专利名称：脉冲信号发生装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲发生装置，这种脉冲发生装置在一具有规定频率的信号的周期内输出一预定数目的脉冲，作为用于视频控制的垂直同步信号。
考虑在具有如
图14所示固定周期的信号S1的一个周期内产生具有固定数目振荡脉冲的脉冲信号。在脉冲信号S2要根据具有如图中所示固定周期的信号S1来输出，通过下面的计算表达式(1)可得到将要输出的脉冲周期(占空比50％)
在这个公式中，T1代表信号S1的周期，Np代表在信号S1的一个周期内输出的脉冲信号S2的脉冲数。
例如，假定信号S1的周期是10ms，而在信号S1的一个周期内脉冲信号S2的脉冲数为4，一个脉冲的一半周期时间表示如下10ms4×2=1.25ms---(2)]]>下面说明在上述固定周期信号一个的周期内控制脉冲信号脉冲数的程序操作。在这种情况下，脉冲信号通过在固定周期信号的边沿执行的外部中断处理和每半个脉冲信号周期开始的定时器中断处理而输出。
图15是显示用于本操作实例的具体硬件结构的方框图。图15中所示的脉冲信号发生装置1500包括一分时电路1501，用于将外部振荡器1510振荡产生的时钟信号分频；一定时器计数寄存器1502，用于对从分时电路1501输出的分频后的时钟信号在一个固定周期内的时钟数目计数；和一边沿检测电路1504，用于检测外部施加的固定周期输入信号S150的边沿；和一定时器比较寄存器1503，用于设置要输出的脉冲冲信号的脉宽。
图16所示是采用上述脉冲信号发生装置1500的外部中断处理的流程图，而图17所示是采用上述脉冲信号发生装置1500的定时器中断处理的流程图。图18是输出一脉冲信号的操作时序的时序图。脉冲信号发生装置1500处理的开始时序落在外部施加固定周期信号S150的上升沿。
首先，在图16所示的外部中断处理时，得到一个用于要输出脉冲信号的任意确定的脉冲宽度(步骤1601)，从而对定时器比较寄存器1503设置所得到的脉冲宽度值(步骤1602)。接着，开始输出一脉冲信号(步骤1603)以启动定时器(步骤1604)。然后，进行脉冲输出的定时器中断处理以完成该处理(步骤1605)。再然后，在半个输出脉冲周期过去后，图17所示的定时器中断处理开始。
在定时器中断处理中，首先将脉冲信号的输出电平反相(步骤1701)以确定脉冲信号的输出是否完成(步骤1702)。为了连续输出脉冲信号，设置下一定时器中断时间以完成该处理(步骤1703)。另一方面，为了完成脉冲信号的输出，将定时器中断设置为禁止以完成该处理(步骤1704)。
下面说明上述常规脉冲信号发生装置应用于摄像机的镜头控制装置的例子。首先将说明步进电机的控制方法。图19是步进电机控制装置的方框图，而图20是驱动步进电机的信号的时序图。图19中所示的一台微机1901通过程序控制实现了图15中所示的脉冲信号发生装置1500的各种功能。
微机1901接收垂直同步信号S190的输入，以向一步进电机控制IC1902输出一步进电机驱动脉冲信号S191、一步进电机方向控制信号S192、和一步进电机驱动准许信号S193。步进电机控制IC1902响应由微机1901发出的各种控制信号输出由一相到四相的信号构成的一步进电机驱动信号S194。步进电机控制IC 1902通过在微机1901发出的步进电机驱动脉冲信号S191的各个脉冲改变步进电机驱动信号S194的输出电平来控制步进电机1903的驱动。
下面将说明作为实例的用于摄像机镜头控制的微机1901输出步进电机驱动脉冲信号S191的操作。在控制摄像机的微机1901中，软件根据垂直同步信号S190而运行，以便于图像数据处理。微机1901在每周期垂直同步信号S1901确定有关聚焦的信息，以控制聚焦镜头，从而将画面对焦。还有，在变焦镜头的操作中，因为变焦镜头的单个操作使画面到了焦点之外，而且因此变焦镜头应当随聚焦镜头的调焦而操作，所以微机根据垂直同步信号S190进行控制。
