ЭЛЕКТРОННЫЙ ХРОНОМЕТР
ELECTRONIC CHRONOMETER

Настоящее изобретение относится к электронному хронометру, отображающему время при помощи стрелок и снабженному механизмом регистрации положения стрелок.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В электронном хронометре, где стрелки приводятся в движение шаговым двигателем, если, например, сильный магнит находится вблизи электронного хронометра, ротор шагового двигателя иногда не вращается, хотя импульсы возбуждения поступают, и стрелки не движутся.
В технике известен электронный хронометр, снабженный функцией регистрации положений своих стрелок (см., например, выложенную патентную заявку Японии 2009-085674), причем хронометр регистрирует положения благодаря тому, что в каждой из шестеренок, вращающихся совместно со стрелками, сформировано соответствующее проникающее отверстие, и проникающие отверстия устанавливаются в положении регистрации, когда стрелки находятся в заранее определенном положении, для регистрации проникающих отверстий с помощью фотопрерывателя и т.п. и, таким образом, для регистрации положений стрелок.
Возможен случай, когда остановки стрелок вследствие внешнего фактора происходят в течение длительного периода времени, например случай, когда электронный хронометр остается без присмотра вблизи сильного магнита. В этом случае, если регистрация положения стрелок непрерывно осуществляется от регистрации остановок стрелок до регистрации следующих вращений стрелок при подаче на шаговый двигатель импульсов возбуждения, вывод импульсов возбуждения и регистрация положения стрелок бесполезно выполняются много раз, что приводит к заметному увеличению энергопотребления.
Настоящее изобретение предусматривает электронный хронометр, снабженный механизмом регистрации положения стрелок, причем электронный хронометр способен препятствовать заметному увеличению энергопотребления во время остановок его стрелок.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрен электронный хронометр, содержащий:
стрелки, которые указывают время для отображения времени;
шаговый двигатель, который осуществляет шаговый привод стрелок;
блок управления возбуждением, который подает импульсы возбуждения на шаговый двигатель;
блок проверки перемещения стрелок, который проверяет, движутся ли стрелки; и
блок управления ожиданием, который временно прерывает подачу импульсов возбуждения от блока управления возбуждением для перехода в состояние ожидания, когда блок проверки перемещения стрелок принимает решение, что стрелки остановились, причем подача импульсов возбуждения от блока управления возбуждением и проверка, движутся ли стрелки, блоком проверки перемещения стрелок, соответственно, возобновляются после выхода блока управления ожиданием из состояния ожидания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - блок-схема электронного хронометра в целом согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схема, демонстрирующая счетчики и блок хранения данных, сформированные в ОЗУ.
Фиг.3 - вид спереди редуктора, входящего в состав аналогового блока, показанного на фиг.1.
Фиг.4 - вид в разрезе, демонстрирующий взаимное расположение первой шестеренки регистрации, второй шестеренки регистрации и фотодетектора.
Фиг.5 - первая часть логической блок-схемы, демонстрирующей процедуру управления для обработки проверки положения стрелки, выполняемой центральным процессором (ЦП).
Фиг.6 - вторая часть логической блок-схемы, демонстрирующей ту же самую обработку проверки положения стрелки.
Фиг.7 - третья часть логической блок-схемы, демонстрирующей ту же самую обработку проверки положения стрелки.
Фиг.8A, 8B, 8C, 8D и 8E - первая часть пояснительных видов, демонстрирующих операцию проверки положения стрелки в ходе нормального перемещения стрелок.
Фиг.9A, 9B, 9C, 9D и 9E - вторая часть пояснительных видов, демонстрирующих операцию той же самой проверки положения стрелки в ходе нормального перемещения стрелок.
Фиг.10 - пояснительный вид, демонстрирующий состояние, когда сдвиг стрелки регистрируется при проверке положения стрелки.
Фиг.11A и 11B - пояснительные виды, демонстрирующие состояние, когда стрелки аномально останавливаются в положении регистрации.
Фиг.12A и 12B - пояснительные виды, демонстрирующие состояние, когда аномальная остановка зарегистрирована при проверке положения стрелки.
Фиг.13A, 13B, 13C, 13D и 13E - пояснительные виды, демонстрирующие операцию от регистрации сдвига стрелки до коррекции значения счетчика положений стрелки.
Фиг.14A, 14B, 14C, 14D и 14E - пояснительные виды, демонстрирующие операцию от регистрации аномальной остановки стрелок до коррекции значения счетчика положений стрелки.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже, вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показана блок-схема электронного хронометра в целом согласно варианту осуществления настоящего изобретения, и на фиг.2 показана схема, демонстрирующая счетчики и блок хранения данных, сформированные в ОЗУ согласно варианту осуществления.
Электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления отображает время за счет вращения секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4 (см. фиг.8A) над циферблатом. Согласно фиг.1, электронный хронометр 1 включает в себя центральный процессор (ЦП) 11, осуществляющий общее управление хронометром 1; аналоговый блок 19, включающий в себя совокупность стрелок (секундную стрелку 2, минутную стрелку 3 и часовую стрелку 4) и механизм, обеспечивающий вращение этих стрелок 2, 3 и 4; фотодетектор 20, осуществляющий регистрацию положения секундной стрелки 2; постоянную память (ПЗУ) 12, где хранятся программы управления, выполняемые ЦП 11, и данные управления; оперативную память (ОЗУ) 13, обеспечивающую ЦП 11 пространством рабочей памяти; блок питания 16, подающий рабочее напряжение на каждый блок; антенну 17 и схему детектора 18 для приема стандартной волны для коррекции времени; генератор 14 и схему 15 деления тактовой частоты для подачи на ЦП 11 сигнала заранее определенной частоты; блок подсветки 23 и схему 22 управления подсветкой для освещения циферблата; громкоговоритель 25 и схему зуммера 24 для осуществления функции будильника; и т.п.
