JPS6033080A - 時計用マイクロコンピュ−タ - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、時計用マイクロコンピュータに関し、特に、
クロノグラフカウンタの内蔵された時計用マイクロコン
ピュータに関する、 （ロ）従来技術 近年、電子時計用の半導体集積回路が専用のマイクロコ
ンビ二一夕で形成されるに至った。このＲｉｔｔ　用マ
イクロコンピュータでは、プログラムによって時計の各
種機能が実現される。もちろん、クロノグラフ機能もプ
ログラムによって実現されるが、時計用マイクロコンピ
ュータの処理速度はそれ程速くないため、し□。。秒桁
の計測はプログラムでは実現できない。そこで、／１０
０秒桁を計数する専用のカウンタが内蔵された時計用マ
イクロコンピータが開発されている。

一方、この様な時計用マイクロコンピュータに於いて、
時計仕様の中にクロノグラフ機能がなけ１　′ れば／１ｏｏ秒桁の専用カウンタは全く使用されない。

また、最近では、時計用マイクロコンピュータを、その
低電圧、低消費電流動作の特徴を生かして、電子機器等
の制御に使用する機会が増え、こうしたアプリケージ曹
ンの中には、時計用マイクロコンピュータのサイクルタ
イムと同等の分解能で時間間隔を測定しなげればならな
い場合がある。一般的には、マイクロコンビエータの内
部に設けられた、プログラムでプリセット可能なタイマ
用カウンタが用いられるが、このタイマ用カウンタは、
そのキャリー信号を検出してタイマ一時間を測定するも
のであるため、サイクルタイムと同等の分解能で時間間
隔を測定することは不可能である。また、この機能を実
現するためには、プリグラムによって計数内容を読み出
すことのできるカウンタを別個に設ける必要があり、こ
の場合にはマイクロコンビエータのチップ面積が増加し
好ましくない。

（ハ）発明の目的 本発明は上述した点に鑑みて為されたものであり、クロ
ノグラフ専用のカウンタを用い、その入力をプログラム
によって分周回路の比較的周波数の高い分周出力に切換
接続可能とすることにより、サイクルタイムと同等の分
解能で時間間隔の測定が可能な時言１用マイクロコンピ
ュータを提供するものである。

に）発明の構成 本発明は、基準周波数信号を分周する分周回路と、該分
周回路の分周出力を入力とし所定の周波数の信号を作成
するパルス発生回路と、該パルス発生回路のパルスを計
数するクロノグラフカウンタとを備えた時計用マイクロ
コンピュータに於いて、前記分周回路の比較的周波数の
高い複数の分周出力が印加され、該複数の分周出力のう
ちいずれか一つを選択して出力する選択回路と、前記パ
ルス発生回路の出力と前記選択回路の出力とを切換えて
前記クロノグラフカウンタに印加する切換回路と、所定
命令が実行されたことを検出し、前記選択回路及び切換
回路を制御し、前記クロノグラフカウンタの入力に前記
ノくルス発生回路の出力、あるいは、選択された分周出
力を印加させる制御回路とを備えて成り、クロノ・グラ
７カウンタを、クロッグ２フモードで使用すると共に、
サイクルタイムと同等の分解能で時間間隔を測定するカ
ウンタと、に使用できる様にした構成である。

（ホ）実施例 第１図は、本発明の実施例を示す回路図である。

発振回路（１）は外部端子に接続された水晶振動子（２
）によって定められた周波数、例えば３２，７６８１１
ｙ。

の基準周波数を発損し、その発振出力ダ。は分周回路（
３）に印加される。分周回路（３）はＴ−ＦＦ（Ｔ−７
リツプフロツプ）が１５段継続接続されて構成され、発
振回路（１）からの基準周波数信号ダ。を分局し、ｌＨ
ｚの時計用信号を出力する。また、分周回路（３）の各
段の分周出力のうち、第１段目の分周出力１＋は、クロ
ックジェネレータ（４）に印加され、一方、分周出力０
７〜〆３．は／、ｏｏ秒ノ（ルス発生回路（５）に印加
される。クロックジェネレータ（４）は、分＋＋−＋　
＋■」−ノ　＝　−１に−ノ　−　７　）ｅ　、−１１
−＋　＋ル＝　ｂｙ舌１１ｖヒを制御するためのタイミ
ング信号Ｔ１、Ｔｔ、Ｔ５、Ｔ４を作成し各内部回路に
供給する。分周出力ＯＩを用（・てタイミング信号Ｔ＋
　、　Ｔｔ、Ｔ５、Ｔ４を作成した場合、マイクロコン
ピュータのサイクルタイムは２４４桁の計数を行うため
の７１６８秒）（ルスを作成し出力する。この／　秒）
くルスは、Ｔ−、ＦＦ（６）の出００ 力Ｑで制御されるＡＮＤゲート（７）に入力される。

