KR830001450B1 - 전자식 디지틀 다기능 시계 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자식 디지틀 다기능 시계

제1도는 본 발명에 의한 디지틀 시계의 1실시예를 나타내는 회로구성도.

제2(a)도는 ROM에 격납되어 있는 제어명령의 일예를 나타내는 도면.

제2(b)도는 RAM내의 몇개의 어드래스를 사용하는 계시동작(timekeeping)을 설명하기 위한 도면.

제3도는 시계의 숫자를 표시하는 세그먼트의 배치를 나타낸 도면.

제4(a)도는 제1도에서의 타임베이스 회로의 일예의 구성을 나타낸 회로도.

제4(b)도는 제4(a)도의 주요부에서의 신형파형을 나타내는 도면이다.

본 발명은 ROM(read only memory)에 기입된 일련의 제어명령을 소정의 타이밍펄스에 의해 순차적으로 독출하여 계시동작, 표시동작(displaying) 등을 행하는 동적논리(dynamic olgic) 방식의 다기능 디지틀 전자시계에 관한 것이다.

디지틀 전자시계로서는 단지 시간표시 기능뿐만 아니라 스톱워치기능, 타이머기능, 갤린더기능 등이 요구되고 있으나 이러한 다기능화를 정적논리(static logic) 방식에 의해 실현하려고 하면, 각 기능마다 독립된 논리회로를 설치할 필요가 있으므로 전체적인 회로구성의 규모가 커져, 1개의 칩에 집적화하기가 곤난해지는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 이하여, ROM에 기입된 일련의 제어명령을 머시인사이클(machine cycle)을 규정하는 소정의 타이밍펄스(예를 들면, 4KHz 정도의 클럭펄스)에 의해 순차적으로 독출하여 이 제어명령에 따라 시계의 타임베이스를 이루고 있는 일정시간(예를들면 1/10초)내에 소정의정보처리를 완료하여 계시동작, 표시동작 등을 행하는 소위, 동적논리방식이 채용되게 되었다.

그러나 이 방식에서 예를 들면 1/100초 단위의 시간까지 계측 가능한 스톱워치 기능을 부가시키는 경우에는, 시계의 타임베이스를 1/100초로 할 필요가 있으므로 타임베이스가 1/10초인 경우에 행하고 있던 소정의 정보처리 외에, 스톱워치기능의 부가에 의하여 증가된 정보처리를 합쳐 1/100초 이내로 완료시켜야 한다. 이에 대처하기 위하여 상기한 타이밍펄스의 주파수를 높일 필요가 있다. 이 고주파화에 따라 회로의 용량소자, 부유용량 등에 대한 충방전전류가 증가하여 소비전력의 증대, 저전압동작에서의

또 시계용 발진회로의 주파수는 예를들면 32,768Hz로서 비교적 저주파이기 때문에, 상기 타이밍펄스의 고주파화에는 한도가 있으며, 상술한 바와같이 1/100초 이내에 필요한 처리를 모두 완료시키기 위해서는 고주파발진 회로가 필요해져, 전체의 회로구성도 고주파회로화 하기 때문에 복잡해져 발진회로의 소비전력이 증대하는 등의 문제가 생긴다.

본 발명의 목적은 회로구성의 복잡화를 피하고, 전체회로의 저소비전력화를 도모함과 동시에, 대단히 짧은 시간단위, 예를들면 1/100초 단위의 계시동작이 가능한 다기능 디지틀전자시계를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 시계의 타임베이스를 짧게 할 필요없이 이 타임베이스보다 짧은 시간 단위의 계시동작을 가능하게 한 것으로서 이 타임베이스 신호보다 짧은 주기의타이밍 신호를 입력시키는 계수 수단과, 지시 입력수단과 이 입력수단의 지시에 의하여 기억장치에 기억되어 있는 시간신호를 보정하고, 보정된 시간신호를 출력하는 수단을 구비한 디지틀 시계라는데 특징이 있다.

제1도는 본 발명에 의한 디지틀시계의 1실시예를 나타내는 블럭도로서, 1은 32,768Hz의 기준주파수 신호를 발생하는 수정발진기, 2 는 상기 기준주파수 신호의 분주출력을 발생하는 분주회로, 3 은 상기 분주회로(2)의 출력신호를 입력으로 하여 동적 논리동작에 필요한 제어펄스를 발생시켜 각종의 회로에 공급하는 타이밍 발생회로, 4 는 계시동작, 표시동작 등에 필요한 일련의 제어명령이 격납된 ROM이다.