Аналоговый блок 19 включает в себя секундную стрелку 2, минутную стрелку 3, часовую стрелку 4, шаговый двигатель, связывающий эти стрелки 2-4 друг с другом для осуществления их шагового привода, редуктор 30 (см. фиг.3), передающий вращательное движение ротора шагового двигателя секундной стрелке 2, минутной стрелке 3 и часовой стрелке 4 с соответствующими заранее определенными передаточными отношениями, и т.п.
На шаговый двигатель поступают импульсы возбуждения от ЦП 11 (блока управления возбуждением) для вращения ротора с шагом, например, 180°. Шаговый двигатель приспособлен генерировать повороты в пределах от 0° до 180° или в пределах от 180° до 360° в соответствии с полярностями импульсов возбуждения. Поворот ротора для перемещения секундной стрелки 2 в положение нечетной секунды в пределах от 0° до 180° будем называть нечетным шагом; поворот ротора для перемещения секундной стрелки 2 в положение четной секунды в пределах от 180° до 360° будем называть четным шагом; импульс возбуждения, полярность которого обуславливает поворот нечетного шага, будем называть нечетным импульсом; импульс возбуждения, полярность которого обуславливает поворот четного шага, будем называть четным импульсом.
ОЗУ 13 включает в себя, в своих заранее определенных областях, таймер 13a, приращение которому дает ЦП 11 на основании сигнала деленной частоты из схемы 15 деления тактовой частоты для поддержания данных времени, указывающих настоящее время; счетчик 13b положений стрелки, приращение которому дает ЦП 11 на основании числа возбуждений шагового двигателя для поддержания числа шагов изменения положения стрелки, указывающего настоящие положения секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4; и блок 13c временного хранения положения стрелок, способный временно поддерживать значение (по меньшей мере, значение часов и минут по шкале времени) счетчика 13b положений стрелки.
Электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления приспособлен связывать друг с другом три стрелки, включающие в себя секундную стрелку 2, минутную стрелку 3 и часовую стрелку 4 для вращения их одним шаговым двигателем. Кроме того, электронный хронометр 1 устроен таким образом, что секундная стрелка 2 делает один оборот в минуту за 60 шагов; минутная стрелка 3 делает один оборот за 60 минут; и часовая стрелка 4 делает один оборот за 12 часов. Следовательно, счетчик 13b положений стрелки должен хранить значения отсчета, указывающие от “0” до “(60×60×12)-1=43199” согласно количеству шагов привода секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4.
На фиг.3 показан вид спереди, демонстрирующий редуктор 30, входящий в состав аналогового блока 19, показанного фиг.1, и на фиг.4 показан вид в разрезе, демонстрирующий взаимное расположение первой шестеренки регистрации, второй шестеренки регистрации и фотодетектора 20.
Редуктор 30 состоит из совокупности шестеренок, включающей в себя шестеренку 31 секундной стрелки, к которой секундная стрелка 2 присоединена соединительной осью, помещенной между ними; шестеренку 32 минутной стрелки, к которой минутная стрелка 3 присоединена пустотелой соединительной осью, помещенной между ними; шестеренку 33 часовой стрелки, к которой часовая стрелка 4 присоединена пустотелой соединительной осью, помещенной между ними; третью шестеренку 34, передающую вращение шестеренки 31 секундной стрелки шестеренке 32 минутной стрелки с передаточным отношением “60:1”; минутную шестеренку 35, передающую вращение шестеренки 32 минутной стрелки шестеренке 33 часовой стрелки с передаточным отношением “12:1”; ведущую шестеренку 36, присоединенную к ротору шагового двигателя; пятую шестеренку 37, передающую вращение ведущей шестеренки 36 шестеренке 31 секундной стрелки с передаточным отношением “30:1”; первую шестеренку регистрации 38, вращающуюся с тем же передаточным отношением, что и у шестеренки 31 секундной стрелки, используемую для регистрации положения секундной стрелки 2; и вторую шестеренку регистрации 39 для открытия проникающего отверстия 40 первой шестеренки регистрации 38 только в необходимом положении шага.
Шестеренка 31 секундной стрелки, шестеренка 32 минутной стрелки и шестеренка 33 часовой стрелки размещены таким образом, что их соответствующие оси вращения перекрывают друг друга на одной и той же линии осей. Кроме того, редуктор 30 устроен таким образом, что пустотелая соединительная ось минутной стрелки 3 вставлена в пустотелую соединительную ось часовой стрелки 4; соединительная ось секундной стрелки 2 вставлена в пустотелую соединительную ось минутной стрелки 3; и каждая из этих трех соединительных осей вращается на одной и той же линии осей для передачи этих вращений секундной стрелке 2, минутной стрелке 3 и часовой стрелке 4, соответственно.
Проникающее отверстие 40 в качестве блока, подлежащего регистрации (целевого блока), сформировано в первой шестеренке регистрации 38. Проникающее отверстие 40 представляет собой, например, сквозное отверстие, пропускающее свет, и другие части первой шестеренки регистрации 38 приспособлены блокировать свет. Проникающее отверстие 41 сформировано во второй шестеренке регистрации 39 в радиальном положении, перекрывающем радиальное положение проникающего отверстия 40 первой шестеренки регистрации 38. Проникающее отверстие 41 представляет собой, например, сквозное отверстие, пропускающее свет, и другие части второй шестеренки регистрации 39 приспособлены блокировать свет. Вторая шестеренка регистрации 39 поворачивается на относительно большой угол поворота, например 36°, когда первая шестеренка регистрации 38 поворачивается на один шаг (6°). Таким образом, когда секундная стрелка 2 достигает положения регистрации (например, положения “00” секунд), два проникающих отверстия 40 и 41 перекрывают друг друга в положении регистрации P (см. фиг.9D “i-3”). С другой стороны, когда секундная стрелка 2 находится в одном шаге до или после положения регистрации P, проникающее отверстие 41 второй шестеренки регистрации 39 значительно смещено, находясь в состоянии, в котором проникающее отверстие 40 первой шестеренки регистрации 38 не открыто в положении регистрации P (см. фиг.9C “h-3” и фиг.9E “j-3”). Следовательно, редуктор 30 устроен таким образом, что проникающее отверстие 40 открывается в положении регистрации P только с заранее определенным шагом и скрывается от положения регистрации P до или после положения регистрации P, хотя первая шестеренка регистрации 38 поворачивается лишь на малый угол поворота (например, 6°).