Ｔ−ＦＦ（６）は、クロノグラフモードに於いて、所定
のスイッチが操作されたとき発生するスイッチ信号ＳＷ
によって反転し、ＡＮＤゲート（７）に於〜）て、１／
　秒パルスの導通と遮断を制御するもの００ であり、クロノグラフのスタート及びストップを制御す
るものである。

更に、分周回路（３）の分局出力戸８、鵜、ダ、及び発
振出力グ。は、選択回路（８）に印加される。選択回路
（８）はＡＮＤゲー）　（９）Ｏｌｌｌ）（１３とＯＲ
ゲー）（１３から成り、ＡＮＤゲー）　（９）ＱＩＱυ
（１３の一方の入力に発振用カメ。、分局出力部、グ８
、ダ、が印加され、他方の入力には制御回路α４）から
、為、為、グ３．０３　の選択を指示する制御信号が印
加される。即ち、制御信号は、ＡＮＤゲート（９）ａ呻
（１１）（１２の導通及び遮断を制御することによって
、発振出力ダ０、分周田力鵬、ダ８、グ、を選択し、選
択された出力は、ＯＲゲートＱ３）を介して出力される
。

切換回路０５Ｂ、ＡＮＤゲー）Ｑｆ９（１７）ト□Ｒゲ
ート鰻とから栴成され、ＡＮＤグー）（１６）の一方の
入力には、／１ｏｏ秒パルスが印加されたＡＮＤゲート
（７）の出力が印加され、また、ＡＮＤゲート０７ノの
一方の入力には、選択回路（８）の出力が印加される。

更に、ＡＮＤグー）ＱＧＩの他方の入力には、制御回Ｍ
Ｑ４）ノＲ−８Ｆ　ＦＱ’ｌノ出力Ｑカ印加サレ、すＮ
Ｄゲー）Ｑ７）の他方の入力にはＲ−８ＦＦ（１１の出
力Ｑが印加されている。即ち、切換回路α９は制御回路
Ｑ４）１７）Ｒ−８ＦＦ（ＩＩＫヨツ”Ｃ制御１１ｔｔ
、Ｒ−８ＦＦ（１１かリセット状態では、／ｌｏｏ秒パ
ルスが印加されたＡＮＤゲート（力の出力が、ＡＮＤＮ
Ｏゲート及びＯＲゲート０８１を介してクロノグラフカ
ウンタ（２１に印加され、Ｒ−５ＦＦａ９がセット状態
になると選択回路（８）の出力がクロノグラフカウンタ
（イ）に印加される。即ち、前者の場合はクロノグラフ
モードであり、後者の場合は任意の周波数で時間間隔を
測定するモードである。

クロノグラフカウンタ（イ）は、ｌＯ進のｌ３ＣＤカウ
ンタであり、切換回路０９から印加されるパルスを計数
し、１０個のパルスをｎＩ数したとぎ出力されるキャリ
ーによってＲ−８ＦＦ（２υをセットする。

Ｒ−８ＦＦ（２１）は割込み要求の発生を記憶する７リ
ツプフロツプであり、Ｒ−８ＦＦ（２１）の出力Ｑは割
込み要求信号Ｉ　Ｎ　’Ｉ’　ＲＥ　Ｑとして出力され
る。この割込み要求信号ＩＮＴＲＥＱは、マイクロコン
ピュータ内部の割込み制御回路（図示せず）に印加され
、割込みが受け付けられると割込み処理プログラムによ
って、クロノグラフモードの場合には、ＲＡＭ（図示せ
ず）内に設けられたべ。秒桁以上の計数データに加算処
理等が行われ、また、任意の周波数で時間間隔を測定す
るモードでは、ＲＡＭ内に設けられた上位桁の計数デー
タに加算処理等が行われる。一方１割込みが受け付けら
れると割込制御回路から出力される割込みセット信号Ｉ
ＮＴＨＥＳＥＴが０１（ゲート（２榎を介してＲ−８Ｆ
Ｆ（２１）の’Ｊセッ）端子Ｈに印加され、Ｒ−８ＦＦ
（２υがリセットされる。また、クロノグラフカウンタ
０１の４ビツト出力は、ＮＯＲＯＲゲート０８１力で制
御されるトランスミッシ！ｌ／ゲート（２４）を介して
、４ビツトのデータバス３５）に接続される。ＮＯＲゲ
ート（２３）及びＮ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート０６）は、１６
ビツトのインストラクション信号ＩＲＯ〜ｌＲ１５に送
出された命令コードが、クロノグラフカウンタ（氾の４
数データを読み出すためのＭＣＤ命令（ＭｏｖｅＣｌｌ
ｒｏｎｏ　Ｃｏｕｎｔｅｒ　Ｄａｔａ　ｔｏ　ＡＣ＆ｎ
、ｘ　）であることを検出するものであり、ＭＣＤ命令
が実行されたときに、トランスミッシロンゲート（２４
）を導通状態として、クロノグラフカウンタ（２Ｉのｉ
ｉＩ数データケデータバス（ハ）に送出させる。