이 ROM(4)은 예를 들면 2048단어의 기억용량을 가지며, 1단어에 1 제어명령을 할당시켜 합계 2048(=16×128=2⁴×2")개의 제어명령이 128개를 1 페이지분으로 하여 모두 16페이지에 격납되어 있는 것으로 한다.

각 제어명령은 코오드 해독기(5)의 출력에 의하여 대응하는 어드레스로부터 명령 레지스인(8)로 독출된다. 이 코오드 해독기(5)는 페이지 레지스터(7a)에 격납되어 있는 4비트의 페이지정보를 해독하여 16페지지중의 한 페이지를 선택하고, 다시 어드레스 레지스터(6a)의 내용에 1을 가산하는 레지스터(6b)와 개입중단(interrupt)등에 의하여 서브루틴 점프(subroutine jump)를 했을때의 귀환 어드레스(return address)를 격납하는 레지스터(6c),(6d)로 구성되어 있다.

또, 페이지 지정부(7)는 상기 페이지 레지스터(7a)와, 페이지 레지스터(7a)에 인가될 특정값을 격납하는 프리세트 레지스터(7b)와, 서브루틴 점프시의 귀환페이지(return page)를 격납하는 레지스터(7c),(7b)와 상기 명령레지스터(8)로 독출된 ROM (4)의 어드레스를 일시 격납하는 완충레지스터(7e)로 구성되어 있다.

명령 레지스터(8)에는, ROM (4)으로부터 독출된 제어명령이 세트된다. 이 제어명령내의 명령부분의 정보는 코오드 해독기(8a) 해독되어 1 타임 베이스 중에 해야될 소정의 정보처리를 실행하기 위한 제어신호가 되며, 어드레스부분의 정보는 RAM(random access memory)(9)의 어드레스가 되거나, 또는 상기 어드레스 레지스터(6a)나 완충레지스터(7e)에 세트되어 ROM (4)의 점프 종착번지(jump destination address)등이 된다.

또, 명령부분의 정보의 지정에 의하여 어드레스 부분의 정보를 제어신호나 리터럴값(literal value)으로서도 사용할 수 있다.

RAM (9)에는 날자, 요일, 시, 분, 초 등의 일시(日時) 정보, 스톱워치에 의한 계측시간, 타이머용 세트시간, 알람정보 등을 임의로 세트할 수 있으며, 이 RAM (9)으로부터 ROM (4)의 제어명령에 따라 데이터를 독축하여 연산처리나 표시처리를 하여 또 연산처리의 결과를 이 RAM에 기입할 수 있다.

이하, RAM (9)에 의한 계시동작을 제2도(a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 제2(a)도에 나타낸 제어명령이 ROM (4)의 1페이지 0번지로부터 순차적으로 기입되어 있다고 하면 이 제어명령들은 순차적으로 독출되어 실행됨으로써 제2(b)도에 나타낸 바와 같이 RAM (9)의 (1.2),(1,3)... 등의 번지에서 순차적으로 1/10초 단위의 시간, 1초 단위의 시간 등이 카운트 되어간다.

다음은 이에 대한 동작과정을 상세하게 설명한 것이다. (i) ROM (4)의 1페이지 0번지로부터 독출된 명령 "(1,2)를 로우드(load)"가 실행됨으로써, RAM (9)의 (1,2)번지를 지정하기 위한 값 (1,2)가 해독기(10)에 입력된다.

(ii) ROM (4)의 1페이지 1번지로부터 독출된 명령 "1을 가산"이 실행되어, RAM (9)의 (1,2)번지의 내용이 독출되어 제1오퍼랜드(operand) 용누산기(accumulater) (11)에 세트되고 명령 레지스터(8)로 부터 독출된 값 1이 제2오퍼랜드용 누산기(12)에 세트된다. 누산기(11)와 누산기(12)의 내용은 연산논리기구(arithmetic logic unit; ALU로 약함) (13)에서 가산되고 그 결과가 4비트의 버스라인(21)을 통하여 RAM (9)의 (1,2)번지에 격납된다.

(iii) ROM (4)의 1페이지 2번지로부터 독출된 명령 "10미만인가를 점검"의 실행에 의하여, RAM (9)의 (1,2)번지의 내용 (이를 A라고 가정함)과 명령 레지스터(8)로부터 독출된 값 10과의 감산이 ALU (13)에서 이루어지고, 그 결과의 빌림(borrow) 비트를 점검하여, 빌림비트=1(즉, A-10<0)이면 연산동작은 단계 (iv)로 진행하고 빌림비트=0(즉, A-10>0)이면 연산동작은 단계 (v)로 진행한다.

