CN1045127C - 具有传感器并能显示感测数据的电子装置 - Google Patents
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Abstract
在一个具有装备有传感器的电子手表的电子装置中,可以用视觉直观地识别例如温度、高度和水深等各种量的变化的趋势。其中,由多位数字构成的测量数据是根据传感器的输出信号来获得的。测量数据中的多位数字中的高位数学数据是利用例如LCD显示器那样的电子/光学数字显示单元以数字形式显示的,而测量数据的多位数字中除了高位数字以外的低位数字数据则利用指针型显示单元或者例如米表那样的电子/光学模拟显示单元来显示的。
Description
广义地说,本发明涉及一种装备有各种传感器的电子装置,这些传感器用来获取诸如高度、水深、大气压和温度等各种测量数据,并显示这些测量数据。较狭义地说,本发明着重于一种能够显示这些测量数据的变化趋势的电子手表。
已经开发了各种常规的电子手表,它们所装备的传感器不仅能显示时间数据,而且能显示大气压数据、水深数据或温度数据。例如,在授予Tamaki等人并转让给本专利申请人的美国专利4,835,716号中,公开了具有用来以数字形式或者模拟形式显示水深数据和大气压数据的电子/光学显示单元的电子手表。还有1972年10月10日公布的授予Charbonnier的美国专利3,696,,610号公开了用来通过转动指针以模拟形式显示各种潜水数据的手表。
这些传统的电子手表有一些固有的缺点。对于数字显示方式的情形,难以直观地了解所显示的数字值的变化程度。对于模拟显示方式,从以模拟形式显示的数值中可以容易地了解到这种变化程度。然而,为了需要在一个有限的显示区域内显示大变化范围的各种数值,在指针的一个小移动距离上必须显示出大的数值变化。其结果是,因为对于一个非常小的数值变化指针不会有可察觉的移动,于是就出现另外的问题,即无法读出测量值的微小变化。
本发明的一个目的是提供一种电子装置,它所装备的传感器是结合了数字形式表示和指针形式表示的,从而用互相补充的方法解决了两种表示形式备自所具有的通常的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种装备有传感器的电子装置,利用该传感器可以直观地了解所测大气压、高度和温度的变化,还可以清楚地读出这些量的的近似值。
本发明的还有一个目的是提供一种装备有传感器的电子装置,由其可以清楚地了解所测数据的非常小的变化。
为了达到上述目的,在装备有传感器的电子装置中设置有:一个传感器;一个用来根据传感器的输出信号产生带有多位数字的测量数据的转换单元;一个用来以数字形式显示多位测量数据中的高位数字的电子/光学数字显示单元;以及一个用来通过活动指针来显示多位测量数据中除了高位数字数据之外的低位数字数据的指针型显示单元。
利用上述结构,电子装置的构成结合了数字型数据显示和指针型数据显示,所以诸如大气压、高度和温度等测量数据的变化可以被直观地了解。而且,这些测量数据的近似数字值可以清楚地读出,同时测量数据中的非常小的变化可以明显地被识别。
附图的简单短说明
为了较好地理解本发明,最好结合附图来阅读详细说明,在附图中,
图1示意地画出一个装备有传感器的电子手表的外观,该电子手表对应于根据本发明目前的优选实施例中的装备有传感器的电子装置;
图2A、2B和2C画出图1的电子手表中所使用的指针型显示单元的显示情况;
图3是用来说明图1电子手表的电路布置的示意方框图;
图4A示意地画出分配在图3电路布置所使用的RAM(随机存取存储器)的预定区域中的寄存器的结构;
图4B示意地表示分配在图3电路布置所使用的RAM的预先选定的区域中的数据存储器的结构;
图5是用来说明图3中电子手表的原理性工作过程的流程图;
图6是用来说明图5中的转换处理的详细工作过程的流程图;
图7是用来说明图5中的显示处理的详细工作过程的流程图;
图8是用来说明图7中指针移动处理的详细工作过程的流程图;
图9是用来说明图7中趋势显示模式的详细工作过程的流程图;
图10示意地表示根据本发明另一个优选实施例的另一个装备有传感器的电子手表的外观;以及
图11示意地画出根据本发明又一个优选实施例的一个装备有传感器的电子装置的布置。
现在将参考附图详细说明根据本发明目前的优选实施例的装备有传感器的电子装置。【第一电子手表的外观】
图1是一个用来示意地说明根据本发明的目前第一优选的实施例的装备有传感器的电子手表1的平面图。如图1所示,在该第一电子手表1的左上方提供有一个数字型显示单元2,它能够以四级模式的方式显示各种数据。亦即,温度显示在最高级(即第一级)数字显示区2a上。大气压或者高度显示在第二级数字显示区2b上。还有,时间的小时和分值显示在第三级数字显示区2c上,时间的秒值显示在最低的第四级数字显示区2d上。该第四级数字显示区2d还用来在趋势显示模式(以后说明)下显示代表所选某一趋势的时间间隔。
另一方面,在第一电子手表1的右上方提供有一个指针型显示单元3。指针型显示单元3的结构是一个指针5在一个标度盘4上面转动。在标度盘4上同时印有一个小间隔的标尺和一个大间隔的标尺。
小间隔标尺用来显示高度。准确地说,该小间隔标尺的中点标为“0”,其两侧分别在标尺分度的近旁印有正、负阿拉伸数字20,40,60,80和100。此外,在该标尺的右下方印有代表高度单位的符号“M(米)”。另一方面,大间隔标尺用来显示温度和大气压。相对于标有“0”的标尺中心,其两侧分别在该大间隔标尺分度的近旁印有正、负***数字5和10,同时在该长间隔标尺的下方印有代表大气压单位的符号“hpa”(百帕斯卡)和代表温度单位的符号“℃(见图1)。
于是,在这个指针型显示单元3上,高度能够在正负100米的范围内显示,大气压(或压力)能够在正负10百帕斯卡的范围内显示,而温度能够在正负10℃的范围内显示。