選択回路（８）及び切換回路α９を制御する制御回路（
１４）は、クロノグラフカウンタ（イ）の入力に選択回
路（８）の出力を印加すると共に発振出力ダ。、分周出
力グ８、ダ２、グ、のいずれか一つを指足するためのｓ
ｃＴ命令（Ｓｅｔ　（！ｈｒｏｎｏ　Ｃｏｕｎｔｅｒ　
ＴｉｍｅｒＭｏｄｅ　）を示す命令コードがインストラ
クション・信号Ｉ　ｎ　Ｏ〜Ｉ　Ｒ１５に送出さ１また
ことを検出すす るＮＯＲゲート（２η及びＮ　Ａ　Ｎ　］）ゲート（２
鵠と、／１１）０秒パルスが印加されたＡ　Ｎ　Ｄゲー
ト（７）の出力をクロノグラフカウンタ（２（１）の入
力に印加するＩＬＣＴ命令（Ｒｅ５ｅｔ　Ｃｈｒｏｎｏ
　Ｃｏｕｎｔｅｒ　Ｔｉｍｅｒ　Ｍｏｄｅ）を示す命令
コードがインストラクション信号Ｉ　ｉｔＯ〜ｌ１ｌｌ
　５に送出されたことを検出するＮ　ＯＩｔゲートｃ２
１力及びＮＡＮＤゲート艶と、切換回路Ｑ５１の切換を
制御するＲ−８ＦＦ（１！Ｊと、ｊコ択回路（８）に発
据出力戸。、分周出力グ０、ダ７．０８の選択を指示す
る制御ｌＩＩ化号を作成するラッチ回路Ｃ３１１（３２
１（３濠（３４）とから成る。Ｒ−８ＦＦ（１！１１の
セット端子ＳにはＮＯＲＯＲゲート０８１力が印加され
、リセット端子Ｒには初期設定信−＠ＭＲとＮ０ｒｔゲ
ー）　（２！ｅの出力とがＯＲゲート（四を介して印加
される。また、ラッチ回路ｃｌｌ）（３２１（、＋：＜
１０４）の入力端子りには、各々、・インストラクショ
ン・信号ＩＲＯ１ＩＲＩ、ＩＩｔ２、Ｉｎ２が印加され
、出力Ｑは対応するＡＮＩ）ゲート（９）四α１１Ｑ２
１に印加される。更に、ラッチ回路Ｃ３］）Ｃ３２Ｃ３
３）４３４）のクロック端子ダには、ＮＯＲゲート０７
）の出力が共通に印加され、リセット端子ＲにはＮＯＲ
ゲートψ陽の出力が共通に印加されている。従って、Ｓ
ＣＴ命令が実行されてＮＯＲゲート０７）の出力が１”
となると、Ｒ−８ＦＦＢ！Ｊがセットされると共に、ラ
ッチ回路Ｃ３＋１（３２１Ｃ３□□□Ｃ３４）にインス
トラクション信号ＩＲＯ〜ＩＲ３に送出されたデータが
取り込まれ記憶される。一方、ＲＣＴ命令が実行されて
ＮＯＲゲート翰の出力がＲ１”となると、Ｒ−８ＦＦ（
１９１がリセットされると共に、ラッチ回路＜３１）４
３２１Ｇ３■０４）はすべてリセットされる。

第２図は、前述したＳＣＴ命令、ＲＣＴ命令及びＭＣＤ
命令の命令コードを示す図である。ＳＣＴ命令は１６ビ
ツトのインストラクション信号のうち、ＩＲＩ　１．Ｉ
ＲＩ　３、ｌＲ１４、Ｉｌｌ　５がＲ１”であり、Ｉｎ
８、ＩＲＱ、ＩＲＩＯ１工Ｒ１２がθ″となるコードで
あり、ＩＲＱ−Ｉｎ３に設定される為〜Ｘ３によって選
択回路（８）に発振出力０゜、分周出力グいグ２、グ、
の選択を指示することかできる。即ち、ＸｏをＲ１”と
した場合には、発振出力０゜（１６，３８４Ｈｚ）が指
定され、Ｘ。