(iv) ROM (4)의 1페이지 3번지로부터 독출된 명령 "20번지로 분지(branch"의 실행에 따라, ROM (4)의 1페이지 30번지로 분지하여 거기에 격납되어 있는 명령 "정지"가 실행되며, 이후 개입중단 등이 발생하지 않는 한 다음의 1/10초의 주기에 들어가기까지 정지 상태가 된다.

(v) ROM (4)의 1페이지 5번지로부터 독출된 명령 "(1,3)을 로우드"의 실행에 의하여, RAM (9)의 (1,2)번지는 클리어 된다).

(vi) ROM (4)의 1페이지 5번지로부터 독출된 명령 "(1,3)을 로우드"의 실행에 의하여, RAM (9)의 (1,3)번지를 지정하기 위한 값(1,3)이 코오드 해독기(10)에 입력된다.

(vii) 단계 (ii)와 마찬가지로 RAM (9)의 (1,3)번지의 내용에 1이 가산된다(이것은 제2(b)도에 도시한 바와같이 RAM (9)의 (1,2)번지에서 작동하던 1/10초 자리의 카운터에 자리올림(carry)이 생겨 1초단위의 계시동작이 수행되는 것에 해당한다. 이후 RAM (9)의 (1,4)번지에서 10초 단위의 계시가 되며, 마찬가지로 RAM (9)의 (1,5)번지에서는 1분 단위, (1,6)번지에서는 10분 단위 …등의 계시가 이루어진다. 즉, 1/10초마다 프리세트(preset) 레지스터(7b)가 1페이지 0번지로 세트되기 때문에 상기한 과정을 실

RAM (9)내에 형성되어 있는 시간을 표시하기 위해서는, 제어명령에 의하여 시간의 각각의자리에 대응한 RAM (9)의 번지의 내용을 독출하고, 이것을 누산기(11)를 통하여 표시용 코우드 해독기(14)에 의하여 해독하여 래치(latch)회로(15)에 래치한다. 래치회로(15)의 출력은 표시장치(20)에 인가되어, 예컨대 제3도에 나타낸 숫자 세그먼트(S₁~S₇) 중에서 표시해야 할 숫자에 대응한 세그먼트를 지정하는 지정신호가 된다.

한편, 표시할 자리를 지정할 경우에는 ROM (4)으로부터 자리지정 명령을 독출하고, 이것을 해독한 신호를 자리선택회로(19)를 통하여 있리지정신호로서 표시장치(20)에 입력시킨다. 상기 세그먼트 지정신호와 자리 지정신호에 의하여 표시장치(20)가 구동되어 지정된 자리의 대응하는 세그먼트가 구동된다.

또 타이머 기능을 실현하기 위해서는, 키이 입력회로(16) 등에 의하여 외부로 부터 세트되어야 할 시간을 RAM(9)의 번지에 격납하고, 이 번지의 내용을 최하위자리로부터 1/10초, 1초 등의 단위로 감산하여 그 내용이 0이 되었을 때에, 알람장치(도시하지 않음)의 구동신호를 발생하면 된다.

이상은 종래의 동작에 해당하는 설명이나, 이 경우 1/10초 단위의 계시만이 되며, 그 이상의 짧은 시간 단위의 계시는 곤난하다. 그러므로, 본 발명은 대단히 짧은 시간단위, 예컨데 1/100초 단위의 계시동작, 표시동작 등을 가능하게 한 것이다. 이하, 스톱위치 기능에 있어서의 1/100초 단위의 계시동작과 표시동작에 관한 타임 베이스회로(17)와 그 주변회로의 동작을 중심으로 하여 본 발명을 설명한다.

제4(a)는 제1도에 도시된 타임베이스회로(17)의 회로도로서, 동도에 도시된 바와 같이 타임베이스회로(17)는 1/100초의 주기의 펄스에 의해 자주(free run)되는 4비트의 10진 카운터(decimal counter)(41)와, 이 카운터(41)의 각 비트의 내용으로부터 10진 출력을 얻기 위한 AND계이트(43)와, 이 카운터의 내용을 래치하는 래치회로(44)로 구성된다.

