CN103777736B - 省电装置及其省电方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种省电装置及其省电方法，其中该省电装置包含有一信号输出电路、一比较电路及一微处理器；其中该比较电路连接有至少一参考信号及该信号输出电路，以接收该至少一待比较信号后参考信号进行比较，以产生一比较信号，再将比较信号输出至该微处理器，该微处理器会依据该比较电路输出的比较信号决定是否被唤醒以执行对应功能；因此，本发明是以比较电路取代微处理器以固件长时间进行扫描、轮询功能，而能缩短有效信号的判断时间，并可减少电力消耗，而且因为本发明微处理器不必逐一对多个待比较信号进行比对，可减少因时间累积误差，造成判断有效信号错误。

Description

省电装置及其省电方法

技术领域

本发明是一种省电装置，特别涉及一种可应用在触控装置上的高效率省电装置及方法。

背景技术

以公知触控板驱动电路来说，如图4A所示，该触控板驱动电路60主要包含有一发送电路61、一接收电路62及一微处理器63，其中该微处理器63连接于该发送电路61及该模拟数字转换电路62，用来控制该发送电路61对触控板50的多驱动线51发出驱动信号，再由该模拟数字转换电路62接收该触控板50’感应线52的模拟感应信号后，由该模拟数字转换电路62将模拟感应信号转换为数字感应信号后，再全部输出至该微处理器63，由微处理器63内建的固件及预设值Vr1～Vr4进行比对，用以判断是否执行对应触控功能，如输出坐标、手势指令等等。

诚如上述，与触控驱动电路60需要周期性地扫描或轮询及判断待接收信号大小的类似电路，一旦使用者长时间未使用，则持续扫描及判断将会造成电力浪费；因此，所述类似电路均会设计休眠模式及工作模式。以触控板的驱动电路60来说，当驱动电路60在工作模式下检测触控板50’上已达一预设时间内无物件出现或轮询无结果者，则该驱动电路60会进入休眠模式，以达到省电效果。请配合参阅图5所示，由于该驱动电路60一般以微处理器63作为主要控制元件，但微处理器63至少基本组成有中央处理器(CPU)631、计时器(TIMER)632、中断指令单元(IRC)633、只读存储器(ROM)634、静态随机存储器(SRAM)635及看门狗计时器(WDT)636，在公知触控板驱动电路的休眠模式下该计时器632仍会在排程中持续计数且定时唤醒该微处理器63，因此当该驱动电路60由休眠模式被唤醒进入工作模式时，如图4B所示，该微处理器63即依序进行设定(IRC、ROM、SRAM、WDT)、运算及判断，直到进入休眠模式；因此如图3A、3B所示，即是该驱动电路60在工作模式及休眠模式的总电量消耗示意图；由此图可知，在进入工作模式S61后，是进行第一阶段程序，该微处理器63被唤醒后能够给该发送电路61及模拟数字转换电路62进行扫描程序S62、S63，其第一阶段程序的电力消耗为L1；接着，进行第二阶段程序，此时该模拟数字转换电路62将该模拟数字转换电路62的信号转换成数字感应信号，同时该微处理器63也依序进行IRC、ROM、SRAM、TIMER、WDT的设定，接着该微处理器63接收该模拟数字转换电路62的数字感应信号，并通过固件对该数字感应信号进行坐标运算并判断物件有无等S64，其中第二阶段程序的电力消耗(硬件及固件电力消耗)为L2；最后，该微处理器63依据上述步骤得到的物件或坐标信息后，判断执行其对应功能S65，完成后再次进入休眠模式S66，其中第三阶段程序的电力消耗(固件电力消耗)为L3。在工作模式下，该模拟数字转换电路62会持续转换数字感应信号至该微处理器63，由微处理器63的固件对数字感应信号执行比对及运算，以计算出有效的坐标；因此，第二阶段程序的电力消耗L2自然较第一、三阶段程序的电力消耗来得高，而且在目前驱动电路架构下为必须执行的程序。而且，微处理器63对于多个数字感应信号R1～R4逐一且依序的与预设值Vr1～Vr4比对，也会造成时间累积误差，令触控板50反应其上物件的坐标位置的灵敏度及正确性均受到影响。