Фотодетектор 20 состоит из блока 20a излучения света, например светодиода, и блока 20b приема света, например фототранзистора. Эти блок 20a излучения света и блок 20b приема света закреплены на несущей пластине электронного хронометра 1, причем первая шестеренка регистрации 38 и вторая шестеренка регистрации 39 находятся между блоками 20a и 20b. Согласно фиг.4, фотодетектор 20 устроен таким образом, что свет, испускаемый блоком 20a излучения света, проходит через проникающие отверстия 40 и 41 для приема блоком 20b приема света, когда проникающие отверстия 40 и 41 перекрывают друг друга в положении регистрации P. Блок регистрации положения стрелки включает в себя первую шестеренку регистрации 38, вторую шестеренку регистрации 39 и фотодетектор 20.
В ПЗУ 12 хранятся программа обработки отсчета времени для сообщения приращения таймеру 13a для обновления данных времени на основании сигнала от схемы 15 деления тактовой частоты; программа обработки отображения времени для возбуждения шагового двигателя при переходе на одну секунду синхронно с данными времени таймера 13a, чтобы, таким образом, отображать время с помощью совокупности стрелок 2, 3 и 4; программа обработки отсчета положения стрелки для сообщения приращения счетчику 13b положений стрелки для обновления данных положения стрелки одновременно с возбуждением шагового двигателя; программа обработки проверки положения стрелки для проверки, возникли ли задержки или аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4 при переходе на одну минуту синхронно с данными времени таймера 13a; и т.п.; в качестве программ управления, выполняемых ЦП 11.
Далее, обработка проверки положения стрелки, выполняемая в электронном хронометре 1, имеющем вышеописанную конфигурацию, будет описана со ссылкой на логические блок-схемы и пояснительные виды.
На фиг.5-7 показаны логические блок-схемы, демонстрирующие процедуру управления для обработки проверки положения стрелки, выполняемой ЦП 11. На фиг.8A-14E показаны пояснительные виды, демонстрирующие содержание операций электронного хронометра 1 в ходе обработки проверки положения стрелки.
На фиг.8A-13E, “a-1” - “j-1” указывают моменты времени, преобразованные из значений счетчика 13b положений стрелки; “a-2” - “j-2” указывают положения стрелок 2, 3 и 4 на циферблате; и “a-3” - “j-3” указывают состояния проникающих отверстий 40 и 41. Кроме того, на фиг.14A-14E, “a-1” - “e-1” указывают значения таймера 13a; “a-2” - “e-2” указывают моменты времени, преобразованные из значений счетчика 13b положений стрелки; “a-3” - “e-3” указывают положения стрелок 2, 3 и 4 на циферблате; и “a-4” - “e-4” указывают состояния проникающих отверстий 40 и 41.
Контроль сдвига стрелки
Электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления осуществляет обработку “контроля сдвига стрелки” раз в минуту в ходе нормального перемещения стрелок, отображающего время, для определения, возникла ли какая-либо задержка или аномальная остановка секундной стрелки 2. Обработка “контроля сдвига стрелки” составляет часть блока проверки перемещения стрелок (первого блока проверки). При обработке “контроля сдвига стрелки” регистрация положения стрелки осуществляется дважды в двух состояниях отсчета времени за 60 секунд. Таким образом, электронный хронометр 1 выявляет, находятся ли проникающие отверстия 40 и 41 в состоянии перекрывания друг с другом в положении регистрации P, используя фотодетектор 20 в состоянии отсчета времени “00” секунд, при котором проникающие отверстия 40 и 41 должны перекрывать друг друга в положении регистрации P при нормальном перемещении стрелок, и в состоянии отсчета времени “01” секунда, при котором проникающие отверстия 40 и 41 не должны полностью перекрывать друг друга при нормальном перемещении стрелок.
Теперь опишем обработку проверки положения стрелки со ссылкой на логические блок-схемы и пояснительные виды. ЦП 11 начинает свою обработку проверки положения стрелки (фиг.5-7) на основании перехода к следующей минуте (изменения цифры минут) таймера 13a при нормальном перемещении стрелок. В начале этой обработки проверки положения стрелки, ЦП 11, прежде всего, переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля сдвига стрелки” и, таким образом, выполняет контроль сдвига стрелки раз в минуту.
Перейдя от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля сдвига стрелки”, ЦП 11, прежде всего, выводит импульсы возбуждения на шаговый двигатель для выполнения обработки перемещения стрелок при переходе к следующей минуте (этап S1) и затем использует фотодетектор 20 для определения, зарегистрирован ли свет, проходящий через проникающие отверстия 40 и 41 (этап S2).
Если определено, что свет зарегистрирован, ЦП 11 ожидает перехода к следующей секунде (изменения цифры секунд) таймера 13a (этап S3). Когда происходит переход к следующей секунде, ЦП 11 выводит импульсы возбуждения на шаговый двигатель для выполнения обработки перемещения стрелок в положении 01 секунда (этап S4). Затем, ЦП 11 использует фотодетектор 20 для определения, зарегистрирован ли свет, проходящий через проникающие отверстия 40 и 41 (этап S5). Поскольку нормально, в положении “01” секунда не существует перекрывания проникающих отверстий 40 и 41, в отсутствие регистрации света, ЦП 11 принимает решение, что состояние не включает в себя аномалий и заканчивает обработку проверки положения стрелки.