如图1所示,功能选择开关S1至S4是提供在该第一电子手表1的各个侧面上的。亦即,第一功能选择开关S1是用来选择测量模式或趋势显示模式的模式选择开关。第二功能选择开关S2是用来选择大气压、高度或温度的操作开关。第三功能选择开关S3是用来在趋势显示模式下依次地改变要互相比较的两组测量数据的操作开关。第四功能选择开关S4是用来在趋势显示模式下改变要互相比较的两组测量数据之间的时间间隔的操作开关。
第一电子手表1还配备有表带1b,该表带1b安装在安装了各种手表零部件的外壳1a的两端。
图2A至2C示意地画出了由指针型显示单元3作出的趋势指示,它们分别为大气压趋势、高度趋势和温度趋势。趋势指示能够提供关于存在于前一测量数据和后一测量数据之间的变化的增加趋势、没有变化、或减小趋势的视觉观察。这些测量数据已经在一个预定的时间差值下获得。当指针5指向显示区水平方向的上方时,则意味着变化有“增加趋势”。反之,当指针5指向显示区水平方向的下方时,则意味着变化有“减小趋势”。其次,当指针5不改变其水平指向时,则意味着“没有变化”。【第一电子手表的电路结构】
图3是用来说明第一电子手表1的主要部分的示意性电路方框图。该第一电子手表1包括:一个含有CPU(中央处理单元),一个ROM(只读存储器),一个输入/输出口,一个时钟发生器等等(所有元部件都没有详细地画出)的控制单元10。有一个RAM(随机存取存储器)11通过总线与控制单元10相连。
来自转换单元12的输出被送入控制单元10。来自振荡电路13的振荡输出被分频电路14分频。分频电路14的输出被提供给计时电路15、与门16的一个输入端、以及另一与门17的一个输入端。计时电路15对分频电路14的输出进行计数,得到当前的时间数据,该时间数据准备提供给控制单元10,计时电路15还向控制单元10提供一个周期为三分钟的脉冲信号(1P/3M)。
控制单元10分别向RS触发电路18和19的设置端S和复原端R提供控制信号。给设置端S的控制信号还提供给或门20或者或门21的一个输入端。从RS触发电路18和19的Q端得到的输出分别提供给与门16和17的另一个输入端。与门16和17的输出分别送给30分钟计时器“Ⅰ”和“Ⅱ”。这两个30分钟计时器“Ⅰ”和“Ⅱ”的输出分别提供给或门20和21的另一个输入端,还提供给控制单元10。
另一方面,压力传感器22的压力输出被放大器23放大,然后该放大的模拟压力信号被模数转换电路24转换成数字压力数据。该数字压力数据通过锁存电路25被送入控制单元10。当接收到控制单元10发出的操作指令信号时,上述压力传感器22、放大器23、模数转换电路24和锁存电路25便都开始工作,使测得的大气压数据存储到锁存电路25中。还有,温度传感器26的温度输出被放大器27、模数转换电路28、和锁存电路29以类似于上述压力测量的方式进行处理。
控制单元10向电机驱动电路30提供正向驱动控制信号和反向驱动控制信号。作为对这些控制信号的响应,电机驱动电路30向步进电机31提供正向驱动信号和反向驱动信号。于是指针5就会被该步进电机31带动。需要指出,指针5从最低位置到最高位置共移动200步。
控制单元10向数字型显示单元2输出数字显示输出信号,以驱动液晶显示器或类似显示器。【RAM11的寄存器结构】
图4A示意地画出分配在上述RAM11中的预定区上的寄存器的结构。
模式寄存器“M”用来存储模式种类。例如,当在该模式寄存器M中存储了“0”时,则表示选择了要给出当前时间、温度、高度或大气压的模式(以下称为“测量模式”)。当在模式寄存器M中存储了“1”时,,则表示选择了另一种要给出大气压和温度的变化趋势的趋势显示模式。
图4A所示的寄存器“N”用来存储标识码。标识码可确定工作在测量模式时是选择压力显示模式还是高度显示模式。当在寄存器N中存有“0”时,表示选择大气压显示模式,当寄存器N中存有“1”时,表示选择高度显示模式。
寄存器“L”是用来存储工作在趋势显示模式时的标识码的寄存器,也即,大气压(代码:0)、高度(代码:1)和温度(代码:2)。寄存器“PS”是用来存储每三分钟测量一次得到的大气压数据的寄存器。
寄存器“HS”是用来存储每三分钟测量一次得到的高度数据的寄存器。寄存器“TS”是用来存储每三分钟测量一次得到的温度数据的寄存器。寄存器“PK”是用来存储参考压力数据的寄存器。寄存器“PN”是用来存储参考压力数据与测量压力数据之间的差值数据的寄存器。寄存器“FP”是用来存储表示是否在测量大气压的旗标的寄存器。当正在测量大气压时,旗标设置为“1”。寄存器“HK”对应于用来存储参考高度数据的寄存器。寄存器“HN”对应于用来存储参考高度数据与测量高度数据之间的差值数据的寄存器。
寄存器“FH”是用来存储表示是否在执行高度测量的旗标的寄存器。若正在进行高度测量,则旗标设置为“1”。寄存器“PZ”是用来存储在每次压力测量开始起30分钟内已经测量的并已被存储到大气压存储器(后面将讨论)PM中关于大气压力、当前时间和温度的测量数据的单元数目的寄存器,一组大气压、当前时间和温度测量数据当作一个单元来看待。
寄存器“HZ”是用来存储在从每次高度测量开始起30分钟内已经测量的并已被存储到高度存储器(后面将讨论)HM中的关于高度、当前时间和温度的测量数据的单元数目的寄存器,一组高度、当前时间和温度测量数据当作一个单元来看待。寄存器“TZ”是用来存储在每个零时刻(即00分)和每个30分时刻测量的并已被存储到温度存储器(将在后面讨论)TM中的关于温度和前当时间的测量数据的单元数目的寄存器,一组温度和当前时间数据当作一个单元看待。
寄存器“TI”对应于用来存储关于指针5的当前要移到的位置的数据的寄存器。该数据的内容是0到200的数字值。也即,数字数据100对应于指针5的“0”指示位置,数字数据200对应于指针5的“+100(+10)”指示位置,数字数据0对应于指针5的“-100(-10)”指示位置。寄存器“NI”是用来存储关于指针5已经移到的位置的数据的寄存器,该数据的内容是数值0到200。寄存器“Q”是用来存储用来在趋势显示模式下指定存储器的控制数据的寄存器。
还有,寄存器“R”是对应于用来暂时存储工作数据的寄存器。寄存器“J”是用来存储对应于表示评估基础的大小的数据的寄存器。该评估基础用来判断在趋势模式中时间间隔持续有多长。通过操作第四操作开关S4,数值1、2、4、8将循环地改变。在本第一实施例中,数值1对应于30分钟,数值2对应于1小时,数值4对应于2小时,数值8对应于4小时。
