CN102055936A - 低功耗待机的机顶盒及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种低功耗待机的机顶盒及方法，涉及电子电路技术领域，以解决现有技术中通过主芯片进入休眠模式实现机顶盒的待机，待机功耗较高的问题。本发明提供的技术方案包括主芯片和供电端，还包括开关电路和控制电路；所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端；所述控制电路的输出端连接到所述开关电路的控制端，所述控制电路接收待机/开机信号，并将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号发送到所述开关电路的控制端；所述状态控制信号控制所述开关电路切换为闭合状态或者断开状态。本发明实施例提供的技术方案可以应用在机顶盒中。

Description

低功耗待机的机顶盒及方法

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种低功耗待机的机顶盒及方法。

背景技术

对于机顶盒(Set Top Box，STB)，目前没有标准的定义，从广义上说，凡是与电视机连接的网络终端设备都可称之为机顶盒。从过去基于有线电视网络的模拟频道增补器、模拟频道解码器，到将电话线与电视机连接在一起的“维拉斯”上网机顶盒、数字卫星的综合接收解码器(Integrated Receive Decoder，IRD)、数字地面机顶盒以及有线电视数字机顶盒都可称为机顶盒。从狭义上说，如果只说数字设备的话，按主要功能可将机顶盒分为上网机顶盒、数字卫星机顶盒(DVB-S)、数字地面机顶盒(DVB-T)、有线电视数字机顶盒(DVB-C)以及最新出现的交互式网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)机顶盒等。

为了满足客户需求，STB的嵌入式系统越来越庞大，现有技术中，主芯片大多是运行Linux操作系统，当STB待机时，主芯片处于休眠模式。

在实现本发明的过程中，发明人发现，主芯片处于休眠模式，Linux这么大型的系统待机功耗也是较大的，最低功耗为3瓦，而目前美国出台的能源之星标准已到了2.0版本，其中STB待机功耗定义为1瓦。

发明内容

本发明实施例提供一种低功耗待机的机顶盒及方法，以解决现有技术中，通过主芯片进入休眠模式实现机顶盒的待机，机顶盒待机功耗较高的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

低功耗待机的机顶盒，包括主芯片和供电端，还包括开关电路和控制电路；所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端；所述控制电路的输出端连接到所述开关电路的控制端，所述控制电路接收待机/开机信号，并将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号发送到所述开关电路的控制端；所述状态控制信号控制所述开关电路切换为闭合状态或者断开状态。

机顶盒的待机控制方法，该机顶盒包括主芯片、供电端和开关电路，所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端，所述控制方法包括：接收待机/开机信号，将所述待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号；发送所述状态控制信号给所述开关电路，控制所述控制电路切换为闭合状态或者断开状态。

本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒及方法，通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，替代了现有技术中STB待机状态下主芯片处于休眠模式，解决了现有技术中，通过主芯片进入休眠模式实现STB待机，待机功耗较大的问题。本发明实施例提供的技术方案由于通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，STB内除所述开关电路外，其他电路无功耗，实现了待机状态的低功耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒的结构示意图；

图2为本发明又一实施例提供的低功耗待机的机顶盒的结构示意图；

图3为图2所示的发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒的结构示意图中控制电路的电路图；

图4为与图3所示的发明实施例提供的控制电路连接的遥控接收电路的电路图；

图5为与图3所示的发明实施例提供的控制电路连接的实时时钟电路的电路图；

图6为图2所示的发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒的结构示意图中开关电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的变压电路的电路图；

图8为本发明实施例提供的机顶盒的待机控制方法的流程图；

图9为图8所示的发明实施例提供的机顶盒的待机控制方法中步骤302的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中现有技术中通过主芯片进入休眠模式实现机顶盒的待机，机顶盒待机功耗较高的问题，本发明实施例提供一种低功耗待机的机顶盒及方法。

如图1所示，本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒，包括主芯片101、供电端102、开关电路103和控制电路104。