综上所述，现行采用如上述驱动电路架构进行扫描或轮询以检测特定情况后执行对应功能的程序，在工作模式下仍消耗过多电力，以及因时间累积造成运算误差均有必要进一步改善。

发明内容

有鉴于上述技术缺陷，本发明主要目的是提供一种省电装置及其省电方法，以提供更佳的省电功效。

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该省电装置包含有：

一信号输出电路，输出至少一待比较信号；

一比较电路，连接有至少一参考信号及该信号输出电路，以接收该至少一待比较信号，该比较电路对该待比较信号及参考信号进行比较并产生一比较信号；及

一微处理器，连接至该比较电路，依据该比较电路输出的比较信号决定是否唤醒该微处理器来执行对应功能。

上述省电装置主要将原本微处理器以固件长时间进行运算及判断的程序由外部的比较电路取代，由于比较电路为硬件电路，因此可在一接收到待比较信号后快速与参考信号比较，而且只有在待比较信号大于该参考信号时，才将比较信号传送至该微处理器，以唤醒微处理器来执行对应功能；如此，即能减少微处理器长时间进行所消耗的电力，而达到省电的功效。

优选的，该信号输出电路连接一计时电路，该计时电路控制该信号输出电路周期地输出该至少一待比较模拟信号。

优选的，进一步包含有一模拟数字转换电路，连接于该比较电路的输出端及微处理器之间，以将比较信号转换为数字信号后输出至该微处理器。

另外，本发明另一省电装置包含有：

一触控板，包含有驱动线及感应线；

一发送电路，连接至该触控板的驱动线；

一比较电路，连接至该触控板的多感应线，以接收模拟感应信号，该比较电路另连接有多触控临界信号，并于接收多模拟感应信号后对该模拟感应信号及触控临界信号进行比较，并产生一比较信号；

一模拟数字转换电路，连接至该比较电路的输出端，并将比较信号转换为数字感应信号后输出；及

一微处理器，连接至该模拟数字转换电路，该微处理器接收该模拟数字转换电路输出的数字感应信号，并依据该数字感应信号执行对应功能。

由于上述省电装置的发送电路是发送驱动信号，因此该比较电路会自该触控板的感应线上持续接收感应信号，又因该比较电路连接有多触控临界信号，因此只有在感应信号大于触控临界信号，该比较电路才会将比较信号输出至该模拟数字转换电路，并由该模拟数字转换电路转换为数字感应信号后再输出至该微处理器；因此，对于现有触控电路长时间以微处理器固件比对多个数字感应信号来说，可节省相当多的消耗电力；而且，由于本发明是以硬件电路实现该比较电路，因此也能避免时间误差对于物件坐标运算灵敏性及正确性的影响。

优选的，该发送电路连接有一计时电路，该计时电路控制该发送电路周期地发送驱动信号至该发送电路。

另外，欲达上述目的所使用的主要技术手段是令本发明的省电方法包含有：

通过一比较电路接收该电子装置的一信号输出电路输出的至少一待比较模拟信号；

该比较电路持续将所接收至少一待比较模拟信号与至少一参考信号进行比较，并产生一比较信号；及

依该比较信号决定是否唤醒一微处理器进行后续运算并执行对应功能。

本发明省电方法是对于持续输出待比较模拟信号的应用中提供一比较电路，令该比较电路在接收到待比较模拟信号后快速与其连接的参考信号比较，而且只有在待比较模拟信号大于该参考信号时，才将比较模拟信号传送至该微处理器，以唤醒微处理器来执行对应功能；如此，即能减少微处理器长时间进行所消耗的电力，而达到省电的功效。