这里将结合当微机1901的系统时钟出现误差时的情况进行说明。微机1901的系统时钟(一固定周期的信号S1)由于温度的改变和振荡器性能的变化而在振荡器的规定频率中产生了一个误差。当产生了一个误差从而增加了微机1901系统时钟S1周期的时间时，脉冲信号S2的最后一个输出时间变短，如图21所示。相反，当误差产生以缩短系统时钟S1一个周期的时间时，脉冲信号S2最后一个输出时间就延长了，如图22所示。
下面将说明变焦电机和聚焦电机的驱动时间。在聚焦镜头操作进行聚焦时，一般而言，当散焦程度高时，镜头大幅度移动以快速聚焦，而当散焦程度低时，镜头缓慢移动来聚焦。变焦镜头的操纵与变焦杆形成的变焦镜头动作之间的关系将结合图23来说明。假定不倾向于任何方向的变焦杆的状态作为中性状态，且通过将变焦杆倾斜到一个预设方向而将聚焦镜头移到摄远(TELE)方式或广角(WIDE)。大幅度地倾斜变焦杆至一个给定方向导致聚焦镜头快速地移到TELE方式或WIDE方式，而小幅度地倾斜变焦杆使得镜头移动缓慢。
为了快速移动变焦镜头，在垂直同步信号S190的一个周期时间内输出的步进电机驱动脉冲信号的脉冲数目增加(图24)。相反，要缓慢地移动镜头，在垂直同步信号S190的一个周期时间内输出的步进电机驱动脉冲信号的脉冲数目将被减少(图25)。在变焦电机中，由于步进电机驱动脉冲信号的脉冲振荡间隔中的误差率增加，所产生的驱动声也增加。因此，如图24所示，快速移动变焦镜头将增加步进电机驱动脉冲信号的脉冲振荡间隔中的误差率，导致发出大的驱动声。相反，如图25所示，缓慢移动变焦镜头减少步进电机驱动脉冲信号的脉冲振荡间隔中的误差率，可发出相对较小的驱动声。
如前所述，因为常规的脉冲信号发生装置由于温度的改变和振荡器自身性能的差异而产生了微机系统时钟的一个误差，该装置不能产生精确的脉冲信号。
例如，在步进电机的驱动控制中，因为作为相关脉冲信号的步进电机驱动脉冲信号包含一个误差，步进电机不能被精确地驱动。
还有，当步进电机在高速运行时，步进电机驱动脉冲信号的脉冲宽度缩短而增加了在一个脉冲宽度中的误差率，导致振荡器在步进电机驱动脉冲信号误差率上的增加。因此增加了步进电机驱动的声音。
由于步进电机驱动的声音增加，步进电机的驱动声音将在摄像机进行画面拍摄期间作为噪声被记录下来。
本发明的一个目的是提供一种脉冲信号发生装置，其能够解决上述常规的缺陷，并能够通过根据具有固定频率的参考信号调节将要输出的脉冲信号的脉冲宽度来恒定地产生一精确的脉冲，以及这种装置所采用的方法。
本发明的另一个目的是提供一种脉冲信号发生装置，当用于步进电机控制时，其能够通过输出一稳定的驱动脉冲信号防止驱动声增加，以及这种装置所采用的方法。
本发明的再一个目的是提供一种脉冲信号发生装置，当用于红外遥控器时，其能够校正产生遥控信号时所用的时钟信号，以降低对产生时钟信号的振荡器在高精度方面的要求，以及这种装置所采用的方法。
根据本发明的一个方面，一种产生具有与固定周期参考信号一致的预定频率的脉冲信号的脉冲信号发生装置包括参考信号周期测量装置，用于接收参考信号的输入，以用合适的时钟信号计算参考信号的周期；脉冲宽度计算装置，用于得到在参考信号一个周期内振荡脉冲的数目，并根据参考信号周期测量装置测到的时钟信号将该参考信号的周期按脉冲信号的脉冲数目分频，以根据该时钟信号计算脉冲信号的脉冲宽度；和脉冲信号发生装置，用于产生一脉冲信号，该脉冲信号具有用脉冲宽度计算装置计算得到的脉冲宽度。
在优选的结构中，参考信号周期测量装置计数在参考信号一个周期内振荡的时钟信号的时钟数，以得到由该时钟信号测得的参考信号的周期。
在另一优选结构中，脉冲宽度计算装置比较参考信号周期的计算值和参考信号周期的测量值，以计算时钟信号的误差，并根据时钟信号的误差来校正以时钟信号为基础的脉冲信号的脉冲宽度计算值。所述参考信号周期的计算值是基于假定时钟信号无误差而计算的时钟信号获得的，所述参考信号周期测量值是用时钟信号实际测量的。
在优选的结构中，参考信号周期测量装置计算在参考信号一个周期内振荡时钟信号的时钟数目，以得到由时钟信号测得的参考信号的周期，和脉冲宽度计算装置将参考信号周期的计算值与参考信号周期的测量值进行比较以计算时钟信号的误差值，其中参考信号周期的计算值是以在假定时钟信号没有误差时计算的时钟信号为基础计算得到的，而参考信号周期的测量值是通过用时钟信号实际测量一参考信号周期而得到的。然后根据时钟信号的误差来校正以时钟信号为基础的脉冲信号脉冲宽度的计算值。