На фиг.8A-8E и фиг.9A-9E показана операция электронного хронометра 1 в ходе нормального перемещения стрелок. ЦП 11 начинает обработку проверки положения стрелки в состоянии отсчета времени “00” секунд, показанном на фиг.8A “a-1”, “a-2” и “a-3”, и ЦП 11 осуществляет регистрацию проникающих отверстий 40 и 41 с помощью фотодетектора 20 в этом состоянии отсчета времени и в состоянии отсчета времени “01” секунда показанном на фиг.8B “b-1”, “b-2” и “b-3”. Затем, в состоянии отсчета времени “00” секунд, проникающие отверстия 40 и 41 перекрывают друг друга в положении регистрации P, и результатом регистрации является регистрация; и в момент времени “01” секунда, перекрывание проникающих отверстий 40 и 41 устраняется, и результатом регистрации становится отсутствие регистрации. ЦП 11 определяет нормальное перемещение стрелок для секундной стрелки 2 с помощью этого шаблона регистрации и заканчивает один проход обработки проверки положения стрелки.
После этого ЦП 11 не выполняет обработку проверки положения стрелки в период от “02” секунды до “59” секунд, показанный, начиная с фиг.8C “c-1”, “c-2” и “c-3”, и заканчивая фиг.9C “h-1”, “h-2” и “h-3”, и ЦП 11 аналогично выполняет обработку проверки положения стрелки в состояниях отсчета времени “00” секунд и “01” секунда, показанных на фиг.9D “i-1”, “i-2” и “i-3” и на фиг.9E “j-1”, “j-2” и “j-3”, соответственно.
С другой стороны, в отсутствие регистрации света при обработке регистрации света (этап S2) в состоянии отсчета времени “00” секунд при вышеописанной обработке “контроля сдвига стрелки”, можно принять решение о задержке секундной стрелки 2. Например, на фиг.10 показан случай задержки секундной стрелки 2. В этом случае, когда значение счетчика 13b положений стрелки равно “00” секунд, проникающие отверстия 40 и 41 не перекрываются друг с другом в положении регистрации P, и следовательно, результатом обработки регистрации света в положении “00” секунд является отсутствие регистрации, что позволяет принять решение о задержке перемещения стрелки.
Соответственно, в этом случае, ЦП 11 затем переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке перемещения секундной стрелки 2 путем перевода вперед в положение “00” секунд, т.е. к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” от этапа S8.
Кроме того, если свет регистрируется при обработке регистрации света (этап S5) в состоянии отсчета времени “01” секунда после того, как свет был зарегистрирован в состоянии отсчета времени “00” секунд при вышеописанной обработке “контроля сдвига стрелки”, можно принять решение, что секундная стрелка 2 была аномально остановлена в положении “00” секунд. Например, на фиг.11A и 11B показан случай, когда шаговый двигатель остановился вследствие приближения к магниту 51, когда секундная стрелка 2 находилась в положении “00” секунд. В этом случае проникающие отверстия 40 и 41 находятся в состоянии перекрывания друг с другом в положении регистрации P в состояниях отсчета времени, когда значения счетчика 13b положений стрелки равны “00” секунд и “01” секунда. Следовательно, результат обработки регистрации света в положении “01” секунда также указывает регистрацию света, и можно принять решение, что перемещение стрелки аномально остановлено.
Следовательно, в этом случае, ЦП 11 устанавливает полярность следующего импульса возбуждения как четный импульс (этап S6), чтобы привести значение счетчика 13b положений стрелки в соответствие с настоящим положением секундной стрелки 2, и использует блок 13c временного хранения положения стрелок, хранения значения счетчика 13b положений стрелки в настоящий момент времени (этап S7) для упрощения корректировки значения счетчика 13b положений стрелки, когда в следующий раз будут установлены нормальные перемещения стрелок для стрелок 2, 3 и 4.
Затем ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидание” от этапа S17, чтобы повторно не осуществлять бесполезную обработку перемещения стрелок и бесполезную обработку регистрации положения стрелки вследствие аномальных остановок перемещения стрелки.
Контроль положений с четными номерами при переводе вперед
Теперь опишем обработку “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”, к которой переходит обработка проверки положения стрелки при выявлении задержки перемещения стрелки. Эта обработка представляет собой обработку вывода импульсов возбуждения на шаговый двигатель до 60 импульсов и осуществления регистрации положения стрелки при каждом выводе четного импульса для принятия решения, приходит ли секундная стрелка 2 в положение “00” секунд. Обработка “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” составляет часть блока проверки перемещения стрелок (второй блок проверки).
Если перемещение стрелки лишь временно останавливается, чтобы вызвать задержку, когда регистрируется задержка перемещения стрелки, секундная стрелка 2 приходит в положение “00” секунд после вывода любого из четных импульсов за счет перевода стрелок 2, 3 и 4 до 60 шагов. Следовательно, состояние, в котором секундная стрелка 2 находится в положении “00” секунд, можно обнаружить, использовав фотодетектор 20 для осуществления регистрации положения стрелки после вывода четных импульсов. Например, на фиг.13A “a-1”, “a-2” и “a-3” - фиг.13D “d-1”, “d-2”, “d-3” показан пример этого случая. Согласно фиг.13A-13D, ЦП 11 регистрирует задержку перемещения стрелки в состоянии отсчета времени, когда значение счетчика 13b положений стрелки равно “10:08:00”, и переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”. После этого ЦП 11 повторяет вывод нечетных импульсов и четных импульсов для продвижения стрелок 2, 3 и 4, и осуществляет регистрацию положения стрелки при каждом выводе четного импульса. Затем ЦП 11 принимает решение, что секундная стрелка 2 достигла положения “00” секунд в состоянии отсчета времени, когда значение счетчика 13b положений стрелки равно “10:08:10”.