所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端；所述控制电路的输出端连接到所述开关电路的控制端，所述控制电路接收待机/开机信号，并将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号发送到所述开关电路的控制端；当该机顶盒处于开机状态，将所述待机/开机信号转换为低电平；当该机顶盒处于待机状态，将所述待机./开机信号转换为高电平。所述状态控制信号控制所述开关电路切换为闭合状态或者断开状态。所述待机/开机信号通过遥控方式、按键方式、定时方式或主芯片控制方式输入。

本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒，通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，替代了现有技术中STB待机状态下主芯片处于休眠模式，解决了现有技术中，通过主芯片进入休眠模式实现STB待机，待机功耗较大的问题。本发明实施例提供的技术方案由于通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，STB内除所述开关电路外，其他电路无功耗，实现了待机状态的低功耗。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒进行详细说明。

如图2所示，本发明又一实施例提供的低功耗待机的机顶盒，包括主芯片201、供电端202、开关电路203和控制电路204。

所述控制电路接收待机/开机信号，并将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号发送到所述开关电路的控制端；所述状态控制信号控制所述开关电路切换为闭合状态或者断开状态。

如图3所示，在本实施例中，所述控制电路中包括微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，如MCU PIC12F508。为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面以MCU PIC12F508为例，对所述控制电路进行详细说明。

在本实施例中，MCU PIC12F508中的GP0-GP3作为所述控制电路的输入端，GP3和GP4作为所述控制电路的输出端，如果需要更改MCU的程序，则可以通过插座XP606对MCU进行升级。MCU PIC12F508的待机功耗为0.01W。

所述待机/开机信号可以通过按键方式输入，此时，该机顶盒还包括串联的上拉电阻R867和常开按键SW2，所述串联的上拉电阻R867和常开按键SW2的中间引出导线与所述控制电路中输入端，即MCU PIC12F508的GP1口，连接，所述上拉电阻R867的另一端与所述控制电路的电源接入端，即MCUPIC12F508得VDD口，连接，所述常开按键SW2的另一端接地。为了防止常开按键SW2抖动，所述常开按键SW2上还并联有防止常开按键抖动的C902。当按下常开按键SW2时，GP1口处会出现由高电平转向低电平的变化，作为MCU PIC12F508接收到待机/开机信号。所述按键方式输入的电路待机功耗为0.0025W，是上拉电阻R867的功耗。

为了使得机顶盒工作状态更明了地显示，所述控制电路的输出端，MCUPIC12F508的GP3口，还连接有显示电路，所述显示电路中的发光LED显示该机顶盒的工作状态：开机/待机，通过两种颜色显示，发光LED FG204的待机功耗为0.05W。

所述待机/开机信号还可以通过遥控方式输入，如图3所示，将与所述主芯片连接的遥控接收电路连入所述控制电路的输入端，即MCU PIC12F508的GP0口，所述主芯片和所述控制电路同时接收到遥控器发送的遥控信号，但所述控制电路只处理遥控器发送的待机/开机信号HS3008，其余遥控信号IR由所述主芯片进行处理，该遥控电路的待机功耗为0.0125W，其中遥控接收器为0.01W，电阻R28为0.0025W。

所述待机/开机信号还可以通过定时方式输入，如图5所示，此时，机顶盒还包括实时时钟芯片，如，RTC DS1339，用于时间管理和定时中断，所述实时时钟芯片的I2C接口与所述主芯片的I2C接口连接，所述主芯片通过I2C总线设置所述实时时钟芯片内部的闹钟和当前时间或读取所述时钟芯片的当前时间，如所述主芯片通过I2C总线设置所述实时时钟芯片内部的闹钟为下午5:30，当到达下午5:30时，所述实时时钟芯片会产生一个中断信号，即产生一个待机/开机信号，由中断输出接口输出；所述实时时钟芯片的中断输出接口，如SQW/INT口，与所述控制电路的输入端连接，如MCU PIC12F508的GP2口，当有中断信号产生时，即待机/开机信号产生，所述控制电路接收端会接收到，实现了定时待机/开机功能。