图4B示意地画出分配在RAM11中某一预定存储区的数据存储器的结构。大气压存储器“PM”是用来存储关于每30分钟测量到的大气压、当前时间和温度的数据的存储器,一组这样的测量数据当作一个单元看待。该大气压存储器PM有48个单元,可以存储24小时内所得到的测量数据。高度存储器HM的功能与大气压存储器PM的功能相类似,也即它存储由高度、当前时间和温度的测量数据所组成的单元。温度存储器TM是用来存储每30分钟测量到的温度和当前时间数据的存储器,其中一组温度和当前时间数据当作一个单元看待。【第一电子手表的总体工作过程】
图5是用来说明本发明的第一电子手表的总体工作过程的流程图。
在该流程图中,控制单元10的CPU(细节未画出)先完成执行一个预定的初始化程序,然后开始如下述那样执行全部程序:
在本流程图的第一步骤A1中,控制单元10的CPU判断是否进行了对转换单元12的任何开关操作。如果进行了开关操作,则控制处理进入下一步骤A2,在其中执行预定的转换处理操作。然后,控制处理进入步骤A3。反之,如果没有进行开关操作,则因为不需要转换处理操作,所以控制处理直接从步骤A1进入步骤A3。在步骤A3中,CPU判断从计时电路15发出的3分钟周期脉冲信号是否被提供给了控制单元10。
如果判断结果是该脉冲信号已供给了控制单元10,则控制处理进入步骤A4。在步骤A4中,控制单元10为了测量温度而把操作指令信号提供给温度传感器26、放大器27、模数转换电路28,以及其后的电路29,使控制单元10可以读出存储在锁存电路29中的温度数据,并把该温度数据写入到图4A所示的寄存器“TS”中。
接着,判断寄存器FP或FH中的内容是否变为“1”。也即判断是否正在测量大气压数据或高度数据。
在步骤A5中,如果判断出寄存器FP或FH的内容变为“1”,则控制处理进入到下一步骤A6。在步骤A6中,为了测量大气压,CPU向压力传感器22、放大器23、模数转换电路24、和锁存电路25输出操作指令信号,然后读出存储在锁存电路25中的大气压数据,并把该压力数据写入到寄存器PS中。然后,在步骤A7中该大气压数据被转换成相应的高度数据(压力/高度转换),其后在步骤A7中该转换得到的高度数据被写入到寄存器HS中。
相反地,如果在前面步骤A3中判断出没有施加脉冲信号,或者在前面步骤A5中判断出寄存器FP或FH的内容没有变为“1”,则控制处理直接进入到步骤A8。在步骤A8中,进行另一个检验,即当前时间是否等于“零”小时(即00分)或30分。如果当前时间既不等于“零”小时,又不等于30分,则控制处理进入到步骤A13。反之,如果步骤A8中的检验结果说明当前时间对应于“零”小时或30人,则控制处理进入到步骤A9,在那里检验寄存器TZ的内容是否变成为“48”。换言之,在那里判断温度存储器TM的全部存储区,即48个数据单元是否都已填满了温度测量数据。
如果在步骤A9中CPU判断出寄存器TZ的内容没有变为48,则控制处理进入步骤A11。在那里寄存器TZ的内容被加1,然后控制处理进入步骤A12。如果在步骤A9中判断出寄存器TZ的内容已变成了48,即温度存储器TM中的48个单元的存储区已充满了温度测量数据,则控制处理进入步骤A10。在步骤A10中,最老(最后)的温度测量数据被舍弃,并且其余的温度测量数据依次被上移,以重新调整这些数据。换言之,温度测量数据被重组。
然后,控制处理进入步骤A12。在步骤A12中,存储在寄存器TS中的温度测量数据和当前时间数据都被写入到温度存储器TM中的地址等于或对应于寄存器TZ内容的存储区内。然后,控制处理进入下一步骤A13。
在步骤A13中,判断寄存器FP的内容是否变为“1”。也即,判断是否向大气压存储器PM发出了数据写入指令。如果寄存器FP的内容不是“1”,没有发出数据写入指令,则控制处理进入步骤A19。反之,如果寄存器FP的内容等于“1”,并且已发出了数据写入指令,则控制处理进入步骤A14,在那里进行另一个判断,即是否从30分钟计时器“Ⅰ”产生了“时间到”信号。如果没有产生时间到信号,则控制处理进入步骤A19,然而如果产生了时间到信号,则控制处理进入前面的步骤A15至步骤A18。在步骤A15至A18中,根据寄存器PZ的内容,执行类似于步骤A9至A12所执行的处理操作。也即,寄存器PS和寄存器TS的内容以及当前时间数据被写入到大气压存储器PM中。也就是说,关于大气压、温度和当前时间的各种数据被写入到大气压存储器PM中,然后控制处理进入步骤A19。
在步骤19中,进行寄存器FH的内容是否变为“1”的检验。换言之,检验是否向高度存储器HM发出了数据写入指令。如果寄存器FH的内容不是“1”,没有向高度存储器发出数据写入指令,则控制处理进入步骤A25。反之,如果寄存器FH的内容等于“1”,并且发出了数据写入指令,则控制处理进入步骤A20,在那里进行另一个判断,即判断30分钟计时器“Ⅱ”是否产生了时间到信号。如果没有产生时间到信号,则控制处理进入步骤A25;而如果产生了时间到信号,则控制处理进入前面的步骤A21至A24。在步骤A21至A24中,根据寄存器HZ的内容执行类似于步骤A9至A12所执行的处理操作。也即,寄存器HS和TS的内容以及当前时间数据被写入到高度存储器HM中。也就是说,关于高度、温度和当前时间的各种数据被写入到高度存储器HM中,然后控制处理进入步骤A25。在步骤A25中,执行显示处理操作(将在后面讨论),然后控制处理返回步骤A1,其后上述各种处理操作被重复地执行。【转换处理操作】
图6是详细说明步骤A2中执行的转换处理操作的另一个流程图。在该详细流程图中,第一步骤B1检验是否进行了第一开关S1的操作。也即,判断是否进行了模式选择开关S1的操作。如果操作了模式选择开关S1,则控制处理进入步骤B2,在那里寄存器M的内容被倒相,从而完成了转换操作。换言之,每当操作一次模式选择开关S1,测量模式和趋势显示模式就轮换着工作。