を１″とした場合には分周出力ＯＩ（８ｐｌ　９２Ｈ７
）が指定され、Ｘｉミグ１した場合には分周出力’Ａ　
（４，０９６１１７，）が指定され、Ｘ３を“１”とし
た場合には、分周出力Ｉｓ　（２ｔ　Ｏ４８１１Ｚ）が
指定される。このＳＣＴ命令を検出するために、第１図
に示されたＮＯＲゲー）（２７）及びＮＡＮＤゲート（
ハ）に於いて、インストラクション信号ＩＲ８，ＩＲ９
、ＩＲＩＯ１ＩＲ１２がＮ０ＩｔゲートＣ力に印加され
、１、Ｒ１１、ｌＲ１３、ｌＲ１４、ｌＲ１５及びタイ
ミング信号Ｔ３がＮＡＮＤゲー）　（２Ｂ）に印加され
る。従って、例えば、ＸｏをＲ１”としたＳＣＴ命令が
実行されると、タイミング信号Ｔ３のタイミングに於い
て、ＮＯＲゲート（２刀の出力がＲ１”となるため、Ｒ
−８ＦＦＱ！Ｊはセットされ、ラッチ回路Ｃ３１）にＲ
１”、ラッチ回路（３２（３３）Ｃ３４）には“Ｏ”が
記憶される。よって、発振出力グ。がＡＮＤＮＯゲート
及びＯＲゲー）（１３Ｙ介して選択回路（８）から出力
され、また、切換回路ａ９は、印加された発振出力ダ〇
をクロノグラフカウンタＣ！αに印加する。これにより
、クロノグラフカウンタ（２０１は発振出力ダ。を割数
する。

また、第２図に於いて、ＲＣＴ命令は、インストラクシ
ョンイｄ号Ｉ　Ｒ１０、ＩＲＩ　１、ＩＩ’ｔ１３、Ｉ
　Ｒ１４，１ｌｌ１５がＲ１”であり、Ｉｎ８、Ｉｎ９
、ｌＲ１２がパ０”と１よるコードであり、ＩＲＯ〜Ｉ
ＩＬ７は不定である。このＲＣＴ命令命令用検出ために
、第１図に示されたＮ　ＯＲゲート０！ｊ及びＮＡＮＤ
ゲー）　Ｃ３ｆｌ）に於いて、ＮＯＲゲート（２９）に
はインストラクション信号ＩＲ８，ＩＲ９、ｌＲ１２及
びＮＡＮＤゲート００）の出力が印加され、ＮＡＮＤゲ
ート００）にはインストラクション信号■ＲＩＯ１ＩＲ
１１、ｌＲ１３、ｌＲ１４、ｌＲ１５及びタイミング信
号Ｔ３が印加される。従って、このＲＣＴ命令が実行さ
れると、タイミング信号Ｔ３のタイミングに於いて、Ｎ
ＯＲゲートは）の出力力″′１″となり、このパルスに
より″ＵＲ−８Ｆ　Ｆ’（１９及びラッチ回路Ｃ３］）
Ｃ３２）Ｃ３３）（１３４１がリセットさオする。よっ
て、ラッチ回路Ｃ３１）Ｃ１２ＣｋｌＣ３４）の出力Ｑ
はずべて′０”であり、発振出力９６ｏ及び分周出力ダ
３．９６！、ダ、は、選択回路（８）のＡＮＤゲート（
９１ｆｌ（支）（Ｉｌｌ（ｌりに於いて遮断される。一
方、切換回路（１９はＡＮＤゲート（力の出力をクロノ
グラフカウンタ（２（刀に印加するため、スイッチ操作
によってスタート及びストップが制御され、／１ｏｏ秒
パルスをクロノグラフカウンタ（２υが計数するクロノ
グラフモードとなる。