С другой стороны, если стрелки 2, 3 и 4 аномально остановлены вследствие внешнего фактора, например магнита 51, секундная стрелка 2 остается в состоянии остановки, не возвращаясь в положение “00” секунд, даже если ЦП 11 выводит импульсы возбуждения для 60 шагов на шаговый двигатель. Следовательно, если ЦП 11 осуществляет регистрацию положения стрелки для каждого четного импульса на протяжении периода вывода импульсов возбуждения для 60 шагов и получает результаты отсутствия регистрации для регистрации положений всех стрелок, ЦП 11 может принимать решение, что стрелки 2, 3 и 4 аномально остановлены. Например, на фиг.12A и 12B показан пример этого случая. В случае, показанном на фиг.12A и 12B, ЦП 11 регистрирует задержку перемещения стрелки в состоянии отсчета времени, когда значение счетчика 13b положений стрелки равно “10:08:00”, и переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”. После этого ЦП 11 осуществляет регистрацию положения стрелки при каждом выводе четного импульса совместно с выводом импульсов возбуждения, и ЦП 11 не способен получить результат регистрации света даже, когда значение счетчика 13b положений стрелки оказывается равным “10:09:00”, и принимает решение, что стрелки 2, 3 и 4 аномально остановлены.
Теперь опишем операцию “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” со ссылкой на логическую блок-схему, показанную на фиг.6. Перейдя от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”, ЦП 11, прежде всего, устанавливает полярность следующего импульса возбуждения как нечетный импульс (этап S8). Затем ЦП 11 сохраняет значение счетчика 13b положений стрелки в блоке 13c временного хранения положения стрелок (этап S9), чтобы иметь возможность легко корректировать значение 13b счетчика положений стрелки, когда в следующий раз будут установлены нормальные перемещения стрелок для стрелок 2, 3 и 4.
Затем ЦП 11 инициализирует переменную Hand_Ct для отсчета количества выведенных импульсов возбуждения на нуль (этап S10) и подачи на шаговый двигатель импульса возбуждения для одного шага за период перевода вперед (этап S11) для прибавления “1” к значению переменной Hand_Ct (этап S12). Затем ЦП 11 принимает решение, является ли импульс возбуждения, выведенный на этапе S11, четным импульсом (этап S13), и возвращается к обработке проверки положения стрелки до этапа S11, если решено, что импульс возбуждения является нечетным импульсом. С другой стороны, если решено, что импульс возбуждения является четным импульсом, ЦП 11 использует фотодетектор 20 для регистрации проникающих отверстий 40 и 41 (этап S14). Если, в результате, ЦП 11 регистрирует проникающие отверстия 40 и 41, то ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекции счетчика положений стрелки” от этапа S23. С другой стороны, если ЦП 11 не регистрирует проникающие отверстия 40 и 41, ЦП 11 определяет, приобрела ли переменная Hand_Ct значение “60” (этап S15), и возвращается к обработке проверки положения стрелки до этапа S11, если переменная Hand_Ct не получает значение “60”.
Кроме того, если ЦП 11 принимает решение, что переменная Hand_Ct получила значение “60”, путем обработки принятия решения на этапе S15, то ЦП 11 может принимать решение, что этот факт свидетельствует об аномальных остановках стрелок 2, 3 и 4, и ЦП 11, соответственно, переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидание” от этапа S17. Благодаря такой обработке, реализуется вышеупомянутая операция обработки “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”.
Контроль нечетного положения секундной стрелки и коррекция счетчика положений стрелки
Перейдем к описанию обработки “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекции счетчика положений стрелки”, к которой переходит обработка проверки положения стрелки, когда положения стрелок регистрируются при обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”. Эта обработка представляет собой, как показано на фиг.13D “d-1”, “d-2” и “d-3” и 13E “e-1”, “e-2” и “e-3”, обработку определения, правильно ли переместилась секундная стрелка 2, за счет осуществления дальнейшего вывода следующего импульса возбуждения и регистрации положения стрелки после установления того факта, что секундная стрелка 2 достигла положения “00” секунд, и корректировки значения данных счетчика 13b положений стрелки, если секундная стрелка 2 правильно переместилась.
Коррекция значения данных счетчика 13b положений стрелки осуществляется здесь на основании следующей теории. Таким образом, в этом электронном хронометре 1, предполагается, что стрелки 2, 3 и 4 сдвигаются в своих направлениях опережения, и предполагается, что стрелки 2, 3 и 4 однажды останавливаются вследствие внешнего фактора, например магнита, и стрелки 2, 3 и 4, таким образом, сдвигаются в своих направлениях отставания.
Следовательно, как показано на фиг.13A “a-1”, “a-2” и “a-3”, если позиционный сдвиг секундной стрелки 2 регистрируется при обработке “контроля сдвига стрелки”, можно принять решение, что стрелки 2, 3 и 4 находятся в положениях, где указанное ими время отстает на одну минуту от времени, указанного значением счетчика 13b положений стрелки в этот момент времени. Причина в том, что обработка “контроля сдвига стрелки” осуществляется каждую минуту. Затем значение счетчика 13b положений стрелки в этот момент времени сохраняется в блоке 13c временного хранения положения стрелок за счет обработки на этапах S7 и S9.