反之,如果没有操作模式选择开关S1,则控制处理进入步骤B3,在那里判断寄存器M的内容是否变为“0”。如果寄存器M的内容变为“0”,则表示选择了测量模式,控制处理进入步骤B4。在步骤B4中,判断是否操作了第二开关S2,也即是否在大气压显示模式和高度显示模式之间进行了选择。如果操作了第二开关S2,控制处理进入步骤B5。在步骤B5中,寄存器N的内容被倒相。也即,因为第二开关S2是在测量模式下用来请求把模式改变成大气压显示模式或者高度显示模式的,寄存器N内容的倒相就是为了接受这种请求。所以,转换处理操作就完成了。
如果第二开关S2没有***作,则控制处理进入步骤B6,在那里判断第三开关S3是否***作。也即,判断是否产生了要求开始大气压测量或高度测量的指令。如果没有操作第三开关S3,则控制处理进入步骤B7,在那里检验寄存器N的内容是否变为“0”。换言之,判断是选择了大气压显示模式还是高度显示模式。如果寄存器N的内容是“0”即选择了大气压显示模式,则控制处理进入步骤B8,在那里检验寄存器FP的内容是否变为“0”,即检验是否正在测量大气压。强果寄存器FP的内容变为“0”,即没有在测量大气压压,则控制处理进入步骤B9,在那里在寄存器FP中写入“1”,以开始大气压测量。然后,在步骤B10中清除大气压存储器PM的内容,在步骤B11中设置RS触发电路18,还启动30分钟计时器“Ⅰ”。其后,在步骤B12中把作为参考大气压数据的1010hps设置在寄存器PK中,此时转换处理操作结束。
相反地,如果在前面步骤B8中判定存储器FP的内容不为“0”,这意味着已经完成了对大气压存储器PM的数据存储操作并且压力测量已经结束的情形。其结果是,寄存器FP的内容恢复为“0”(步骤B13),RS触发电路18复原,以及30分钟计时器被停止(步骤B14)。
如果在前面步骤B7中判定寄存器N的内容不等于“0”,表示选择了高度显示模式。在该显示模式下,在步骤B15、B16、B18、B19、B20和B21中通过执行类似于步骤B8至B14中执行的处理操作,来控制寄存器FH,高度存储器HM、RS触发电路19和30分钟计时器“Ⅱ”。需要指出,在步骤B19中把0m(0米)作为参考高度数据设置在寄存器HK中。
如果在步骤B3中判定寄存器M的内容不为“0”,则表示意味着选择了趋势显示模式。在趋势显示模式中,步骤B22检验第二开关S2是否***作。如果操作了第二开关S2,则控制处理进入步骤B23,在那里寄存器L的内容被改变。寄存器L的这个改变操作是以这样的方式进行:每操作第二开关S2一次,该寄存器的内容就以“0”、“1”、“2”的次序循环重复。也即,作出了大气压显示、高度显示、或温度显示的选择。接着控制处理进入步骤B24,在那里把寄存器设置为“1”,以完成转换操作。
另一方面,如果在步骤B22中判定没有操作第二开关S2,则控制操作进入步骤B25,在那里检验第三开关S3是否***作。如果在步骤B25中判定没有操作该第三开关S3,则确定需要操作第四开关S4,从而控制处理进入步骤B35。在步骤B35中,寄存器J的内容是以这样的方式来改变的:每操作开关S4一次时,其内容就以“1”、“2”、“4”、“8”的次序循环重复。也即,选择了作为趋势评估基础的时间间隔,这样就完成了转换处理操作。
如果步骤B25的判定结果是操作了第三开关S3,则控制处理进入步骤S26,在那里寄存器J的内容被加到寄存器Q的内容上,然后把相加后的数据设置给寄存器Q。也即,为了能够从大气压存储器PM、高度存储器HM和温度存储器TM的数据中导出对应于想要了解的在一个所希望的时间间隔内这些数据的变化趋势的各种数据,寄存器Q的内容进行了调整。需要指出,寄存器Q的这个内容调整将变成一个地址指标。
接着,控制处理进入步骤B27,在那里判断寄存器L的内容是否为“0”。如果该内容为“0”,则选择了大气压趋势显示模式。控制处理进入步骤B28,在那里判断寄存器Q的内容是否大于寄存器PZ的内容。也即,检验指标的数字值是否超出了存储在大气压存储器PM中的数据的单元量。如果寄存器Q的内容超出了存储在大气压存储器PM的数据的单元量,则控制处理进入步骤B29,在那里寄存器Q的内容重新被设置为“1”,其后该第三转换处理操作即告完成。在其他情形下,该第三转换处理操作是直接结束的。
另一方面,如果在前面步骤B27中判定寄存器L的内容不为“0”,则检验寄存器L的内容是否为“1”。如果寄存器L的内容对应于“1”,该情况意味着选择了高度趋势显示模式,这时在步骤B31和B32中执行类似于步骤B28和B29中的处理操作。需要了解,在步骤B31中实行的比较处理是利用了寄存器Q和寄存器HZ的内容来进行的。
相反地,如果在前面的步骤B30中判定寄存器L的内容不为“1”,则该内容应为“2”,这意味着选择了温度趋势显示模式,此时在步骤B33和B34中执行类似于步骤B28和B29的处理操作。需要注意在步骤B33中实行的比较操作是利用寄存器Q和寄存器TZ的内容来执行的。【显示处理操作】
图7是用来详细地说明图5中步骤A25所执行的显示处理操作的流程图。在该流程图中,步骤C4判断是选择了大气压显示模式还是高度显示模式。如果寄存器N的内容为“0”,即选择了大气压显示模式,则控制处理入进步骤C5。在步骤C5中,检验存储在寄存器PS中的测量到的大气压数据的数值是否相对于存储在寄存器PK中的参考大气压数据的数值位在正、负10的范围之内。如果测得的大气压数据满足上述条件,则控制处理直接进入步骤C7,在那里该参考大气压数据被显示在第二级显示单元2b上。
如果在步骤C5中判断出测得的大气压数据的数值不能满足上述条件,则控制处理进入步骤C6。在步骤C6中,存储在寄存器PK中的参考大气压数据数值将作如下改变。就是说,把存储在寄存器PS中的测量大气压数据的数值除以10,得到一个压力值,这个压力值的整数部分便用来当作上述“改变”后的参考大气压数值。然后,控制处理进入下一步骤C7,在那里“改变”后的参考大气压值被显示出来。
然后,控制处理进入步骤C8,在那里在寄存器PN中设置关于测量的大气压数据值与参考大气压数据值的差值的数据。接着,控制处理入进步骤C9,在那里在寄存器NI中设置关于下述数值的数据,该数值由把存储在寄存器PN中的差值数据的值乘以10,然后再在该乘积上加100而得到的。也就是说,在寄存器NI中设置了关于指针5应该移动到的位置的数据。其后,控制处理进入步骤C10,在那里执行指针5的移动处理操作,至此显示处理操作即告完成。
