらに別の態様では、記憶される時間情報を
、サイクル数と遅延期間の値との蹟だけ増加すせる。マ
イクロコンピュータは、電力遮断時の最後に実行された
サイクルの遅延期間の終了に応動じて選択された通常モ
ード動作中に、上述した積を計算する。

この発明の更に別の態様セは、マイクロコンピュータは
各サイクルが実行されるごとに、記憶されっつある時間
情報を遅延期間の値だけ増加させる。

く詳細な説明〉 万１図の計時装置では、ブロック１ｏで表したＡＣ電力
線からＤＣ動作電圧Ｖａａを得ている。このＡＣ電力線
の一方の極は接地電位点１２に結合され、他方の極は開
閉スイッチを表わすスイッチ１４によってこの計時装置
に結合されている。スイッチ１４は、また停電が生じる
と、交流電源が遮断されることも表している。スイッチ
１４が閉成されているときにこれによって供給された交
流は、ダイオード１６で整流され、濾波および蓄積キャ
パシタ１８に供給される０このキャパシタ１８から、電
流制限抵抗器２０が直流電流を制限なだれダイオードす
なわちツェナーダイオード２２に供給する。このダイオ
ード２２が電力供給導体２４の動作電圧ｖＣＣを接地電
位に対して適当な値に安定させる。このダイオード２２
に並列にキャパシタ２５が結合されておシ、これがさら
にリップルを減少させると同時にエネルギを蓄積しかつ
接地電位点への低インピーダンスのＡＣ分路を形成して
いる。

メモリを含んでいるマイクロコンピュータ２６カ端子２
８と３０とによ゛つて、電力供給導体２４と接地電位と
の間の動作電圧を受けるように接続されている。適当な
マイクロフンピユータとして考えられるのは日立製作所
のＨＭＣＳ　４０４型である。このマイクロコンピュー
タ２６内のクロック発振器にＬＣ同調回路３１が結合さ
れ、プログラムされたコンピュータ動作をクロックする
ためのクロック信号を発生する＠このＬＣ回路３１に本
って制御されるクロック信号の周波数は、比較的広範囲
で変動するようなもので、正確な計時のための時間基準
としては不適当である０マイクロコンピユータ２６は、
検出端子３２からタイミング信号も受ける・このタイミ
ング信号は、２つのダイオード３６．３８の陰極同士の
接続点とスイッチ１４との間に結合された電流制限抵抗
器３４を介してスイッチ１４を通して供給されるＡＣｑ
力線電圧から取出されている。ダイオード３６の隅面は
接地され、ダイオ゛−ドｉ８の陽極は端子３２に結合さ
れると共に抵抗器４ｏを介して導体２４にも結合されて
いる。ダイオード３６は、その陰極における接地電位に
対する負の電圧変化を１順方向ダイオード電圧降下に制
限する・その結果・端子３２における負の電圧変化が、
抵抗器４０ｆ！：介してＶｃｃによって順バイアスされ
ているダイオード３８の順方向ダイオード電圧降下のた
めに相殺されて、接地電位にクランプされる。ＡＣ電力
線の電圧が正方向の電圧変化をしている間、ダイオ−、
ド３６は逆バイアスされ、ダイオード３８は、線電圧が
Ｖｃｃ全超えると逆バイアス状態となる。従って、端子
３２におけるタイミング信号は、ＶＣＣと接地電位との
間を電力線周波数で（例えば米国では６０Ｈｚ）変化す
るほぼ矩形の波形となる０このタイミング信号は正確な
時間基準になると共に、電源遮断が生じた時を検出する
ためにマイクロコンピュータ２６によって用いられる。

マイクロコンピュータ２６は、通常の演算機能と記憶機
能とを行なう通常動作モードを有している。

予備モードでは、メモリの内容は保持されるが、クロッ
ク発振器は停止し、命令が与えられると通常モードに復
帰することが出来る点を除いて、実質的に全ての他の機
能が不能にされる。また、クロック発振器が動作してい
る点以外は予備モードと類似しているリセットモードが
ある。このＩＪ　−１１ツトモードは・通常モードに入
る前に短時間だけ実施される０ 予Ｆｆｆｆモードには・プログラム制御によって通常モ
ードから入る。通常モードへの復帰は、接地電位に通常
保時されているリセット端子４２を介してマイクロコン
ピュータ２６に正の論理信号を供給することにより、ま
ずリセットモードを選択することによってなされる。こ
の端子４２の信号を接地電位に戻すことによって、通常
モードが選択されるＯＩＪ　セット端子４２は、以下に
述べるように、マイクロコンピュータ２６と協働してモ
ード選択を決定する回路に接続されているトリガ入力電
圧が予め定めたトリガレベルを超えたときにトリガされ
るワンショット回路４３の出方がリセット端子４２に結
合されている。このワンショット回路４３は、゛トリガ
されたとき、クロック発振器を再スタートさせ、正確な
周波数で安定に発振させるのに充分に長い特続時間を持
った正の出方パルスを発生する。このワンショット４３
のトリガ入力は、抵抗器＋ａｆ：介して供給導線２４に
接続されると共に、キャパシタ４６を介して接地されて
いる。ｎチャンネル電界効果トランジスタ４８のドレイ
ン電極が抵抗２ｇ４４とキャパシタ４６との接続点に接
続されており、そのソース電極は接地されている０この
電果効果トランジスタ４８のゲートＮ極は、マイクロコ
ンピュータ２６ノ出力ｉ子５０に接続されている。マイ
クロコンピュータ２６には、ｆＥ１図に太い矢印で示し
である多重データバスを介して、時刻表示モジュール５
２が接続され、マイクロコンピュータ２６が決定した時
刻を表示する。