또 RAM(9)의 1번지에는 1/100초 단위의 시간이 격납되는 것으로 한다. 분주회로(2)에서 형성된 1/100초 주기의 타이밍펄스(이하 T₁₀₀이라 한다)는 라임베이스회로(17)의카운터(41)의 클럭단자(42-1)에 입력된다.

카운터(41)의 각 비트의 출력으로부터 AND게이트(43)에 의하여 1/10초 주기의 타이밍펄스(이하 T₁₀이라 함)가 작성되어 기동회로(18)에 입력되고 있다. 또 기동회로(18)에는 키이입력회로(16)에서 발생되는 기동 또는 정지신호와 같은 치이신호가 입력된다.

기동회로(18)는 기동 또는 정지키이가 눌리어 기동 또는 정지신호가 입력되었을 때, 타이밍(T₁₀)에 동기하여 프리세트 레지스터(7b)에 신호를 보내어 소정의 값을 세트함과 동시에 타이밍 발생회로(3)에 대하여 타이밍(T₁₀)에 동기한 기동펄스를 송출하는데, 이 기동회로는 통상의 논리회로의 조합에 의하여 간단히 실현되는 것이다.

먼저 스톱워치의 기동키이가 눌리면, 키이입력회로(16)에서 발생된 기동신호가 타임베이스회로(17)의 키이 입력단자(42-2)에 입력되어 카운터(41)의 내용이 래치회로(44)에 래치된다. 동시에 이 기동신호는 기동회로(18)에 입력된다. 이 기동신호에 의한 기동회로(18)의 출력은 스톱워치기능을 실현하는데 필요한 일련의 제어명령 중의 최초의 제어명령이 격납되어 있는 ROM (4)의 페이지로 점프시키기 위하여 이 점프 종착 페이지를 프리세트 레지스터(7b)에 세트하는 개입중단 신호가 된다. 타이밍 발생회로(3)에서 발생되는 제어펄스에 따라, 프리세트 레지스터(7b)에 세트된 페이지에 대응하는 ROM (4)의 페이지로부터 희망하는 제어명령이 독출되어 이것이 순차적으로 실행되어 나간다.

구체적으로 말하면, 기동신호가 발생된 직후의 타임베이스회로(17)내의 래치회로(44)의 내용을 4비트 버스라인(21)을 거쳐 RAM (9)의 소정번지(제2(b)도의 예에서는 (1,1)번지)에 격납하는 처리가 행해지고, 이후 1/10초의단위로서 경과시간이 RAM (9)의 소정번지(제2(b)도의 예에서는 (1,2)번지와 그 이후의 번지)에 격납되어 간다.

상기한 계시동작을 행하면서 1/10초 기간내의 몇개의 머시인 사이클을 점유함으로써, RAM (9)으로부터 각 단위시간의 자리에 대응한 번지의 내용을 독출하여 상기표시용 코오드 해독기(14)에서 해독하고, 그 해독결과를 래치회로(15)에 래치하여 표시할 숫자의 세그먼트를 지정하고, 또 ROM (4)으로부터 자리지정명령을 독출, 실행하여 자리를 지정하는 것에 의해 상기 표시장치(20)에서 표시과정이 이루어진다. 또, 스톱워치의 계시동작 중에는, 1/100초 자리의 숫자를 표시하더라도 이것을 눈으로 식별하는 것은 곤난하므로, 1/100초의 자리는 상기표시 세그먼트(S₁~S₇)를 모두 선택하여 숫자 "8"을 나타내어 두면 된다 다음에 정지키이가 눌리면, 상기 키이 입력회로(16)에서 발생된 정지신호에 의하여 상기 타임베이스회로(17)내의 카운터(41)의 내용이 래치회로(44)에 래치된다.

동시에, 이 정지신호는 상기 기동신호의 경우와 마찬가지로 기동회로(18)에 입력된다. 이 정지신호에 의한 기동회로(18)의 출력은 프리세트 레지스터(7b)에 점프 종착 페이지를 세트하기 위한 개입중단 신호가 된다. 그 페이지를 이용하여, 스톱워치의 정지시의 RAM(9)내의 시간을 1/100초의 자리까지 보정하여 표시하는데 필요한 일련의 제어명령 중의 최초의 제어명령이 격납되어 있는 ROM(4)의 페이지로 점프시킨다.

타이밍 발생회로(3)에서 발생된 제어펄스에 따라, 프리세트 레지스터(7b)에 세트된 페이지에 대응하는 ROM(4)의 페이지로부터 소망의 제어명령이 독출되어 순차적으로 실행되어 간다. 구체적으로 말하면, 정지신호가 발생된 직후의 상기 타임베이스회로(17)내의 래치회로(44)의 내용이 상기 4비트 버스라인(21)을 통하여 ROM(4)의 미리 지정된 번지에 격납된다.