Кроме того, ЦП 11 осуществляет регистрацию положения стрелки при каждом выводе четного импульса на шаговый двигатель при обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”, как показано на фиг.13B “b-1”, “b-2” и “b-3” - фиг.13D “d-1”, “d-2” и “d-3” после регистрации позиционного сдвига при обработке “контроля сдвига стрелки”. Следовательно, если ЦП 11 не может получить никакого результата регистрации света при регистрации положения стрелки, можно принять решение, что секундная стрелка 2 не перешла через “00” секунд от сдвинутого состояния стрелок 2, 3 и 4. Кроме того, согласно фиг.13D (d-1), (d-2) и (d-3), когда секундная стрелка 2 снова регистрируется в положении “00” секунд, можно принять решение, что стрелки 2, 3 и 4 находятся в положениях, указанных значением счетчика 13b положений стрелки, когда зарегистрированы предыдущие позиционные сдвиги, т.е. значение блока 13c временного хранения положения стрелок.
Следовательно, как показано на фиг.13E “e-1”, “e-2” и “e-3”, если ЦП 11 вывел следующий нечетный импульс при обработке этого “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекция счетчика положений стрелки” и принял решение, что секундная стрелка 2 достигла положения “01” секунда, то ЦП 11 считывает значение (“10:08:00” на фиг.13E) блока 13c временного хранения положения стрелок и изменяет значение второй цифры на “01”. После этого ЦП 11 перезаписывает в счетчике 13b положений стрелки это значение для коррекции счетчика 13b положений стрелки.
Теперь опишем обработку “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекция счетчика положений стрелки” со ссылкой на логическую блок-схему, представленную на фиг.7. Перейдя от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекции счетчика положений стрелки”, ЦП 11 в первую очередь выводит импульс возбуждения для одного шага на шаговый двигатель (этап S23), и затем ЦП 11 использует фотодетектор 20 для осуществления регистрации положения стрелки (этап S24). Если секундная стрелка 2 переместилась в положение “01” секунда, и результатом регистрации является отсутствие регистрации, то ЦП 11 может принимать решение, что секундная стрелка 2 движется в соответствии с нормальным перемещением стрелок. Следовательно, как описано выше, ЦП 11 корректирует значение счетчика 13b положений стрелки на основании значения блока 13c временного хранения положения стрелок (этап S25). Затем ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “возврата положения стрелки при переводе вперед”.
С другой стороны, если секундная стрелка 2 не переместилась в положение “01” секунда, и ЦП 11 получает результат регистрации света при регистрации положения стрелки на этапе S24, то ЦП 11 может принимать решение, что секундная стрелка 2 была аномально остановлена в положении “00” секунд. Следовательно, ЦП 11 возвращается к обработке проверки положения стрелки до этапа S6, после чего ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” от этапа S17.
Остановка обработки перемещения стрелок и ожидание
Теперь опишем обработку “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, к которой ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки при аномальной остановке стрелок 2, 3 и 4. Обработка “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” составляет блок управления ожиданием. Эта обработка представляет собой обработку компенсации аномальных остановок стрелок 2, 3 и 4 вследствие внешнего фактора для спонтанной остановки обработки перемещения стрелок и обработки регистрации положения стрелки в скором времени во избежание ненужного энергопотребления и ожидания следующего выполнения обработки регистрации положения стрелки.
Выждав заранее определенное время благодаря обработке этой “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, ЦП 11 снова осуществляет обработку “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” для определения, завершились ли аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4. Затем, если ЦП 11 принимает решение, что аномальные остановки не завершились, то ЦП 11 заканчивает повторное выполнение этой обработки “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”.
При этой обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, если аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4 не завершились, и ЦП 11 повторно выполняет эту обработку “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, время ожидания этой обработки постепенно устанавливается все более долгим. Например, время ожидания устанавливается равным 5 минутам при первой обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, 10 минутам при второй обработке, 30 минутам при третьей обработке, 60 минут при четвертой обработке, 120 минут при пятой и последующей обработке, и т.п.
Эта обработка “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” будет описана со ссылкой на логическую блок-схему, представленную на фиг.6. Когда ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к этой обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, ЦП 11 в первую очередь осуществляет установку флага состояния и т.п. для временной остановки перемещения стрелок (этап S17) и инициализирует переменную Wait_Ct для отсчета времени ожидания на нуль (этап S18). Затем ЦП 11 принимает решение, произошел ли переход к следующей минуте (изменение цифры минут) таймера 13a (этап S19). В отсутствие перехода к следующей минуте ЦП 11 повторяет обработку принятия решения, пока не произойдет переход к следующей минуте. С другой стороны, при наличии перехода к следующей минуте, ЦП 11 дает приращение переменной Wait_Ct (этап S20) и принимает решение, достигла ли переменная Wait_Ct заданного значения X (этап S21). Первый раз заданное значение X устанавливается равным 5 минут. Если обработка “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” выполняется повторно, заданное значение X устанавливается согласно числу повторов. Например, если число повторов равно двум, заданное значение X устанавливается равным 10 минутам; если трем, то 30 минутам; если четырем, то 60 минутам; если более четырех, то 120 минутам. Когда ЦП 11 получает решение сдвига стрелки, ЦП 11 сбрасывает число повторов.
Если в результате обработки принятия решения на этапе S21 установлено, что переменная Wait_Ct не достигла заданного значения X, ЦП 11 возвращается к обработке проверки положения стрелки до этапа S19. С другой стороны, если переменная Wait_Ct достигла заданного значения X, этот факт свидетельствует об истечении времени ожидания, и ЦП 11, соответственно, осуществляет установку флага состояния и т.п. для возобновления перемещений стрелок и обработки регистрации положения стрелки (этап S22). Затем ЦП 11 устанавливает полярность следующего импульса возбуждения как четный импульс (этап S16) и переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” от этапа S10.