動作について説明すると、付勢される前にはどのキャパ
シタにも電荷が存在しない′ｙ１１図の装置に・まず交
流電力が供給される。スイッチ１４を閉成されると、ク
ロック信号が端子３２に供給されると共に、マイクロコ
ンピュータ２６に対して適当なレベルに動作Ｍ王Ｖｃｃ
が速やかに設定される。トランジスタ４８は非導通状ａ
′Ｊ＆：、ｌ！持し、キャパシタ４６は抵抗器４４を介
して、予め定められた速度で充電され、それによって、
リセット端子４２の電圧がワンショット４３ヲトリガす
るレベルに到達するロスルと、マイクロコンピュータ２
６は、ワンショット期間だけ・短時間、リセットモード
に入り、その後に通常モードの動作に入る。

このシーケンスによってマイクロコンピュータ２６は通
常モードにおける調整サイクルの動作をし、この調整サ
イクルでは、端子５０ｆｔ介してトランジスタ４８のゲ
ートにターンオンバイアスが供給され、これによってキ
ャパシタ４６が低いチャンネル・オン抵抗を介して急速
にかつほぼ完全に放電する。

マイクロコンピュータ２６は動作状態を維持し、トラン
ジスタ４８がオフになるようにバイアスする。

これによって、キャパシタ４６が再充電を開始すると、
ワンショット４３のトリガ入力の電圧はと昇し始める０
同時に、マイクロコンピュータ２６は、トランジスタ４
８が非導通になった時刻から、ワンショット４３のトリ
ガ入力における電圧がワンショット４３をトリガするの
に必要とされるレベルに到達するのに必要とした時間を
、ＡＣ線路周波数のクロックパルスを基準として用いて
測定し、かつその測定した時間をメモリに記憶する。そ
の後に、マイクロコンピュータ２６ハ、ワンショット期
間、リセットモードに入り、その後、計時及びモジュー
ル５２における時刻表示動作を含む通常動作を行う通常
モードに復帰する。時刻情報は、端子３２におけるタイ
ミング信号を用いることによって得られる。この時刻情
報はメモリに記憶され、必要に応じて、継続的に更新さ
れる。

停電が生じると、端子３２におけるクロック信号が即座
に停止するが、キャパシタ１８．２５におケル電荷によ
って、成る時間はＶｃｃが維持される。従って、マイク
ロコンピュータ２６は動作可能状態全維持する０クロッ
ク信号が停止すると、マイクロコンピュータ２６はトラ
ンジスタ４８が導通するようにバイアスし、それによっ
て、キャパシタ４６を急速に放電させ、ワンショット４
３のトリガ入力における電圧を接地レベルに落とし、プ
ログラム制御の下に、予備モードに入る。既に説明した
ように、これによって、記憶保持以外のほとんど全ての
マイクロコンピュータの機能は停止する。トランジスタ
はもはや導通状態ではなく、キャパシタ４６が再充電を
開始し・これによって、端子５０の電圧が、成る期間の
経過後にワンショット４３ヲトリガするためのレベルに
到達する０上記の期間は、前述したように、先に調整サ
イクルにおいて測定され記憶された期間と同じである。