更に、第２図に於いて、ＭＣＤ命令は、インストラクシ
ョン信号ｌ１１７、Ｉｌｉ、ＩＲＩＯ，ｌＲ１２、Ｉ　
Ｒ１３、Ｉ］１１４が′１”であり、Ｉｎ８、Ｉｎ９、
ＩＲＩＩ、Ｔ　Ｒ１５が′°０”となるコードであり、
下位７ビツトＸ。−Ｘ６は、読み出したデータを記憶さ
せるＲＡＭのアドレスを指定するデータとして使用され
る。このＭＣＤ命令を検出するために、第１図に示され
たＮ　ＯＲゲー）　（’２′（＋及びＮＡＮＤゲー）　
（２６１に於いて、インストラクション信号ＩＲ８、Ｉ
ｌｉ９、Ｉ　Ｒ１１、Ｉｎ１５はＮＯＲゲート０３）に
印加され、Ｉｎ７、Ｉ　Ｒ１０、ｌＲ１２、ｌＲ１３、
ｌＲ１４はＮＡＮＤゲート（２６）に印加される。この
ＭＣＤ命令は、クロノブラフモード、あるいは、選択さ
れた周波数での時間間隔の測定モードに於いて、クロノ
グラフカウンタ（２ｉ））に計数された内容を読み出す
とぎに実行され、ＭＣＤ命令が実行されるとＮ　ＯＲゲ
ート（２３）の出力が１”となり、トランスミソション
ゲ−）　Ｃ！４）が導通して、クロノグラフカウンタ（
２０）の計数データがデータバス（２５１に送出され、
そのデータはＭＣＤ命令の下位７ピツトで指定さ２する
Ｒ　Ａ　Ｍに記憶される。

尚、第１図に示された実施例に於いて、電源投入時に発
生する初期設定信号ＭＲによって、Ｒ−８Ｆ　Ｆ　（１
！’１１（２０及びＴ−ＦＦ（６）がリセットされるた
め、クロノグラフカウンタ（２０１の入力は、ＡＮＤゲ
ート・　１ （７）の出力に接続されるか、’１００秒パルスはＡＮ
Ｄゲート（７）で遮断された状態となる。

また、第１図に示された実施例では、ラッチ回路（３１
１ｔ３２１Ｇ３１Ｃ３４１の入力端子りには、インスト
ラクション信号ＩＲＱ、ＩＲＩ、ＩＲ２、ＩＲ３が印加
されているが、命令コードによって周波数の指定を行う
方式を採用せず、データバス（２暖に送出されたデータ
によって周波数の指定を行う方式を採用するならば、ラ
ッチ回路４３１）（３２１儲０４）の入力端子ＬＫ＆ま
、データバス（２つの各ビットが接続される。コノ場合
には、データバス（２５１に予め周波数を指定するデー
タを送出した後、ＳＣＴ命令な実行することによって、
ラッチ回路Ｃ’１ｌ）（３２（ト）（３４）に周波数を
指定するデータか記憶される。

この様に、サイクルタイムと同等か、ある〜１をまサイ
クルタイムと近い周波数の信号を分周回路（３）等から
複数取り出し、ＳＣＴ命令によってその周波数を指定す
ると共に、その指定された周波数をクロノグラフカウン
タ（２０で計数させることにより、サイクルタイムと同
等、あるいは、サイクルタイムと近い、各種の分解能で
時間間隔を測定することが可能となるのである。

（へ）発明の効果 上述の如く、本発明によれば、時計用マイクロコンピュ
ータを各種電子機器等の制御に利用する際に要求される
機能を十分満足することかでき、時計用マイクロコンビ
エータの応用範囲か拡大される効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す論理回路図、第２図は
、第１図の実施例で用いられる命令コードを示す図であ
る。 主な図番の説明 （１１・・・発振回路、　（２）・・・水晶振動子、　
（３）・・・分周回路、　（４）・・・クロックジェネ
レータ、　（５）”’　／１００秒パルス発生回路、　
（８）・・・選択回路、　０４）・・・制御回路、　α
９・・・切換回路、　（２０）・・・クロノグラフカウ
ンタ、　（２５１・・・データバス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基準周波数信号を分周する分周回路と、該分周回路
   の分局出力を入力とし、所定の周波数の信号を作成する
   パルス発生回路と、該パルス発生回路のパルスを計数す
   るクロノグラフカウンタとを備えた時計用マイクロコン
   ピュータに於いて、前記分周回路の比較的周波数の高い
   複数の分周出力及び前記パルス発生回路の出力のうちい
   ずれか一つを選択して前記クロノグラフカウンタに印加
   する信号選択回路と、所定命令が実行されたことを検出
   したとき、前記信号選択回路を制御し、前記クロノグラ
   フカウンタの入力に前記パルス発生回路の出力、あるい
   は、選択された分周出力を印加させる制御回路とを備え
   たことを特徴とする時用 計マイクロコンピュータ。 八 ２、特許請求の範囲第１項に於いて、前記信号選択回路
   は、分周回路の比較的周波数の高い複数の分周出力を選
   択する選択回路と、該選択回路の出力と前記パルス発生
   回路の出力を切換えて出力する切換回路とから成ること
   を特徴とする時計用マイクロコンピュータ。