另一方面,如果在步骤C4中得到的判断结果是选择了高度显示模式,则在步骤C11、C12、C13、C14和C15中根据寄存器HS和寄存器HK的内容,以与从步骤C5到步骤C9相类似的方式,执行预定的处理操作。结果,在寄存器HN和NI中设置了相应的数据,使高度显示模式的处理操作得以完成。
如果在步骤C1中得到了另一种判断结果,即选择了趋势显示模式,则在步骤C13中执行趋势显示模式的处理操作,然后结束。该趋势显示模式的处理操作将在下面详细说明。【指针移动的处理操作】
在图8中,示出了用来详细地说明在图7的步骤C10中所执行的关于指针5的移动处理操作的流程图。
在该流程图的第一个步骤D1中,进行关于指针5当前位置的数据(即寄存器TI的内容)与关于指针5应该移动的位置的数据(即寄存器NI的内容)之间的比较。
如果前一位置数据与后一位置数据相等,则指针移动处理操作即告完成。
如果判断结果是指针5应该移到的位置数据大于指针5当前的位置数据,则控制处理进入步骤D2,在那里步进电机31被沿正向驱动一步。然后控制处理进入步骤D3,在那里寄存器TI的内容以加1的方式予以更新,以表示指针5当前的位置数据,其后指针移动处理操作结束。
另一方面,如果得到相反的判断结果,即指针5应移到的位置数据小于指针5当前的位置数据,则控制处理进入步骤D4。在步骤D4中,步进电机31被沿反向驱动一步。然后控制处理进入步骤D5,在那里寄存器TI的内容以减去1的方式予以更新,于是指针移动操作处理结束。【趋势显示模式】
图9是用来详细说明在上述图7的步骤C13中所执行的趋势显示模式的操作处理的流程图。
以该流程图的第一个步骤E1中,判断是否选择了大气压变化的趋势显示(即寄存器L的内容是否为“0”)。然后,如果选择了大气压变化趋势显示,则处理操作进入步骤E2。在步骤E2中,根据寄存器Q的内容指定大气压存储器PM的地址,从大气压存储器PM中读出关于大气压、时间、和温度的各种数据,然后根据所读出的数据把它们显示在数字型显示单元2上。
其后,在步骤E3中检验寄存器Q的内容是否为“1”,即检验寄存器Q的内容是否对应于第一数据。如果是第一数据,则处理操作进入步骤E4,在那里寄存器NI被设置数据100,使指针5指向前述的零位置(见图1中的“4”)。然后处理操作进入步骤E11。
另一方面,如果前面步骤E3的判断结果为寄存器Q的内容不等于“1”,则处理操作进入步骤E5。在步骤E5中,把关于大气压数据的差值数据设置给寄存器R。上述差值数据是两个大气压数据的差值,其中一个大气压数据是在根据寄存器Q的内容所指定的地址上从存储器读出的,另一个大气压数据是在根据一个计算值所指定的地址上从存储器读出的,该计算值由大气压存储器PM中的寄存器J的内容减去寄存器Q的内容得到。需要了解,在步骤E5中执行的上述操作可以用如下的符号简单地表示:“R←[(地址Q处的大气压)-(地址Q-J处的大气压)]”。
在下一步骤E6中,检验寄存器R的内容是否大于10。如果寄存器R的内容不大于10,则处理操作跳到步骤E8。反之,如果寄存器R的内容大于10,则处理操作进入下一步骤E7,在那里给寄存器R设置“10”。在步骤E8中,判断寄存器R的内容是否小于-10。如果寄存器R的内容不小于-10,则处理操作跳到步骤E10。反之,如果寄存器R的内容小于-10,则处理操作进入步骤E9。在步骤E9中,给寄存器R设置“-10”,然后处理操作进入步骤E10。
从步骤E6到E9所定义的处理操作是为了防止出现下述情况:指针5的指示值超出了标尺的两端。在步骤E10中,执行如下计算:将寄存器R的内容乘以10,然后再在乘积上加100。然后把该计算值设置给寄存器NI。接着,处理操作进入步骤E11,在那里对应于寄存器J的内容的时间(时间间隔)被显示在数字型显示单元2的第四级显示区2d上,从而趋势显示模式的显示处理即告完成。
另一方面,如果步骤E1的判断结果说明没有选择大气压趋势显示模式,则在步骤E12中判断是选择了高度趋势显示模式(即寄存器L的内容为“1”),还是选择了温度趋势显示模式(即寄存器L的内容不为“1”)。
如果寄存器L的内容为“1”,即选择了高度趋势显示处理,则在步骤E13到E21中执行类似于步骤E3到E10所定义的处理操作。需要了解,因为在高度趋势显示时标尺范围设定为-100到+100,对它需执行相应的处理操作。
如果寄存器L的内容为“2”,即选择了温度趋势显示处理,则在步骤E22到E30中执行类似于步骤E2到E10所定义的处理操作。【使用电子手表时的总体操作】
现在将简单地说明使用根据第一实施例的电子手表时在某个选定的操作模式下的操作。在电子手表工作时,它将每3分钟进行一次温度测量。然后,在正常情形下,对于测量模式(M=0),温度数据和当前时间数据都会显现在数字型显示单元2上。如果当前时间变为0:00小时和30分,在这些测量瞬时所测得的温度数据会和当前时间数据一起被存储在温度存储器TM中。
如果要启动大气压测量,则要操作第二开关S2,把目前所选的温度测量模式改变成大气压显示模式(N=0)。然后操作第三开关S3,把寄存器FP的内容设置为1,同时对RS触发电路18进行设置,使计时器Ⅰ开始工作。大气压测量开始以后,每3分钟测量一次大气压,使测得的大气压数据中大于或等于10hpa的数值显示在数字型显示单元2上,而小于10hpa的数值显示在指针型显示单元3上。
现在将说明关于大气压显示的例子。假定测得的大气压PS是994hpa,如图1所示,数值“990”显示在数字型显示单元2的第二显示区2b上,而指针型显示单元3的指针5移动到“+4”位置,这样由指针5示出了值“+4hpa”。
在上述情形下,如果测得的大气压PS变为位在(990-10)hpa<PS<(990+10)hpa的范围之内,则只有指针型显示单元3的指针所指标的数值发生改变,而数字型显示单元2的第二显示区2b上仍示出数值“990”。