在另一个优选的结构中，参考信号周期测量装置、脉冲宽度计算装置和脉冲信号发生装置被设置在一个微机上，以控制在摄像机镜头控制中使用的步进电机的驱动；参考信号是一个垂直的同步信号；时钟信号是一个微机的系统时钟信号；和所产生的脉冲信号是一个用于控制步进电机的脉冲信号。
在另一优选结构中，参考信号周期测量装置、脉冲宽度计算装置和脉冲信号发生装置被设置在一个安装在红外线遥控器上的微机上；参考信号是一用于定时器功能的第一时钟信号；时钟信号是一用于产生遥控信号的第二时钟信号；要产生的脉冲信号是遥控信号；和脉冲宽度计算装置把第一时钟信号周期计算值与第一时钟信号周期测量值进行比较以计算第二时钟信号的误差值，其中第一时钟信号周期信号计算值是在根据假定第二时钟信号没有误差时计算的第二时钟信号计算得到的，第一时钟信号周期测量值是通过用第二时钟信号实际测量第一时钟信号周期而得到的。然后根据第二时钟信号的误差来校正以第二时钟信号为基础的遥控信号脉冲宽度的计算值。
根据本发明的另一方面，一种产生具有与固定周期参考信号一致的预定频率的脉冲信号的脉冲信号发生方法，包括如下步骤接收参考信号的输入以用一个合适的时钟信号计算参考信号的周期；得到在参考信号一个周期内振荡脉冲的数目，并根据时钟信号将该参考信号的周期按脉冲信号的脉冲数目分频，以根据该时钟信号计算脉冲信号的脉冲宽度；和产生一脉冲信号，该脉冲信号具有计算得到的脉冲宽度。
在优选的结构中，在计算参考信号周期的步骤中，对参考信号一个周期内的振荡时钟信号的时钟数计数，以得到由时钟信号测得的参考信号的周期数。
在优选的结构中，脉冲宽度计算步骤包括如下步骤将参考信号周期的计算值与参考信号周期的测量值进行比较以计算时钟信号的误差值，其中参考信号周期的计算值是以在假定时钟信号没有误差时计算的时钟信号为基础计算得到的，而参考信号周期的测量值是通过用时钟信号实际测量一参考信号周期而得到的；和根据该时钟信号的误差来校正以时钟信号为基础的脉冲信号的脉冲宽度计算值。
本发明的其它目的、特征及优点将从下面的详细说明中体现。
通过下面给出的对优选实施例的详细说明及附图中将对本发明有更全面的理解，其中优选实施例不应该被视为对本发明的限制，其仅仅处于解释与说明的目的。
附图中图1所示为根据本发明的一个实施例的脉冲信号发生装置的结构的方框图；图2为当本实施例被应用于摄像机的镜头控制时所执行的操作的流程图，其所示为信号边沿中断处理操作的示意图3为当本实施例被应用于摄像机的镜头控制时所执行的操作的流程图，其所示为脉冲宽度计算处理操作的示意图；图4为当本实施例被应用于摄像机的镜头控制时所执行的操作的流程图，其所示为脉冲信号输出操作的示意图；图5所示为一种采用本实施例的步进电机控制装置的结构的方框图；图6所示为负责图5所示的步进电机控制装置的捕获中断的硬件结构的方框图；图7所示为负责图5所示的步进电机控制装置的定时器中断的硬件结构的方框图；图8所示为用于解释定时器计数原理的时序图；图9所示为采用本实施例的红外线遥控器的结构的方框图；图10所示为遥控器信号的一个示例图；图11为当本实施例应用于红外线遥控器时所执行的操作的流程图，其所示为主时钟误差计算处理操作的示意图；图12为当本实施例应用于红外线遥控器时所执行的操作的流程图，其所示为遥控信号输出处理操作的示意图；图13所示为用于说明主时钟误差计算中的定时器操作的示意图；图14所示为根据外部信号的周期输出脉冲信号时，外部信号和脉冲信号之间的关系的时序图；图15所示为一个常规脉冲信号发生装置的结构的方框图；图16所示为常规脉冲信号发生装置中的外部中断处理操作的流程图；图17所示为常规脉冲信号发生装置中的定时器中断处理操作的流程图；图18所示为由常规脉冲信号发生装置所进行的脉冲信号振荡操作的时序图；图19所示为一种采用常规脉冲信号发生装置的步进电机控制装置的结构的示意图；图20所示为由使用常规脉冲信号发生装置的步进电机驱动控制装置所进行的步进电机驱动控制的时序图；图21所示为在控制步进电机的驱动力的脉冲信号中的误差的一个示例的时序图；图22所示为在控制步进电机的驱动力的脉冲信号中的误差的另一个示例的时序图；图23所示为在缩放电机的操作与驱动速度之间的关系示意图24所示为在缩放电机驱动速度中由用于控制步进电机的驱动力的脉冲信号中的误差所引起的误差的一个示例的时序图；图25所示为在缩放电机驱动速度中由用于控制步进电机的驱动力的脉冲信号中的误差所引起的误差的另一个示例的时序图；接下来将参照附图对本发明的优选实施例进行详细地讨论。