优选的，先将该比较信号转换为数字信号后再输出至该微处理器。

优选的，其中该比较信号至少包含该待比较信号中的数值信息。

附图说明

图1为本发明省电装置的一电路方块图。

图2A为本发明省电装置一较佳实施例的电路方块图。

图2B为图2A执行物件检测及坐标输出的流程图。

图3A为一触控板上物件出现时序图。

图3B为现有触控板的驱动电路配合图3A的电力消耗示意图。

图3C为本发明配合图3A的电力消耗示意图。

图4A为现有驱动电路的电路方块图。

图4B为图4A执行物件检测及坐标输出的流程图。

图5为微处理器的功能方块图。

主要元件符号说明

10、10’比较电路 11比较器

20模拟数字转换电路 30微处理器

40发送电路 401计时电路

50信号输出电路 50’触控板

51驱动线 52感应线

53物件 60驱动电路

61发送电路 62模拟数字转换电路

63微处理器 631中央处理器

632计时器 633中断指令单元

634只读存储器 635静态随机存储器

636看门狗计时器

具体实施方式

本发明针对采用微处理器进行周期扫描、轮询检测特定物件或情况有无，作为微处理器执行相应功能依据的电路提供一省电装置，首先请参阅图1所示，其至少包含有一信号输出电路50、一比较电路10及一微处理器30，其中该信号输出电路50可选自一触控电路、键盘扫描电路或主机板连接器的轮询电路等能够周期地输出至少一待比较信号的电路。该比较电路10连接该信号输出电路50及至少一参考信号Vr1～Vr4，当该待比较信号大于其对应参考信号Vr1～Vr4时，该比较电路10输出一比较信号，其中该比较信号至少包含有该待比较信号中的数值信息(例如:感应量等)。该微处理器30连接该比较电路10，并于接收该比较信号后被唤醒，并进行坐标运算且以固件执行该比较信号及输出坐标对应的功能；另外，该微处理器30是通过一模拟数字转换电路20连接至该比较电路10，由该模拟数字转换电路20先将比较信号转换为数字信号后输出至该微处理器30；其中该微处理器30至少包含有中央处理器(CPU)、计时器(TIMER)、中断指令单元(IRC)、只读存储器(ROM)、静态随机存储器(SRAM)及看门狗计时器(WDT)。

本发明的省电装置主要通过该比较电路10来对该待比较信号及参考信号进行比较，并依照比较结果决定是否唤醒该微处理器30进行后续的运算及执行动作。本发明的省电装置并不需要通过该微处理器30进行信号的比较，因此在不需要执行坐标运算或指令执行的前提下，该微处理器30可维持在休眠模式而不用被唤醒。除此之外，本发明省电装置的微处理器30在休眠模式下是关闭该计时器，相较公知触控板驱动电路仍需开启该计时器来得更为省电。由此可知，本发明若应用在长时间执行轮询动作的电子装置上，可大幅减少其耗电量，达到节能的目的。

请配合参阅图2A所示，其为本发明应用于触控装置上并构成一省电装置的实施形态，该省电装置包含有：

一触控板50’，包含有驱动线51及感应线52；

一发送电路40，连接至该触控板50’的驱动线51，以周期发送驱动信号TX1～TX4；在本实施例中，该发送电路40连接有一计时电路401，该计时电路401提供该发送电路40一周期信号，令该发送电路40周期地输出至该触控板50’；

一比较电路10’，包含多比较器11，以分别连接至该触控板50’的多感应线52，以周期性接收多感应信号，并连接有多触控临界信号Vr1～Vr4(参考信号)，并在接收多感应信号后，比对感应信号R1～R4大于其对应触控临界信号Vr1～Vr4时，该比较电路10’输出一比较信号；

一模拟数字转换电路20，连接至该比较电路10’的输出端，并在接收该比较电路10’的比较信号后即被唤醒，并将比较信号转换为数字感应信号后输出；及

一微处理器30，连接至该模拟数字转换电路20，并在接收该模拟数字转换电路20输出数字感应信号后即被唤醒，并依据数字感应信号执行对应功能。

请配合参阅图2B，当该省电装置进入工作模式后进行第一阶段程序，该发送电路40及该比较电路10’即启动，由该发送电路40输出驱动信号至该触控板50’，再由该比较电路10’的各比较器11接收触控板50’各感应线52的模拟感应信号，若触控板50’上没有物件，则比较器11所接收到的模拟感应信号低于其所连接的触控临界信号Vr1～Vr4，而不会输出比较信号，因此该模拟数字转换电路20并不会被启动，而该微处理器30也持续维持在休眠状态。如图3A及3C所示，该省电装置虽在工作模式下，但触控板50’上并无物件，因此主要电力消耗元件为发送电路40及比较电路10’，相比于公知触控板驱动电路的耗电量，虽然本发明在第一阶段程序的电力消耗L1’略高于图3B的第一阶段电力消耗L1，但若无物件53碰触该触控板50’的前提下，因为本发明无须唤醒该微处理器30，因此并无第二及第三阶段程序的电力消耗L2、L3，使得本发明能够大幅节省整体耗能。

请参阅图2B及3C所示，当触控板50’在工作模式S10下且有物件53碰触该触控板50'时，对应物件53位置的感应线52的模拟感应信号即会升高S11，此时该比较电路10’对应该感应线52的比较器11会因为其接收的模拟感应信号高于其所连接的触控临界信号Vr1～Vr4，而输出比较信号S12(以上为第一阶段程序)。接着，进行第二阶段程序，其中该模拟数字转换电路20及微处理器30即被启动而被唤醒工作，该模拟数字转换电路20将该比较信号转换为数字感应信号S13后输出至该微处理器30，此时该微处理器30自休眠状态中被唤醒，会依序对中央处理器、计时器、中断指令单元、只读存储器、静态随机存储器及看门狗计时器等元件进行设定S14，接着该微处理器30的中央处理器会通过固件存取该只读存储器所接收的数字感应信号并进行运算，以求得所对应物件的位置及坐标信息S15，第二阶段程序的整体电力消耗略为提升至第二阶段电力消耗L2’；最后，进行第三阶段程序，其中该微处理器30依据前述第二阶段程序运算得到的物件位置或坐标信息等信息判断对应的触控功能，并执行该触控功能S16，再返回休眠模式S17，其中第三阶段程序的电力消耗为L3’。