例如,若测得的大气压变为998hpa,则数值“+8”由指针型显示单元3的指针5来显示,而数字型显示单元2的第二显示区2b上仍显出数值″990″。
另一方面,如果测得的大气压PS变得小于990hpa,例如变为986hpa,则将执行下述的指针5的显示操作,而数字型显示单元2的第二显示区2b上始终显示着数值990。也即,指针型显示单元3的指针5将向下移动,直至移到中央位置下方的第四个刻度位置,即-4的位置。于是,这样的显示情形意味着测得的大气压PS变为“990-4=986hpa”。
如果测得的大气压从图1所示的994hpa增加到超过1000hpa,例如1003hpa,则在数字型显示单元2的第二显示区2b上将显示数值“1000”,而数值“+3”将由指针型显示单元3的指针5显示。
如果测得的大气压从994hpa减小到小于980hpa,例如977hpa,则数值“970”由数字显示单元2显示,而数值“+7”由指针5显示。
从大气压测量开始以后每隔30分钟测得的大气压数据与温度数据及当前时间数据一起,被依次地存入大气压存储器。
在需要启动高度测量的情形下,操作第二开关S2把当前的显示模式转换为高度显示模式(N=1),然后操作第三开关S3把寄存器FP的内容设置为1,同时设置了RS触发电路19。其结果是计时器Ⅱ开始工作。当高度测量被启动后,每3分钟测量一次高度数据,并使测得的高度数据中大于或等于100m的数值被显示在数字型显示单元2上,而小于100m的数值显示在指针型显示单元3上。从高度测量开始起每30分钟一次测得的高度数据与温度数据及当前时间数据一起被依次地存入高度存储器HM。
当完成了高度测量或者大气压测量时,在各自的显示模式下操作第三开关S3,由此把寄存器FP或FH的内容设为“0”,从而使RS触发电路18或19复原,以停止计时器Ⅰ或Ⅱ的工作。
其后,如果希望得知高度、大气压、或温度的新变化趋势,则要操作第三开关S3,把当前的显示模式改变为趋势显示模式(M=1)。当趋势显示模式工作后,操作第二开关S2,选择出大气压、高度和温度中所希望的那一个的趋势显示模式。然后操作第四开关S4,选择需要进行比较的数据之间的所希望的时间间隔,也即,30分钟(J=1),1小时(J=2),2小时(J=4),或4小时(J=8)。
例如,若选择了大气压显示模式为趋势显示模式,又利用第四开关S4选择了时间间隔为30分钟,而大气压存储器的地址则通过操作第三开关S3来依次指定。其结果是,由这样指定的大气压存储器PM的地址所对应的数据(即大气压、温度、和瞬时时间数据)被读出,用来在数字型显示单元2上显示。而且,存储在该指定地址中的大气压数据与30分钟之前测得的大气压数据(即存储在前一个地址中的大气压数据)之间的差值被显示在指针型显示单元3上。
如果由操作第四开关S4选择了1小时的测量间隔,则每一次操作第三开关S3时大气压存储器PM的地址依次隔一个地被指定(即地址1、3、5、…)。于是存储在指定地址上的数据被显示在数字型显示单元2上,而存储在指定地址上的大气压数据与1小时以前测得大气压数据(即存储在指定地址前面的第二个地址中的大气压数据)之间的差值被显示在指针型显示单元3上。
类似地,如果操作第四开关S4选择了2小时的测量间隔或者8小时的测量间隔,则每一次操作第三开关S3将依次隔3个地或隔7个地指定大气压存储器PM的地址。于是,存储在指定地址中的数据被显示在数字型显示单元2上,而存储在该指定地址中的大气压数据与存储在该地址前面的第4个或第8个地址中的大气压数据之间的差值则显示在指针型显示单元3上。
如前面已经详细地说明了的那样,根据第一实施例,测得大气压数据(或高度数据)中大于或等于10hpa(100m)的部分作为参考数据被显示在数字型显示单元2上,而测量数据与该参考数据之间的差值,即小于10hpa(100m)部分的数值则被显示在指针型显示单元3上。其结果是,操作者不仅能够直接读出近似值,而且能够识别测量数据的非常小的变化。
此外,因为按预先选定的时间间隔来获得的、并且存储在相应存储器中的测量数据的差值是用一个指针来显示的,所以可以清楚地看出数据变化的方向。还有,因为差值数据所对应的时间间隔是可以适当地选择的,由此将带来另一个优点:如果在一个短的时间间隔内只出现了小的变化,使得变化方向不能清楚地显示出来,则可以适当地选择一个较长的时间间隔,使变化量能够变大。【第二电子手表】
现在参看图10,下面将说明根据本发明第二实施例的电子手表。
在该第二电子手表中,在指针型显示单元3的标度盘4上只印有一组标尺刻度,并且数值“0”印在该单组标尺的中央。在最高刻度(右侧)位置、最低刻度(右侧)位置、最高刻度位置与“0”位置之间的中间刻度位置、以及最低刻度位置与“0”位置之间的中间刻度位置等四个位置上分别提供有液晶显示(LCD)单元35a、35b、35c和35d。
这四个LCD单元35a、35b、35c和35d分别显示关于最高刻度数据、最低刻度数据和两个中间刻度数据的数值。也即,在显示高度数据时,第一LCD单元35a显示“+100”,第二LCD单元35b显示“-100”,第三LCD单元35c显示“+50”,以及第四LCD单元35d显示“-50”。在显示大气压数据和温度数据时,第一LCD单元35a显示“+10”,第二LCD单元35b显示“-10”,第三LCD单元35c显示“+5”,以及第四LCD单元显示“-5”。【第三电子手表】
图11示意地画出根据本发明第三实施例的电子手表。第三电子手表的主要特点是在模拟型显示单元中使用了“电子型指针”,即用例如液晶显示器取代上述的“机械指针”。
也就是如图11所示,LCD单元41中有42个辐射状的指针显示组分410至4140排列在240度的范围内。在中央显示组分4120近旁印有一个参考位置记号41a,同时在中央指针显示组分4120的右侧提供有能够显示参考数据的参考数据数字显示组分41b。此外,在最高指针显示组分4140的右上方以及最低指针显示组分410的右下方分别提供有标尺显示组分41c和41d。