在接下来的说明中，将给出诸多具体细节以提供对本发明的一个彻底的了解。然而，对那些技术熟练者显而易见的是本发明可以在没有这些具体细节的情况下进行实施。在其它的例子中，为了不使本发明难于理解对于众所周知的结构将不进行详细地显示。
图1所示为根据本发明的一个实施例的脉冲信号发生装置的结构的简略方框图。本实施例的脉冲信号发生装置10，采用固定周期的参考信号，产生并输出一个具有短于参考信号的周期的所需脉冲宽度的脉冲信号。参照图1，本实施例的脉冲信号发生装置10包括一个用于测量参考信号的周期的参考信号周期测量单元11，一个用于根据由参考信号周期测量单元11所获得的计算结果确定一个将被输出的脉冲信号的脉冲宽度(周期)的脉冲宽度计算单元12，及一个用于产生并输出一个具有由脉冲宽度计算单元12所确定的脉冲宽度j的脉冲信号的脉冲信号发生单元13。图1中，仅对本实施结构中的特有部分进行图示，而省略了其余的普通部分。脉冲信号发生装置10由一个计算机程序控制的微型计算机实现。用于控制该微型计算机的一个计算机程序被存储在诸如磁盘，光盘或半导体存储器的普通存储介质中。该程序被调入微型计算机的内存中以控制一个数据处理装置，由此执行上述参考信号周期测量单元11，脉冲宽度计算单元12和脉冲信号发生单元13的功能。
在上述的结构中，参考信号周期测量单元11接收一个参考信号的输入并利用一个适当的时钟信号计算该参考信号的周期。更具体地说，通过统计在参考信号的一个周期时间内所振荡的时钟信号的时钟数，单元11利用所述的时钟信号得到所计算的参考信号的周期。
脉冲宽度计算单元12得到将被输出的脉冲信号在参考信号的一个周期内所振荡的脉冲个数，并将由参考信号周期测量单元11所计算的参考信号的周期除以将被输出的脉冲信号的脉冲个数以根据所述时钟信号计算出该脉冲信号的周期，即脉冲宽度。在实践中，可以根据所要输出的脉冲信号的用途采用多种不同的计算方法。例如可以将参考信号的一个周期除以所要输出的脉冲信号的脉冲个数的两倍以计算所要输出的脉冲信号的半周期的时间。
脉冲信号发生装置13根据由脉冲宽度计算单元12所获得的计算结果产生并输出一个具有所需脉冲宽度的脉冲信号。当在脉冲宽度计算单元12中如上述示例所述计算的是该脉冲信号的半周期的时间时，通过将每半个周期的输出信号的的输出电平反向便可以输出一个其周期为所需周期的脉冲信号。
接下来，将对本实施例的脉冲信号发生装置在作为一个示例的摄像机上的应用进行具体地说明。图2和图4所示为在此情况中将被执行的各个处理的操作的流程图。图5所示为一个步进电机控制装置的结构的方框图。参照图5，该步进电机控制装置包括一个用于控制步进电机510的驱动的步进电机控制IC520和一个用于该控制步进电机控制IC的微型计算机530，其中图1所示的本实施例的脉冲信号发生装置10被安装在该微型计算机530上。
图5中，加载到微型计算机530上的一个垂直同步信号S10是一个固定周期的参考信号。从微型计算机530中的内置定时器中输出的系统时钟信号的周期短于垂直同步信号S10的周期。另外，微型计算机530输出一个步进电机驱动脉冲信号S11。用于控制摄像机的操作均是在该垂直同步信号S10的基础上进行的。因此图中并未显示的聚焦镜头和变焦镜头的控制也是以相同的方式进行的。
图6所示为用于进行捕获中断的硬件结构的方框图。参照图6，该结构包括一个振荡器610，一个用于等分时钟信号(其为振荡器610的输出)以产生微型计算机530的系统时钟信号的分时电路601，一个用于统计分时电路601的输出的定时器计数寄存器602，一个用于检测垂直同步信号S10的边沿的边沿检测电路603，及一个用于在边沿检测电路603输出的定时处存储定时器计数寄存器602的计数值的捕获寄存器604。上述结构的分时电路601，定时器计数寄存器602，边沿检测电路603及捕获寄存器604由控制器通过一个计算机程序在微型计算机530上实现并作为一个如图1所示的参考信号周期测量单元11进行操作。