ワンショット４３がトリガされると、その出力パルスに
よってマイクロコンピュータ２６が短時間リセットモー
ドに入り、ワンショット４３の出力パルスが終わると、
通常モートに入ル。マイクロコンピュータ２６はメモリ
から時間情報を読み出し、これを記憶されている時刻情
報を増加させるのに用いる。これは、記憶されている時
刻情報を実際の時間だけ増加させる動作を含み＼かつ非
常に短かい期間になされる。その後に、マイクロコンピ
ュータ２６は、トランジスタ４８を導通するようにバイ
アスしてキャパシタ４６を放電させ、プログラム制御下
に予備モードに復帰する。トランジスタ４８が非導通状
態になり、またキャパシタ４６が再び再充電を開始して
、この動作モードの循環が継続されて、ＡＣ電源が回復
するまで、キャパシタ１８と２５の電荷が充分な限り、
正しい時刻が保持される◎ 動作を切換えるのに必要な時間は非常に短かく、これは
キャパシタ４６が充電されている期間と比較して無視す
ることができる０正確な計時をするためには、抵抗器４
４とキャパシタ４６０時定数によって与えられる制御可
能な遅延時間を、正確に知っていなくてもよいことに注
意されたい。しかし、記憶されている期間情報は、上述
したようにＡＣ線路周波数のクロック信号を用いた調整
サイクルにおいてなされた時間測定の結果であるので、
正確である。通常モード、リセットモード及び予備モー
ドとを循環する時、マイクロコンピュータ２６ハ、はと
んどの時間予備モードにあって、通常動作モードの期間
は予備モードと比較して非常に短かい。

典型的には、予備モードよシも通常モードの方が電力消
費は１０倍大きく、例えば通常モードは１００μＡで予
ｑｎモードハ１０μＡである。従って、短時間の通常モ
ード動作を繰返すだけでよいモード循環方式１ｃ採用す
ることにより、緊急時における電力条件を大幅に緩和す
ることができる。

この動作シーケンスの一部ｆｔ第２図に概略フ０−チャ
ートとして示す。「スタート」で、まず電力が供給され
ると、遅延時間が測定されて・マイクロコンピュータに
記憶される。電力が遮断されると、遅延時間が開始され
、マイクロコンピュータの予備モードが選択される。遅
延時間が終了すルト、マイクロコンピュータの通常モー
ドが選択され、記憶されている時間情報に記憶されてい
る遅延時間全加算することによって、この時間情報が更
新される。このサイクルは、１（！力中断が終了するま
で繰返され、その後に動作はスタート状態に戻る。

第１図及び第２図に従った示す例はこの発明の一実施例
にすぎない。当業者にとって、この明細書の記述に従っ
てこの発明を様々に変形することは、容易に考えられる
であろう。例えば、開示した実施例では、トランジスタ
４８によってキャパシタ４６全放電するだめの時間は、
無視できるほど短かいと仮定した。しかし、異なった溝
底では、この仮定をすることが無理となυ、その場合に
は、調整サイクルにおいて、キャパシタ４６を充放１す
るのに必要な全時間を測定しかつ記憶することが望まし
い。この全時間は、時刻を増加させるのに用いられる０
また、抵抗器４４とキャパシタ４６の時定数は、かなり
の長期間にわたって変化しないと考えられるので、電力
供給が回復するたびに調整サイクルを実施することは必
須ではない。このような場合は、例えば製造工場の設備
を用いて、当初に一度だけ測定を行ない、その測定値を
動作において用いるように記憶しておくようにしてもよ
い。さらに、上記の実施例では、各サイクルごとに時刻
を増加させたが、これは必須ではない。別の実施例では
、サイクル数だけをカウントし、そのサイクル数と記憶
された時間との積である全経過時間の計算は、ＡＣ電力
が回復したときだけになされる０上記の実施例に示した
ようなキャパシタへにエネルギを蓄積する代シに、電池
を用いることができることも明らかである。このような
変形は、この発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による停電が生じても計時を継続する
計時装置を一部をブロック形式で一部を回路形式で示し
た図、第２図はこの発明の動作の理解を容易にするのに
有効な成る動作を示すフローチャートである。 １０・・・主雷カ供給源、１８・２５・・・予備電力供
給、２６・・・マイクロコンピュータ、３６．３８・・
・検出手段、４３・・・モード選択手段、４６．４８・
・・制御可能な遅延手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較的高い電力消費を伴なう選択可能な通常動作
   モードと比較的低い電力消費を伴なう選択可能な予備動
   作モードとを有する時間情報を発生し記憶するためのマ
   イクロコンピュータ手段を用いる時計装置用のもので、
   主電力供給源の遮断中、予備電力供給源によって動作し
   ている間に計時を行うための装置であって：上記マイク
   ロコンピュータ手段に結合されており、上記主電力供給
   源の遮断を検出する検出手段であって、この遮断の検出
   に応動して上記マイクロコンピュータ手段が上記予備モ
   ードを選択するようになっている検出手段と、この検出
   手段に結合されており、この検出手段の上記遮断の検出
   に応動して遅延期間を与える制御可能な遅延手段と、上
   記マイクロコンピュータ手段と制御可能な遅延手段とに
   結合されており、上記遅延期間の終了に応動して上記通
   常モードを選択することにより、上記検出手段が上記遮
   断を検出している限り、上記マイクロコンピュータ手段
   が上記予備動作モードを選択し、上記モード選択手段が
   上記通常動作モードを選択することを繰返す動作サイク
   ルが行われるようにするモード選択手段とを、具備する
   計時装置。