再请同时比对图3B，本发明省电装置在工作模式下虽然判断物件坐标并执行该物件坐标对应功能(如输出坐标、输出手势指令等等)，但在此时本发明微处理器30并不需要唤醒中央处理器及只读存储器来对多个数字感应信号R1～R4逐一进行比对运算，因此本发明省电装置在第二阶段程序的电力消耗L2’仍较公知触控板驱动电路的第二阶段程序的电力消耗L2来得低。而且，本发明的微处理器30仅在接收到数字感应信号才会被唤醒且进行设定、运算及执行对应触控功能，不会因为对多个数字感应信号逐一进行比对及判断而有时间累积误差，造成坐标运算的错误。

本发明省电装置除了图2A所示可应用于触控板作为驱动电路外，例如键盘扫描电路、主机板连接器的轮询电路等等，均可于该些应用的待比较信号输出端直接设置一比较电路，先以硬件电路快速且预先过滤是否有按键已被按下、连接器是否已插上等等特定状况的产生；若有，再将对应的比较信号通过模拟数字转换电路传送至该微处理器，该微处理器只要负责转换该数字信号进行运算，判断该数字信号对应的功能，再加以执行即可。

综上所述，本发明省电装置主要将原本微处理器以固件进行运算及判断的程序由外部的比较电路取代的，由于比较电路为硬件电路，因此可在一接收到待比较信号后快速与参考信号比较，而且只有在待比较信号大于该参考信号时，即确定对应执行功能的情况已产生，此时才通过模拟数字转换电路传送至该微处理器，由微处理器执行对应功能；因此，以应用在触控板的驱动电路来说，在工作模式下，接收电路及微处理器的电力消耗时间及量均能有效减缩，而达到更进一步电力节省的目的。而且，由于本发明是以硬件电路实现该比较电路，因此也能免除时间误差影响的运算正确性，提高整体扫描或轮询速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆均属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种省电装置，包含有：

一信号输出电路，输出至少一待比较模拟信号；

一比较电路，连接有至少一参考信号及该信号输出电路，以接收该至少一待比较模拟信号，该比较电路对该待比较模拟信号及参考信号进行比较并产生一比较信号；及

一微处理器，连接至该比较电路，依据该比较电路输出的比较信号决定是否唤醒该微处理器来执行对应功能。

2.如权利要求1所述的省电装置，其特征在于，该信号输出电路连接一计时电路，该计时电路控制该信号输出电路周期地输出该至少一待比较模拟信号。

3.如权利要求1或2所述的省电装置，其特征在于，进一步包含有一模拟数字转换电路，连接于该比较电路的输出端及微处理器之间，以将比较信号转换为数字信号后输出至该微处理器。

4.一种省电装置，包含有：

一触控板，包含有多驱动线及感应线；

一发送电路，连接至该触控板的驱动线；

一比较电路，连接至该触控板的多感应线，以接收模拟感应信号，该比较电路另连接有多触控临界信号，并在接收多模拟感应信号后对该模拟感应信号及触控临界信号进行比较，并产生一比较信号；

一模拟数字转换电路，连接至该比较电路的输出端，并将比较信号转换为数字感应信号后输出；及

一微处理器，连接至该模拟数字转换电路，该微处理器接收该模拟数字转换电路输出的数字感应信号，并依据该数字感应信号执行对应功能。

5.如权利要求4所述的省电装置，其特征在于，该发送电路连接有一计时电路，该计时电路控制该发送电路周期地发送驱动信号至该发送电路。

6.一种电子装置的省电方法，包含有：

通过一比较电路接收该电子装置的一信号输出电路输出的至少一待比较模拟信号；

该比较电路持续将所接收至少一待比较模拟信号与至少一参考信号进行比较，并产生一比较信号；及

依该比较信号决定是否唤醒一微处理器进行后续运算并执行对应功能。

7.如权利要求6所述的省电方法，其特征在于，其先将该比较信号转换为数字信号后再输出至该微处理器。

8.如权利要求6所述的省电方法，其特征在于，其中该比较信号至少包含该待比较模拟信号中的数值信息。