图7所示为用于进行定时器中断的硬件结构的示意图。参照图7，该结构包括一个振荡器610，一个分时电路601，一个定时器计数寄存器602及一个用于将一个步进电机驱动脉冲信号的半周期的时间设为所要输出的脉冲信号的定时器比较寄存器605。上述结构的分时电路601及定时器计数寄存器602与其在图6中所对应的元件相同，一起用于捕获中断及定时器中断。此外，分时电路601，定时器计数寄存器602及定时器比较寄存器605由控制器通过一个计算机程序在微型计算机530上实现并作为一个图1所示的脉冲宽度计算单元12进行操作。
在初始操作时一旦由边沿检测电路603检测到所加载的垂直同步信号S10的边沿，捕获寄存器604便存储在由边沿检测电路603检测到边沿的时刻定时器计数寄存器602的一个计数值。随后，在相同的时刻，单元604输出一个捕获中断请求信号S15。对应于中断请求信号S15，微型计算机30由参考信号周期测量单元11及脉冲宽度计算单元12启动信号边沿中断处理和脉冲宽度计算处理。
在如图2所示的信号边沿处理中，垂直同步信号S10的一个周期的时间长度被计算。在信号边沿处理中，正如其后将被说明的，存储在捕获寄存器604中的一个寄存器值被保存在一个作为内存的RAM中。随后，一旦从捕获寄存器604中输出捕获中断信号，便根据如下的表达式(3)(其基于由先前的信号边沿中断处理所保存在RAM中的一个寄存器值CR0和在捕获中断信号的当前输出获得的捕获寄存器604的一个寄存器值CR1)计算基于系统时钟信号的垂直同步信号S10的周期Tcr。
Tcr＝(溢出的次数×10000H)+CR1-CR0 … (3)溢出的次数表示由分时电路601所等分并由时钟计数寄存器602构成的系统时钟信号的数字溢出的次数，而10000H则表示本实施例的数字计数寄存器602利用16位定时器计算系统时钟信号。
接下来，将所计算的垂直同步信号S10的周期存储在作为内存的RAM中(步骤202)并类似地将通过本处理所获得的捕获寄存器604的寄存器值CR1存储在RAM中(步骤203)。
接下来，将对关于图3所示的步进电机驱动脉冲信号的脉冲宽度计算处理进行说明。首先，将根据在信号边沿中断处理中所计算的上述垂直同步信号S10的周期Tcr及为步进电机驱动脉冲信号所设置的脉冲数P以如下的表达式(4)计算步进电机驱动脉冲信号S11的半周期的时间Tsp(步骤301)Tsp=TcrP×2------(4)]]>接下来，将通过上述计算所得到的步进电机脉冲信号S11的半周期的时间置值到定时器步进寄存器605中(步骤302)。随后，设置步进电机驱动信号S11的一个初始输出电平(步骤303)并另外设置将被输出的脉冲的数目以设置将被准许的定时器中断(步骤305)。
在完成上述操作之后经过置值到定时器步进寄存器606中的时间后，步进电机驱动信号S11的输出处理被定时器中断处理启动。
接下来，脉冲信号发生单元13执行图4所示的步进电机启动信号的输出处理。首先，单元13将步进电机驱动信号S11的输出电平反向(步骤401)以确定是否完成了步进电机驱动信号S11的输出(步骤402)。为了继续步进电机驱动信号S11的输出，由输出数在步骤S122(403)减“1”计算出步进电机驱动信号的脉冲数以准许下一个脉冲输出处理中断(步骤404)。随后，一旦完成了与在图3的步骤304所设置的脉冲的数目相同次数的输出，单元13便禁止接下来的脉冲继续中断从而完成该处理(步骤402和404)。
下面对上述操作进行总结。通过微型计算机530的内置定时器(系统时钟信号)计算加载到微型计算机530上的垂直同步信号S10的周期并将所获得的周期等分为为步进电机驱动信号S11设置的所需的脉冲数以计算步进电机驱动信号S11的周期，由此步进电机510被具有所得周期的步进电机驱动信号S11驱动。因此即使当微型计算机530的振荡器610的频率改变时，其也能够通过将步进电机驱动信号S11的脉冲数设置为相同于垂直同步信号S10而恒定地输出具有相同宽度的步进电机驱动信号S11。另外，通过改变步进电机驱动信号S11的输出脉冲数，其能够根据所述的数目数输出步进电机驱动信号S11。