На фиг.14A-14E показан пример операции от аномальных остановок стрелок 2, 3 и 4 под влиянием магнита 51 до коррекции значения 13b счетчика положений стрелки путем обработки “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”. Согласно фиг.14A-14E, после того, как ЦП 11 регистрирует аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4 путем обработки “контроля сдвига стрелки”, показанной на фиг.14A “a-1”, “a-2”, “a-3” и “a-4”, и фиг.14B “b-1”, “b-2”, “b-3” и “b-4”, ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” на 5 минут, и магнит 51 удаляется в ходе обработки ожидания (фиг.14C “c-1”, “c-2”, “c-3”, “c-4”). Затем, когда обработка ожидания заканчивается, как показано на фиг.14D “d-1”, “d-2”, “d-3” и “d-4”, ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” и выводит четный импульс, и осуществляет регистрацию положения стрелки. Таким образом, ЦП 11 регистрирует тот факт, что секундная стрелка 2 находится в положении “00” секунд.
В состоянии отсчета времени, показанном на фиг.14D “d-1”, “d-2”, “d-3” и “d-4”, поскольку секундная стрелка 2 первоначально находилась в положении “00” секунд, шаговый двигатель, первая шестеренка регистрации 38, вторая шестеренка регистрации 39 и секундная стрелка 2 не получают вращения вследствие вывода четного импульса, и таким образом, устанавливается, что в этот момент времени секундная стрелка 2 находится в положении “00” секунд.
Затем, в состоянии отсчета времени, показанном на фиг.14E “e-1”, “e-2”, “e-3” и “e-4”, ЦП 11 осуществляет обработку “контроля нечетного положения секундной стрелки и коррекции счетчика положений стрелки”. Когда ЦП 11 принимает решение, что взаимное перекрывание проникающих отверстий 40 и 41 устранено, и секундная стрелка 2 переместилась в положение “01” секунда, ЦП 11 корректирует значение данных счетчика 13b положений стрелки на основании значения данных, хранящегося в блоке 13c временного хранения положения стрелок в ходе регистрации аномальных остановок стрелок 2, 3 и 4. Метод коррекции значения данных такой же, как описанный выше.
Возврат положения стрелки при переводе вперед
Затем обработка “возврата положения стрелки при переводе вперед”, к которой ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки, после того, как ЦП 11 скорректирует значение данных счетчика 13b положений стрелки. Обработка “возврата положения стрелки при переводе вперед” представляет собой обработку, осуществляющую перемещения стрелок при переводе вперед стрелок 2, 3 и 4 для регулировки данных положения стрелок 2, 3 и 4, указанных счетчиком 13b положений стрелки в соответствии с данными времени, указанными таймером 13a. Благодаря обработке, решаются позиционные сдвиги стрелок 2, 3 и 4 от настоящего времени, и настоящее время, указанное таймером 13a, заканчивает отображаться посредством совокупности стрелок 2, 3 и 4.
ЦП 11 также приспособлен совершать следующие действия: когда ЦП 11 осуществляет перемещения стрелок при переводе вперед для стрелок 2, 3 и 4 путем обработки “возврата положения стрелки при переводе вперед”, ЦП 11 осуществляет регистрацию положения стрелки в состоянии отсчета времени, когда секундная стрелка 2 достигает положения “00” секунд, и в состоянии отсчета времени, когда секундная стрелка 2 достигает положения “01” секунда, для определения, нормально ли осуществляется перемещение стрелки, по аналогии с обработкой “контроля сдвига стрелки”.
Обработка “возврата положения стрелки при переводе вперед” будет описана со ссылкой на логическую блок-схему, показанную на фиг.7. Перейдя от обработки проверки положения стрелки к обработке “возврата положения стрелки при переводе вперед”, ЦП 11 сравнивает значение таймера 13a со значением счетчика 13b положений стрелки, чтобы определить, согласуются ли настоящие положения стрелок 2, 3 и 4 с настоящим временем (этап S26). Если выясняется, что они согласуются друг с другом, можно принять решение, что стрелки 2, 3 и 4 переместились в положения настоящего времени, и коррекция завершена, и ЦП 11, соответственно, заканчивает эту обработку проверки положения стрелки.
С другой стороны, если они не согласуются друг с другом, ЦП 11 подает на шаговый двигатель импульсы возбуждения в период перевода вперед (этап S27). Затем ЦП 11 принимает решение, имеет ли место состояние отсчета времени, когда секундная стрелка 2 предположительно находится в положении “00” секунд, на основании значения данных счетчика 13b положений стрелки (этап S28).
Если установлено, что состояние отсчета времени не соответствует положению “00” секунд, ЦП 11 возвращается к обработке проверки положения стрелки до этапа S26. С другой стороны, если состояние отсчета времени соответствует положению “00” секунд, ЦП 11 использует фотодетектор 20 для осуществления регистрации положения стрелки для регистрации перекрывания проникающих отверстий 40 и 41 друг с другом (этап S29). Затем, если перекрывание не зарегистрировано, ЦП 11 принимает решение, что вновь произошел сдвиг стрелки, и следовательно, вновь переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” от этапа S8.
Кроме того, если результатом регистрации на этапе S29 является регистрация света, ЦП 11 принимает решение, согласуются ли настоящие положения стрелок 2, 3 и 4 с настоящим временем (этап S30), и заканчивает на этом обработку проверки положения стрелки, если они согласуются друг с другом. С другой стороны, если они не согласуются друг с другом, ЦП 11 в первую очередь осуществляет обработку перемещения стрелок на один шаг в период перевода вперед для продвижения секундной стрелки 2 в положение “01” секунда (этап S31). Затем ЦП 11 осуществляет регистрацию положения стрелки для определения, достигла ли секундная стрелка 2 положения “01” секунда (этап S32). Если результатом регистрации является отсутствие регистрации, ЦП 11 принимает решение, что секундная стрелка 2 нормально переместилась, чтобы вернуться к обработке проверки положения стрелки до этапа S26. С другой стороны, если результатом регистрации является регистрация света, ЦП 11 принимает решение, что секундная стрелка 2 была аномально остановлена в положении “00” секунд, и осуществляет обработку на этапах S6 и S7. После этого ЦП 11 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”.