当所述实时时钟芯片采用RTC DS1339时，RTC DS1339的工作电压范围为2.97V到5.5V，RTC DS1339上还连接有备用电池，所述备用电池采用双电层电容BT1，可以反复充放电，使用寿命比电池长很多。当RTC DS1339的工作店家为4.5V时，双电层电容BT1的充电电压得到提高，RTC DS1339的电源接入端VCC通过串联的二极管VD404和VD405连接所述控制电路的电源接入端，通过VD404和VD405将供电电压降压到4.5V。

值得说明的是，所述实时时钟芯片上采用双电层电容BT1作为备用电池不仅限于RTC DS1339。

双电层电容BT1的作用是在机顶盒没有电源的情况下给实时时钟芯片，如DS1339，提供电源。BT1的容值为0.33法拉，法拉电容每充电一次可保证机顶盒在两周没有任何供电的情况下保持实时时钟的正常运转。为了保证法拉电容BT1的寿命，采用点滴式充电，一次完整的充电过程会持续26分钟，如果机顶盒掉电的时间较短，再次上电的充电时间也会很短。平均充电时间＝26分钟/掉电天数。

在采用RTC DS1339为定时始终芯片时，其SQW/INT口上连接有上拉电阻R870，所述定时方式输入的电路的待机功耗为：0.00226W，其中RTC DS1339的功耗为0.00026W，电阻R870的功耗为0.002W。

值得说明的是，所述定时时钟芯片可根据需要进行选择，不仅限于RTCDS1339。

所述待机/开机信号还可以通过主芯片控制方式输入，所述主芯片的通用输出接口连接所述控制电路的输入端，如，GP3口，该输入端上接有上拉电阻R876。所述主芯片通过一线协议与所述控制电路通信，发送待机/开机信号给所述控制电路，在待机状态时，主芯片控制方式的电路待机功耗为0.0025W，是上拉电阻R876的功耗。

如图6所示，所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端；所述控制电路的输出端连接到所述开关电路的控制端。

在本实施例中，所述开关电路包括三极管VT407和场效应管N20，所述三极管VT407的发射极接地，基极作为所述开关电路的控制端，与所述控制电路的输出端，如MCU PIC12F508的GP5口，集电极通过串联的两颗电阻R871和R872与所述供电端，如12V的直流电源供电端XP601，连接；所述串联的两颗电阻R871和R872之间引出导线与所述场效应管N20的栅极G连接，所述场效应管N20的漏极D作为所述开关电路的输出端与所述主芯片的电源接入端连接，源极S作为所述开关电路的输入端，与所述供电端，如12V的直流电源供电端XP601，连接。在本实施例中，该开关电路几乎没有待机功耗。

在具体实施时，所述控制电路接收待机/开机信号，将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号，当该机顶盒处于开机状态，将所述待机/开机信号转换为低电平；当该机顶盒处于待机状态，将所述待机/开机信号转换为高电平。

所述开关电路的状态控制信号用于控制开关电路：通过电阻R869来控制NPN三极管VT407的关闭与导通：当状态控制信号为高电平时，三极管VT407导通，两颗分压电阻R871和R872分压，N20的漏极D获得了12V/11＝1.099V的电压，N20导通，供电端与主芯片电源接入端导通，机顶盒开机。反之，当状态控制信号为低电平时，三极管VT407不导通，分压电阻R872端对地为高阻状态，N20的漏极D获得了12V的电压，N20不导通，供电端与主芯片电源接入端断开，机顶盒待机。

为了避免使用多个不同电压的供电端给该机顶盒供电，所述供电端与所述控制电路的电源接入端之间接入变压电路，如12V的的直流电源供电端XP601通过变压电路，转化为控制电路MCU PIC12F508电源接入端需要的5V电压，如图7所示。在本实施例中，通过R874和R873分压，VT408的基极获得5.7V的电压，VT408的结电压为0.7V，所以其发射极获得5V的电压。所述变压电路能提供的电流最大为200mA，R874和R873消耗的功率为0.011W

在本实施例中提供的低功耗待机的机顶盒的待机功耗仅为：0.091W。

本发明实施例提供的低功耗待机的机顶盒，通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，替代了现有技术中STB待机状态下主芯片处于休眠模式，解决了现有技术中，通过主芯片进入休眠模式实现STB待机，待机功耗较大的问题。本发明实施例提供的技术方案由于通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，STB内除所述开关电路外，其他电路无功耗，实现了待机状态的低功耗。