这些标尺显示组分41c和41d分别显示最高指针显示组分4140与中央指针显示组分4120的显示值之间的差值以及最低指针显示组分410与中央指针显示组分4120的显示值之间的另一个差值。也即,如果显示高度数据,则标尺显示组分41c示出“+100”,标尺显示组分41d示出“-100”。如果显示大气压数据或温度数据,则标尺显示组分41c示出“+10”,标尺显示组分41d示出“-10”。
此外,在LCD单元41的右侧,使用了两级数字显示单元41e和41f来显示高度数据、大气压数据、温度数据、和时间数据。
现在将参考图11来说明第三电子手表的电子电路布置。
传感器单元43含有一个压力传感器和一个温度传感器。高度数据、大气压数据、和温度数据由压力传感器和温度传感器的探测输出(测量数据)产生,然后被送给控制单元10。
控制单元10根据由传感器单元43提供的测量数据计算参考数据和差值数据。控制单元10把这些参考数据和差值数据连同根据指定的模式由转换单元2适当选择的标尺显示组分驱动信号一起,送给显示控制电路42。
接收到参考数据、差值数据、以及标尺显示组分驱动信号之后,显示控制电路42令数字显示单元41b显示参考数据,并根据差值数据点亮41个指针显示组分410至4140中的一个组分,以此来显示该差值数据的内容。
显示控制电路42还根据标尺显示驱动信号使标尺显示组分41c和41d显示对应于准备显示的测量数据的类型的数值。
也即,在显示高度数据时,标尺显示组分41c显示“+100”,另一标尺显示组分41d显示“-100”。在显示大气压数据和温度数据时,标尺显示组分41c显示“+10”,而另一个标尺显示组分41d显示“-10”。
熟悉本技术领域的人应该容易理解,虽然在上述实施例中只说明了能够显示高度、大气压和温度的装备有传感器电子装置,然而本发明同样可以应用于能够显示水深、气体浓度和其他物理量的装备有传感器的电子装置。
Claims (19)
1、一种装备有传感器的电子装置,它包括:
一个传感器(22,26);
用来根据上述传感器(22,26)的输出信号产生具有多位数字的测量数据的转换装置(23,24,25,27,28,29,10);
用来以数字形式显示具有上述测量数据的上述多位数字中的高位数字的数据的电子/光学数字显示装置(2b,10);以及
用来以移动式指针来显示上述测量数据的上述多位数字中除了上述具有高位数字的数据之外的低位数字数据的指针型显示装置(3,4,5,10,30,31)。
其特征在于:
所述移动式指针(5)在其移动范围的中央具有一参考位置,当所述转换装置所获得的测量数据大于由所述的电子/光学数字显示装置所显示的高位数字数据时,所述移动式指针(5)从参考位置向一个方向移动,当所述转换装置所获得的测量数据小于由所述的电子/光学数字显示装置所显示的高位数字数据时,所述移动式指针(5)从参考位置向相反方向移动;并且该显示装置还包括:
判断装置(C5,C11),用于判断所述转换装置获得的新的测量数据是否落入这样一显示范围,在该范围内数据可以由所述电子/光学数字显示装置和所述指针显示装置显示;
改变装置(C6,C12),用于当所述判断装置确定出由所述转换装置获得的新的测量数据不在显示范围内时,改变由所述电子/光学数字显示装置显示的高位数字数据;及
指针控制装置(C10),用于将所述指针显示装置的移动式指针移动到一个位置,该位置对应于所述改变装置改变的高位数字数据与由所述转换装置获得的新的测量数据之间的差。
2、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,其中:
上述电子/光学数字显示装置包括用来对上述测量数据的多位数字中的高位数字的最低位加1以获得和数据、并用来数字地显示上述和数据的显示控制装置;以及
上述指针型显示装置包括用来利用上述指针显示关于上述低位数字数据的补数数据的显示控制装置。
3、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,其中:
上述指针型显示装置的上述指针是可以在一个预定的转动角度范围内转动的;以及
上述电子/光学数字显示装置在基本上位于由上述预定的转动角度所定义的转动范围的中央的区域上显示上述高位数字数据。
4、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,其中:
上述指针型显示装置包括当上述指针位在对应于上述指针可以移到的位置中的特定位置上时用来以数字形式显示由上述指针所指示的数据的值的电子/光学标尺显示装置。
5、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,其中:
上述转换装置根据上述传感器的输出信号产生具有多位数字的多种类型的测量数据,上述多种类型的数据由不同的单位表示;
上述电子装置还进一步包括用来有选择地指定上述多种类型的测量数据中的一种类型的选择指定装置,由上述选择指定装置选择指定的测量数据中的上述高位数字数据由上述电子/光学数字显示装置以数字形式显示,由上述选择指定装置选择指定的测量数据中的上述低位数字数据由上述指针型显示装置显示。
6、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,它进一步包括:
至少一个能够测量不同于上述第一个提到的传感器所测量的对象的对象的第二传感器,上述转换装置根据从上述第一个提到的传感器和第二传感器导出的输出信号产生多个都具有多位数字的测量数据;以及
用来有选择地指定上述第一个提到的传感器或上述第二传感器的选择指定装置,由上述选择指定装置选择指定的传感器的测量数据中的上述高位数字数据由上述电子/光学数字显示装置以数字形式显示,由上述选择指定装置选择指定的传感器的测量数据中的上述低位数字数据由上述指针型显示装置显示。
7、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,它进一步包括:
用来存储由上述转换装置在每个预先选定的时刻获得的大量测量数据的存储装置;以及
用来计算从存储在存储装置中的上述大量测量数据中预先选出的两个测量数据之间的差值数据的装置;其中:
上述指针型显示装置包括用来利用上述指针显示上述测量差值数据的显示控制装置。