此外，由于信号宽度是在垂直同步信号S10的一个周期(图8中的T1)内测量的，而步进电机驱动信号S11是在垂直同步信号S10的下一个周期(图8的T2)中输出的，振荡器的频率变化可以被实时地识别以纠正步进电机驱动信号S11的脉冲宽度。其结果是，即使当振荡器的频率由于多种因素而发生不规则地变化时，其也能够为垂直同步信号S10恒定地输出一个准确的步进电机驱动信号。
如上所述，由于在上述的应用示例中，垂直同步信号S10的周期是利用一个基于由振荡器610所产生的时钟信号的参考时钟信号来计算的，而步进电机驱动信号S11的脉冲宽度是根据该计算结果确定的，因此可以输出一个通过精确等分垂直同步信号S10而获得的脉冲信号。其结果是，步进电机驱动信号S11的输出时间既不会被延长也不会被缩短，从而使得步进电机510平稳地操作。
这种配置降低了步进电机的驱动噪声从而防止在摄像机录音时记录下步进电机的驱动噪声。此外，当步进电机以高速操作时，由于在脉冲宽度不会产生误差从而将防止步进电机的增大驱动噪声。
下面，将对本实施例的脉冲信号发生装置在作为一个示例的红外线遥控器上的应用进行具体的说明。图9所示为一个红外线遥控器的结构的方框图。参照图9，红外线遥控器包括一个微型计算机910，一个用于接收一条指令输入的键盘矩阵，一个LCD显示板930，一个用于输出一个主时钟信号的主时钟振荡器940，一个用于输出一个副时钟信号的副时钟振荡器950，一个红外线LED960及一个用于信号放大的晶体管970，其中图1所示的本实施例的脉冲信号发生装置10被安装在该微型计算机910上。
在上述结构中，用作副时钟振荡器950的通常是32.78KHz的晶振，其还行使定时器的功能。通常，晶振的误差大约是±0.001％。用作主时钟振荡器940的是用于程序操作以输出一个遥控信号的振荡器。下面将对在一个在RC振荡中具有几个百分比的振荡频率误差的振荡器被用作主时钟振荡器940情况进行说明。
接下来的说明是在假设副时钟信号是一个通过将副时钟振荡器950的一个输出等分为214份而具有预先固定的周期(500ms)的信号的前提下进行的，来自微型计算机910的一个脉冲信号输出(脉冲信号发生装置10)为一个遥控信号。图10所示为遥控信号的格式的一个示例的原理图。图10所示的遥控信号的格式由一个引导码，一个32位数据码，一个结尾码及一个帧间隔组成。如图所示对位0及位1精确地定义了数据位的脉冲宽度。
在如此结构的红外线遥控器中，脉冲信号发生装置10利用主时钟信号计算副时钟信号的周期以产生基于该计算结果的遥控信号。与步进电机的控制不同，对于遥控信号，并不设置在副时钟信号的一个周期内所振荡的脉冲数，而是根据上述数据的内容定义脉冲宽度。预先精确地时钟了副时钟信号的周期。因此，根据利用主时钟信号所进行的副时钟信号周期的计算的结果，主时钟信号频率的误差被校正并利用所校正的主时钟信号产生一个遥控信号。
图11所示为主时钟信号误差计算处理操作的流程图。首先，等待与副时钟信号计数完毕的同步以通过一个主时钟信号启动定时器计数(步骤1101及1102)。接着，再次等待副时钟信号的同步以通过一个主时钟信号停止定时器计数(步骤1103及1104)。随后，利用定时器的计数值计算主时钟信号的误差(步骤1105)。
在步骤1101到1104的定时器计数操作中，定时器从0000h开始在如图13所示的副时钟信号的一个数值的操作周期内对主时钟信号进行计数以获得一个计数值。由于如上所述副时钟信号的周期被设为500ms，因此通过基于副时钟信号的周期及主时钟振荡器940的一个振荡频率的计算能够获得主时钟信号对副时钟信号的一个计数周期的一个理想计数值，即一个当主时钟信号没有误差时所得的计数值。根据通过该计算所得到的一个计数值C1及一个实际的计数值C2，可以根据下面的表达式(5)计算出主时钟信号的误差。error(%)=C2-C1C1×100---(5)]]>图12所示为遥控信号输出操作的流程图。参照图12，其所示为用于根据将被输出的遥控信号的格式设置对应于每个信号的脉冲宽度的时间数据的第一执行分支处理(见图10)(步骤1201)。随后，对每个信号设置对应于一个脉冲宽度所预先设定的时间数据(步骤1202)。接着，为将被输出的遥控信号设置一个高电平和一个低电平(步骤1203和1204)。接着，根据由图1所示的主时钟信号误差计算处理所获得的误差值校正在每个信号的时间数据中的误差(步骤1205)。随后，将误差已被校正的时间数据置值到定时器步进寄存器中(步骤1206)。最后，将遥控信号的输出模式变为接下来操作的模式。