Если нормальные перемещения стрелок осуществлялись посредством вышеупомянутой циклической обработки на этапах S26-S28 или этапах S26-S32, ЦП 11 перемещает совокупность стрелок 2, 3 и 4 в положения, указывающие настоящее время, путем перевода вперед и заканчивает обработку проверки положения стрелки.
Как описано выше, электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания” для перехода в состояние ожидания только в течение заранее определенного времени и для прерывания вывода импульсов возбуждения на шаговый двигатель и к обработке регистрации положения стрелки, когда регистрируется аномальная остановка секундной стрелки 2. Поэтому, например, если сильный магнит приближается к электронному хронометру 1 и стрелки 2, 3 и 4 испытывают аномальные остановки в течение сравнительно долгого времени, можно избежать ситуации, в которой вывод импульсов возбуждения и операция регистрация положения стрелки бесполезно выполняются много раз, приводя к заметному увеличению энергопотребления.
Кроме того, электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления приспособлен совершать следующие действия: когда обработка “контроля сдвига стрелки” приводит к регистрации света в состояниях отсчета времени “00” секунд и “01” секунда, и когда обработка “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед” приводит к отсутствию регистрации секундной стрелки 2, несмотря на то, что было выведено 60 импульсов возбуждения, то электронный хронометр 1 принимает решение, что стрелки 2, 3 и 4 аномально остановлены, для перехода от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”. Поэтому, когда стрелки 2, 3 и 4 аномально останавливаются, электронный хронометр 1 может быстро регистрировать эти аномальные остановки, чтобы быстро прекращать всякий бесполезный вывод импульсов возбуждения и обработку регистрации положения стрелки.
Кроме того, электронный хронометр 1 приспособлен совершать следующие действия: выйдя из состояния ожидания при обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, электронный хронометр 1 переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “контроля четных положений секундной стрелки при переводе вперед”, вновь проверяет, осуществляет ли секундная стрелка 2 перемещение стрелки, и снова переходит от обработки проверки положения стрелки к обработке “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, чтобы находиться в состоянии ожидания, вновь принимая решение, что секундная стрелка 2 остановилась при этой проверке. Следовательно, электронный хронометр 1 приспособлен иметь возможность избегать увеличения своего энергопотребления за счет повторного вхождения в состояние ожидания, когда аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4 продолжаются в течение длительного периода времени, и электронный хронометр 1 приспособлен определять, получила ли секундная стрелка 2 возможность осуществлять свое перемещение стрелки при переполнении состояния ожидания, когда стрелки 2, 3 и 4 аномально останавливаются лишь на короткое время, и иметь возможность быстро возвращать перемещения стрелок для стрелок 2, 3 и 4 к нормальным, когда секундная стрелка 2 получает возможность осуществлять свое перемещение стрелки.
Кроме того, поскольку электронный хронометр 1 способен постепенно увеличивать время ожидания от первого до пятого при повторении обработки “остановки обработки перемещения стрелок и ожидания”, электронный хронометр 1 может сравнительно рано осуществлять определение перемещения стрелки для секундной стрелки 2 в ходе обработки ожидания, чтобы иметь возможность быстро возобновлять обработку перемещения стрелок для секундной стрелки 2, когда ее аномальная остановка прекращается в течение короткого периода. Кроме того, когда аномальные остановки стрелок 2, 3 и 4 протекают в течение длительного периода времени, электронный хронометр 1 приспособлен снижать частоту выполнения определения перемещения стрелки для секундной стрелки 2 в ходе обработки ожидания для достижения дополнительного снижения энергопотребления.
Кроме того, поскольку электронный хронометр 1 согласно этому варианту осуществления приспособлен формировать проникающие отверстия 40 и 41 в первой шестеренке регистрации 38 и второй шестеренке регистрации 39, соответственно, регистрировать эти проникающие отверстия 40 и 41 с помощью фотодетектора 20 и, таким образом, принимать решение, находится ли секундная стрелка 2 в положении регистрации P (например, в положении “00” секунд), электронный хронометр 1 обладает устойчивостью к воздействиям окружающей среды и способен осуществлять уверенную регистрацию положения секундной стрелки 2.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанным вариантом осуществления, но допускает различные изменения. Например, хотя в вышеописанном варианте осуществления представлен, например, электронный хронометр 1, предусматривающий приведение в движение секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4 совместно друг с другом с помощью одного шагового двигателя, настоящее изобретение также применимо к электронному хронометру 1, предусматривающему независимое приведение в движение секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4 с помощью трех шаговых двигателей, соответственно. В этом случае предпочтительно, чтобы электронный хронометр 1 был снабжен механизмом для проверки нормальных перемещений стрелок для всех или одной из секундной стрелки 2, минутной стрелки 3 и часовой стрелки 4, чтобы он мог входить в состояние ожидания за счет прерывания подачи импульсов возбуждения на три шаговых двигателя при выявлении аномальной остановки любой из стрелок 2, 3 и 4.
Кроме того, хотя вышеописанный вариант осуществления предусматривает проникающее отверстие 40, в качестве блока, подлежащего регистрации, сформированное в первой шестеренке регистрации 38 для осуществления регистрации положения секундной стрелки 2 путем регистрации проникающего отверстия 40 с помощью фотодетектора 20 типа фотопрерывателя, возможен также вариант осуществления, в котором блок, подлежащий регистрации, сформирован в виде блока отражения для осуществления регистрации положения секундной стрелки 2 путем регистрации блока отражения с помощью фотодетектора типа фотоотражателя.
Кроме того, детали, показанные в варианте осуществления, например метод регистрации остановки стрелок 2, 3 и 4, и конкретные примеры установления времен вхождения в состояние ожидания, можно надлежащим образом изменять, не выходя за рамки объема и сущности настоящего изобретения.