이어서 RAM(9)에 격납된 정지시의 1/100초 단위의 시간과, RAM(9)의 (1,0)번지에 격납된 기동시의 1/100초 단위의 시간이 독출되어, ALU (13)에서 그 차(差)가 계산되어 1/100초 자리에 대한 보정이 이루어진다. 보정된 후의 1/100초자리 시간은 표시용 코우드 해독기(14)에서 해독되어 해독기출력이 래치회로(15)에 래치됨에 따라 표시 세그먼트 지정신호가 되며, 자리 지정명령의 실행과 함께 1/100초 단위의 정확한 시간이 표시된다.

이하, 1/10초 자리의 시간, 1초 자리의 시간, 10초 자리의 시간…등의 순으로 표시되어 1/100초의 단위로서 정확한 스톱워치 기능이 실현된다.

예를들면, 기동시의 카운터(41)의 내용이 "1000' 즉, 0.08초이고 정지시의 계측시간이 1/100초 자리를 포함하여 11분 25.03초라면, ALU (13)에서 11분 25.03초-0.08초=11분 24.95초의 연산이 되어 1/100초의 단위로 정확한 계시가 된 것이 된다. 또 스톱워치에서의 랩(lap)동작을 1/100초의단위로 할 수가 있다. 예를들면, 기동시의 상기 타임베이스회로(17)내의 카운터(41)의 내용이 B='0101' 즉, 0.05초이고 제 1도중 계측시간, 제 2도중 계측시간…등이 각각 A₁=1분 15.06초, ,A₂=11분 25.03초…였다면, B에는 (-)부호를 부가하여 A₁, A₂...와의 가산을 ALU(13)에서실행함으로써 A₁+(-B)=1분 15.01초, A₂+(-B)=11분 24.98초와 같이 1/100초의 단위로 정혹한 랩시간(lap time)이 얻어진다.

랩동작은 상술한 기동시와 정지시의 경우와 같이 개입중단처리에 의하여 실행되므로, ROM (4)에 랩동작용의 서브르틴을 추가하는 것만으로서 간단하게 실현 가능하다.

또한, 2개 이상의 스톱워치 기능을 갖게하는 것도, ROM (4)에의 서브. 틴 추가와, RAM (9)에의 새로운 시간 격납용 번지의 추가만으로 실현할 수 있게 된다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 타입베이스를 예컨대 1/10초와 같이 길게 한 상태에서 1/100초 단위의 제시동작과 그 결과의 표시동작을 할 수가 있다. 또, 명령 실행에 따른 각종 타이밍펄스도 비교적 저주파 신호를 사용할 수가 있기 때문에, 표유용량 등에 대한 충방전 전류를 감소시켜 소비전력의 절감을 꾀할 수가 있음과 동시에, 고주파 발진회로도 불필요하게 되어 회로전체의 간략화를 도모할 수 있는 등 그 실용적 가치는 대단히 크다.

Claims (1)

1. 일련의 제어명령이 기입된 제 1의 기억수단과, 상기 제어명령에 따라 제어 소정의 연산을 행하는 연산수단과, 여러 자리수의 시간신호를 기억하는 제 1의 기억수단과, 상기 제1기억수단의 제어명령을 순차적으로 독출하여 고독된 제어명령에 따라 소정의 타임베이스신호를 받을때마다 상기 제2의 기억수단에 기억되어 있는 하위 자리의 시간신호를 갱신하고, 또한 갱신된 하위자리의 시간신호에서 자리올림 신호가 발생했을 때 상기 제 2의 기억수단에 기억되어 있는 상위자리의 시간신호를 갱신하는 제어수단을 갖춘 동적 논리방식의 디지틀 시계에 있어서 상기 타임베이스 신호보다 짧은 주기의 타이밍신호를 받아 계수하는 계수단과(41), 지시입력수단(16)과, 이 입력수단의 지시에 의하여 상기 계수수단의 출력을 넣어두는 일시 유지수단(44)과 이 유지수단의 출력과 상기 제2의 기억수단에 기억되어 있는 시간신호에 의하여, 상기 타이밍 신호의 주기로 결정되는 최하위자리의 시간신호를 포함한 신호를 표시하는 표시장치(20) 등을 갖춘 전자식 디지틀 다기능시계.

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