8、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,它进一步包括:
用来存储由上述转换装置在每个预先选定的时刻获得的大量测量数据的存储装置;
用来指定时间间隔的时间间隔指定装置;以及
用来计算存储在上述存储装置中的上述大量测量数据中的在具有由上述时间间隔指定装置指定的时间间隔的时刻获得的两个测量数据之间的差值测量数据的装置;其中上述指针型显示装置包括用来利用上述指针显示上述差值测量数据的显示控制装置。
9、根据权利要求1的装备有传感器的电子装置,它进一步包括:
用来计数当前时刻的时间计数装置;以及
用来显示由上述时间计数装置计数得到的当前时刻的时间显示装置。
10、根据权利要求9的装备有传感器的电子装置,它进一步包括:一个外壳和一条安装在上述外壳两端的、用来把上述外壳固定在操作者的一个手臂上的表带,其中上述电子装置的各元部件都存放在上述外壳之中。
11、一种电子装置,它包括:
一个传感器(22,26,43);
用来以数字形式显示下述数据的电子/光学数字显示装置,所述数据通过在上述测量数据的上述多位数字中的高位数字中的最低位数字上加1而得到;以及
电子/光学数字显示装置(10,41b,42),用于数字地显示所述测量数据的所述多个数字位中的高位的数据;
电子/光学模拟显示装置(41),具有多个指针显示元件(410-4140);
显示控制装置(10,42),用于有选择地打开所述电子/光学模拟显示装置(41)的所述多个指针显示元件(410~4140),以响应所述测量数据的多个数字位的除具有高位的数据的低位数据,其特征在于:
所述多个指针显示元件(410~4140)包括一个第一指针显示元件,用于当由所述的电子/光学数字显示装置显示的高位数字数据参考值小于所述的转换装置获得的测量数据时,表明二者之间的差;及包括一个第二指针显示元件,用于当所述的测量数据小于所述的高位数字数据时表明二者间的差,该显示装置还包括:
判断装置,用于判断由所述转换装置获得的新的测量数据落入这样一个显示范围,在该范围内数据可以被所述电子/光学数字显示装置和所述电子/光学模拟显示装置显示;
改变装置,用于当所述判断装置确定出由所述转换装置获得的新的测量数据末落入该显示范围时改变所述电子/光学数字显示装置的参考值;及
显示控制装置,用于控制所述电子/光学模拟显示装置有选择地打开所述第一、第二指针显示元件,由此显示由所述改变装置改变的参考值与由所述转换装置获得的新的测量数据间的差值。
12、根据权利要求11的电子装置,其特征在于:所述电子/光学模拟显示装置(10,41b,42)在所述电子/数字模拟显示装置(41)的所述多个指针显示元件(410~4140)的实质上的中央处显示所述高位数字数据。
13、根据权利要求11的电子装置,其特征在于:所述电子/光学模拟显示装置(41)提供有一个标尺显示元件(41c,41d),用于数字地显示由所述多个指针显示元件(410~4140)中的某一特定指针显示元件表示的数据值。
14、根据权利要求11的电子装置,其特征在于:
所述转换装置(43,10)基于所述传感器的输出信号产生多种测量数据,所述多个种类表示不同的单元;
所述的电子装置还包括:选择性指定装置(S2,10),用于选择性地指定所述多种测量数据,由此所述选择指定装置(S2,10)所指定的测量数据中的所述高位数字数据被所述电子/光学数字显示装置(10,41b,42)数字地显示,并且所述选择指定装置(S2,10)所指定的测量数据中的所述低位数据被所述电子/光学模拟显示装置(41)的所述多个指针显示元件(410~4140)显示。
15、根据权利要求11的电子装置,其特征在于:还包括至少一第二传感器(26),它能够测量与所述第一提到的传感器(22)测量的内容不同的内容,所述转换装置(43,10)基于从所述第一提到的第二传感器(22)和第二传感器(26)得到的输出信号产生多个测量数据,每个都具有多个数据位;及
选择性指定装置(S2,10),用于选择性地指定所述第一提到的传感器(22)和所述第二传感器(26),由此所述选择性指定装置(S2,10)指定的传感器的测量数据中的所述高位数字数据由所述电子/光学数字显示装置(10,41b,42)作数字显示,且所述选择性指定装置(S2,10)指定的传感器的测量数据的低位数据被所述电子/光学模拟显示装置(41)的多个指针显示元件(410~4140)的显示。
16、根据权利要求11的电子装置,其特征在于,还包括:
存储装置(PM,HM,TM),用于存储对每个预选时间的由所述转换装置(43,10)获得的大量测量数据;及
装置(10),用于计算存储在存储装置(PM,HM,TM)中的大量测量数据中的预选的两个测量数据间的差值数据,其中:
所述显示控制装置(10,40)包括用于通过所述的电子/光学模拟显示装置(41)的所述多个指针显示元件(410~4140)显示所述测量差值数据的装置。
17、根据权利要求11的电子装置,其特征在于还包括:
存储装置(PM,HM,TM),用于存储每个预选时间由所述转换装置获得的大量测量数据;
时间间隔指定装置(S4,10),用于指定一时间间隔;及
装置(10),用于计算存储在所述存储装置中的大量测量数据中的由所述时间间隔指定装置指定的所述时间间隔内获得测量数据间的差值测量数据;其中所述显示控制装置包括用于通过所述电子/光学模拟显示装置(41)的所述多个指针显示元件(410~4140显示所述差值测量数据。
18、根据权利要求11的电子装置,其特征在于还包括:
时间计数装置(15),用于计算时间周期以提供一现在时刻;及
时间显示装置(41f,41e),用于显示由所述时间计数装置(15)提供的现在时刻。
19、根据权利要求18的电子装置,其特征在于还包括:一外壳(1a),安装在所述外壳(1a)的两端部及用于将所述外壳(1a)安装在操作员手臂上的带子(1b,1b),其中所述外壳(1a)为所述电子装置的包含部件。
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