这里，将对步骤1205的遥控信号时间误差校正处理进行详细地说明。在步骤1202的时间数据设置处理中，设置基于通过计算所获得的一个理想值的时间数据，即假设主时钟信号没有误差而获得的时间数据(以下简称为基本时间)(其已在图11所示的误差计算处理被说明)。在步骤1205中，根据如下基于由图11所示的误差计算处理所求出主时钟信号的误差的表达式(6)对所述基本时间进行校正。
设置时间＝基本时间×(1+error(％))… (6)由于上述操作可以将从主时钟振荡器940输出的具有几个百分比的误差的主时钟信号校正为具有大约等于副时钟振荡器950的误差级(±0.001％)，因此可以输出一个精确的遥控信号。
如上所述，在上述的应用示例中，利用主时钟信号计算副时钟信号的一个已知周期以求出主时钟信号的误差，从而根据该误差对利用主时钟信号产生的遥控信号的输出时间进行校正。这使得主时钟信号的误差能够被减小到大约等于一个高精度晶振的误差，从而输出一个精确的遥控信号。此外，由于可以将一个具有较大误差而价格相对较便宜的振荡器用作主振荡器940，装置的制造成本可以被减少。
如上所述，由于在基于一个固定周期的参考信号产生脉冲信号时，用于产生脉冲信号的时钟信号和参考信号之间的比较使得脉冲信号的脉冲宽度可以在对时钟信号中的误差进行校正的同时被实时地调节，本发明的脉冲信号发生装置及其方法可以根据一个参考信号恒定地产生一个具有适当频率的脉冲信号。
比如，当将本发明应用于步进电机驱动控制时，其因此能够输出一个具有对应于垂直同步信号的一个周期的平均脉冲宽度的脉冲信号。其结果是，在驱动步进电机期间，用于驱动的一个脉冲信号的输出时间既不会被延长也不会被缩短，从而使步进电机可以平稳地操作以减少驱动噪声。
当将本发明应用于红外线遥控器时，即使当用来产生遥控信号的时钟信号中存在误差，根据精确的时钟信号也可以对定时器进行校正。其消除了对用于生成用于产生遥控信号的时钟信号的高精度振荡器的需要，从而降低了制造成本。
尽管通过示例性实施例对本发明进行了说明，但应被那些技术熟练者所理解的是在不背离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行上述及其它多种变化，省略和增加。因此，本发明不应该被理解为仅仅局限于上述的具体实施例，而是包括了在所附加的权利要求中阐明的特性所含盖的范围及其等价物之内的所有可能的实施例。
权利要求
1.一种产生具有与固定周期参考信号一致的预定频率的脉冲信号的脉冲信号发生装置，包括参考信号周期测量装置(11)，用于接收所述参考信号的输入，以用合适的时钟信号计算所述参考信号的周期；脉冲宽度计算装置(12)，用于得到在所述参考信号一个周期内振荡脉冲的数目，并根据所述参考信号周期测量装置(11)测到的所述时钟信号将所述参考信号的周期按所述脉冲信号的脉冲数目分频，以根据所述时钟信号计算所述脉冲信号的脉冲宽度；和脉冲信号发生装置(13)，用于产生一脉冲信号，该脉冲信号具有用所述脉冲宽度计算装置(12)计算得到的脉冲宽度。
2.如权利要求1所述的脉冲信号发生装置，其特征在于所述参考信号周期测量装置(11)，其对在所述参考信号一个周期内振荡的所述时钟信号的时钟计数，以得到由所述时钟信号测得的所述参考信号的周期。
3.如权利要求1所述的脉冲信号发生装置，其特征在于所述脉冲宽度计算装置(12)，其将所述参考信号周期的计算值与所述参考信号周期的测量值进行比较以计算所述时钟信号的误差值，其中所述参考信号周期的计算值是以在假定所述时钟信号没有误差时计算的所述时钟信号为基础计算得到的，而所述参考信号周期的测量值是通过用所述时钟信号实际测量所述参考信号一个周期而得到的；和根据所述时钟信号的误差来校正以所述时钟信号为基础的所述脉冲信号的脉冲宽度计算值。