如图8所示，本发明实施例提供的机顶盒的待机控制方法，该机顶盒包括主芯片、供电端和开关电路，所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端，所述控制方法包括：

步骤301，接收待机/开机信号；所述待机/开机信号由常开按键、遥控器、实时时钟芯片或主芯片提供，其具体实施方式参见上述实施例。

步骤302，将所述待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号；

在本实施例中，所述将所述待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号，包括：步骤3021当该机顶盒处于开机状态，将所述待机/开机信号转换为低电平；步骤3022当该机顶盒处于待机状态，将所述待机./开机信号转换为高电平，其具体实施方式参见上述实施例。

步骤303，发送所述状态控制信号给所述开关电路，控制所述控制电路切换为闭合状态或者断开状态，其具体实施方式参见上述实施例。

本发明实施例提供的机顶盒的待机控制方法，通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，替代了现有技术中STB待机状态下主芯片处于休眠模式，解决了现有技术中，通过主芯片进入休眠模式实现STB待机，待机功耗较大的问题。本发明实施例提供的技术方案由于通过控制电路控制开关电路的切换为闭合状态或者断开状态，使得STB待机状态下主芯片处于掉电状态，STB内除所述开关电路外，其他电路无功耗，实现了待机状态的低功耗。

本发明实施例提供的技术方案可以应用在机顶盒中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低功耗待机的机顶盒，包括主芯片和供电端，其特征在于，还包括开关电路和控制电路；所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端；所述控制电路的输出端连接到所述开关电路的控制端，所述控制电路接收待机/开机信号，并将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号发送到所述开关电路的控制端；所述状态控制信号控制所述开关电路切换为闭合状态或者断开状态。

2.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述待机/开机信号通过遥控方式、按键方式、定时方式或主芯片控制方式输入。

3.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述通过按键输入方式输入待机/开机信号为：

该机顶盒还包括串联的上拉电阻和常开按键，所述串联的上拉电阻和常开按键的中间引出导线与所述控制电路的输入端连接，所述上拉电阻的另一端与所述控制电路的电源接入端连接，所述常开按键的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述通过定时方式输入待机/开机信号为：

该机顶盒还包括实时时钟芯片，所述实时时钟芯片的I2C接口与所述主芯片的I2C接口连接，所述主芯片通过I2C总线设置所述实时时钟芯片内部的闹钟和当前时间或读取所述时钟芯片的当前时间；所述实时时钟芯片的中断输出接口与所述控制电路的输入端连接。

5.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述通过主芯片控制方式输入待机/开机信号为：

所述主芯片的通用输出接口连接所述控制电路的输入端，所述主芯片通过一线协议与所述控制电路通信。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机顶盒，其特征在于，所述将待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号为：

当该机顶盒处于开机状态，将所述待机/开机信号转换为低电平；

当该机顶盒处于待机状态，将所述待机/开机信号转换为高电平。

7.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述开关电路包括三极管和场效应管，所述三极管的发射极接地，基极作为所述开关电路的控制端，集电极通过串联的两颗电阻与所述供电端连接；所述串联的两颗电阻之间引出导线与所述场效应管的栅极连接，所述场效应管的漏极作为所述开关电路的输出端，所述场效应管的源极作为所述开关电路的输入端。

8.一种机顶盒的待机控制方法，其特征在于，该机顶盒包括主芯片、供电端和开关电路，所述开关电路的输入端连接到所述供电端，所述开关电路的输出端连接到所述主芯片的电源接入端，所述控制方法包括：

接收待机/开机信号；

将所述待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号；

发送所述状态控制信号给所述开关电路，控制所述控制电路切换为闭合状态或者断开状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述待机/开机信号由常开按键、遥控器、实时时钟芯片或主芯片提供。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将所述待机/开机信号转换为所述开关电路的状态控制信号，包括：

当该机顶盒处于开机状态，将所述待机/开机信号转换为低电平；

当该机顶盒处于待机状态，将所述待机./开机信号转换为高电平。

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