4.如权利要求1所述的脉冲信号发生装置，其特征在于所述参考信号周期测量装置(11)，其对在所述参考信号一个周期内振荡的所述时钟信号的时钟计数，以得到由所述时钟信号测得的所述参考信号的周期，和所述脉冲宽度计算装置(12)，其将所述参考信号周期的计算值与所述参考信号周期的测量值进行比较以计算所述时钟信号的误差值，其中所述参考信号周期的计算值是以在假定所述时钟信号没有误差时计算的所述时钟信号为基础计算得到的，而所述参考信号周期的测量值是通过用所述时钟信号实际测量所述参考信号一个周期而得到的；和根据所述时钟信号的误差来校正以所述时钟信号为基础的所述脉冲信号的脉冲宽度计算值。
5.如权利要求1所述的脉冲信号发生装置，其特征在于所述参考信号周期测量装置(11)、所述脉冲宽度计算装置(12)和所述脉冲信号发生装置(13)被设置在一微机(530)上以用于控制在摄像机镜头控制中所用的步进电机；所述参考信号是一垂直同步信号；所述时钟信号是所述微机(530)的系统时钟信号；所述要产生的脉冲信号是用于控制所述步进电机的脉冲信号。
6.如权利要求1所述的脉冲信号发生装置，其特征在于所述参考信号周期测量装置(11)、所述脉冲宽度计算装置(12)和所述脉冲信号发生装置(13)被设置在一安装在红外线遥控器上的微机(910)上；所述参考信号是一用于定时器功能的第一时钟信号；所述时钟信号是一用于产生遥控信号的第二时钟信号；所述要产生的脉冲信号是所述遥控信号；所述脉冲宽度计算装置(12)把所述第一时钟信号周期计算值与所述第一时钟信号周期测量值进行比较以计算所述第二时钟信号的误差值，其中所述第一时钟信号周期信号计算值是在根据假定所述第二时钟信号没有误差时计算的所述第二时钟信号计算得到的，所述第一时钟信号周期测量值是通过用所述第二时钟信号实际测量所述第一时钟信号周期而得到的；和根据所述第二时钟信号的误差来校正以所述第二时钟信号为基础的所述遥控信号脉冲宽度的计算值。
7.一种产生具有与固定周期参考信号一致的预定频率的脉冲信号的脉冲信号发生方法，包括如下步骤接收所述参考信号的输入以用一个合适的时钟信号计算所述参考信号的周期；得到在所述参考信号一个周期内振荡脉冲的数目，并根据所述时钟信号将所述参考信号的周期按所述脉冲信号的脉冲数目分频，以根据所述时钟信号计算所述脉冲信号的脉冲宽度；和产生一脉冲信号，该脉冲信号具有计算得到的脉冲宽度。
8.如权利要求7所述的脉冲信号发生方法，其中在计算所述参考信号周期的所述步骤中，对所述参考信号一个周期内的所述振荡时钟信号的时钟计数，以得到由所述时钟信号测得的所述参考信号的周期数。
9.如权利要求7所述的脉冲信号发生方法，其中所述脉冲宽度计算步骤包括如下步骤将所述参考信号周期的计算值与所述参考信号周期的测量值进行比较以计算所述时钟信号的误差值，其中所述参考信号周期的计算值是以在假定所述时钟信号没有误差时计算的所述时钟信号为基础计算得到的，而所述参考信号周期的测量值是通过用所述时钟信号实际测量所述参考信号的周期而得到的；和根据所述时钟信号的误差来校正以所述时钟信号为基础的所述脉冲信号的脉冲宽度计算值。
全文摘要
一种产生具有与固定周期参考信号一致的预定频率的脉冲信号的脉冲信号发生装置包括:参考信号周期测量装置(11),用于接收所述参考信号的输入,以用合适的时钟信号计算所述参考信号的周期;脉冲宽度计算装置(12),用于得到在参考信号一个周期内振荡脉冲的数目,并根据参考信号周期测量装置(11)测到的时钟信号将所述参考信号的周期按脉冲信号的脉冲数目分频,以根据时钟信号计算脉冲信号的脉冲宽度;和脉冲信号发生装置(13),用于产生一脉冲信号,其具有用所述脉冲宽度计算装置(12)计算得到的脉冲宽度。
文档编号H03K3/00GK1206959SQ98103098
公开日1999年2月3日 申请日期1998年7月29日 优先权日1998年7月29日
发明者中坊壮 申请人:日本电气株式会社