CN1510566A - 使用微处理器控制个人数字助理的电力系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用微处理器控制个人数字助理(PDA)的电力系统的方法，该个人数字助理包含有一中央处理器，用来处理程序及数据，以及一微处理器，用来控制该电力系统的操作，该方法包含有下列步骤：(a)使用该微处理器将该个人数字助理从该停机模式切换到该启始模式；(b)于进行步骤(a)后，使用该微处理器将该个人数字助理由该启始模式切换至该运作模式；以及(c)于进行步骤(b)后，使用该微处理器将该个人数字助理于该运作模式及该待机模式之间作切换。

Description

使用微处理器控制个人数字助理的电力系统的方法

技术领域

本发明是关于一种控制个人数字助理的电力系统的方法，尤指将一种使用微处理器去控制个人数字助理的电力系统的方法。

背景技术

在现代化的社会中，应用洁净、低污染的电能，已成为大众生活中运用最普遍的能量来源之一。许多消费性电子产品，皆以电能来提供运作时所需的能量。尤其是在电子电路、半导体技术蓬勃发展的现代资讯社会，许多电子资讯产品的体积、重量皆已经大幅缩小、减轻，让使用者能随身携带，随时随地享受便利的资讯生活。个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)即是一种非常易于携带且已普遍使用的电脑系统，它可提供使用者诸如行程管理、数据输入及储存等功能，相较于其他常见的电脑系统，例如：桌上型电脑或是笔记型电脑，个人数字助理具有轻薄短小且易于携带的特性，使用者随时可利用它来记录一些数据，而这特性对于须机动性地处理电脑数据的使用者(如销售员、生产线管理者)而言，实在是非常方便。在电力的供应上，个人数字助理与其他许多可携式的电子产品相同，都以电池中储存的电能来提供运作所需的能量，让使用者能摆脱电源供应线的束缚及限制。然而，电池储存的电量会随电子产品的运作而逐渐消耗，终至无法正常供应电能的程度；要使电子产品持续维持正常运作，势必要有一定的电池电量管理机制，让使用者能掌握电池电量的消耗情形。而在个人数字助理的使用上，使用者很容易忽略电池电量所剩的多寡，若使用者能在电池电力消耗殆尽前便能由电池电量管理系统得知电池电量即将耗尽，并假设个人数字助理具有完善的防止电量快速流失的机制，如此一来，使用者就有充裕的时间采取适当的对应措施(像是及早储存数据，更换新的电池，或立刻外接电压源补充电力)，避免个人数字助理在电力耗尽后无法正常运作而流失数据，甚至因过度放电而永久的伤害到电池本身。因此，有效且完善的电力管理机制，也成为现代工业界致力研发的重点之一。

在已知技术中，已有许多相关的电力管理的专利以达到省电的功效。举例而言，在US Patent #6,138,232中，Shiell等人已提出在微处理器本身的电力操作上，采用周期性的定时检测法，以检测因任一按键输入的讯号所造成的干扰，让微处理器回到全运作模式。而在US Patent #5,951,689中，Evoy等人也已较详细的描述微处理器的电路架构。在US Patent #5,581,772中，Nanno等人在笔记型电脑中，用一微处理器配合中央处理器控制电脑的电力系统，但其技术特征主要在于当电脑系统插入一外加电压源时部分系统开关切换上的管理。以上三个已知技术的专利都只讨论微处理器对本身的电力控制方式，并未将微处理器用来作整个系统甚至中央处理器的电力控制。

在现今的个人数字助理的电力控制中，为了要将个人数字助理的耗电量减到最少，通常利用当系统是闲置状态的时候，去切断或降低该电子元件的电压供给。个人数字助理的电力控制系统通常会去检测个人数字助理的输入按键，显示面板及其他的系统元件是否处于被启动的状态中，如果没有检测到有任何使用中的状态长达一个预定的时间之久，主要的系统电源就会被暂时关闭。然而，已知技术在个人数字助理中电力管理通常利用中央处理器去做控制，顶多用微处理器作辅助，而忽略完全使用微处理器去控制个人数字助理的电力控制的可行性，如此一来，除了消耗大量系统资源外，因为中央处理器本身所消耗的电量就远大于微处理器，以至于以中央处理器去做电力控制的整个系统的耗电量仍然很巨大，因此可能带来过放电的危险。所以解决上述问题的症结在于，不只是系统中微处理器本身的电力管理可用已知技术中所描述的技术达成，还必须完全利用此微处理器去管理整个个人数字助理的电力控制系统，再者，此微处理器最好可以为一多工微处理器，同时对系统电量显示或去弹跳干扰(debounce)等耗电量较小的工作进行监控，以整体降低系统的耗电，并在系统电量较小的情况下，仍能进行这些较不耗电的功能。

以上所述的先前技术方法或多或少都存在一些电力管理的问题，然而在先前技术中，并无任何技术完全使用微处理器去管理整个个人数字助理的电力控制系统，因此造成没有必要的电力消耗。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种完全使用微处理器控制个人数字助理(PDA)的电力系统的方法，以解决上述已知技术的问题。

根据本发明的目的，提供一种使用微处理器控制个人数字助理(PDA)的电力系统的方法，该个人数字助理包含有一中央处理器，用来处理程序及数据，以及一微处理器，电连于该电力系统及该中央处理器，用来控制该电力系统的操作。该方法包含有下列步骤：(a)使用该微处理器将该个人数字助理从该停机模式切换到该启始模式，其中在该停机模式时，该中央处理器及该微处理器系处于关闭(off)状态，在该启始模式下，该中央处理器系处于关闭状态，而该微处理器系处于开启(on)状态；(b)在进行步骤(a)后，使用该微处理器将该个人数字助理由该启始模式切换至该运作模式，其中在该运作模式下，该中央处理器及该微处理器系处于开启状态；以及(c)于进行步骤(b)后，使用该微处理器将该个人数字助理于该运作模式及该待机模式之间作切换，其中在该待机模式下，该中央处理器系处于闲置状态(idle)，而该微处理器处于睡眠(sleep)状态，该中央处理器处于闲置状态时的操作电流小于该中央处理器于开启状态下的操作电流，且该微处理器处于睡眠状态时的操作电流小于该微处理器于开启状态下的操作电流。

本发明的优点为使用微处理器去管理个人数字助理的电力控制系统，完全不使用中央处理器去管理个人数字助理的电力控制系统，可大幅省却电力的消耗，并避免个人数字助理因过度放电而永久的伤害到电池本身。

本发明的优点为使用微处理器去控制个人数字助理的发光二极管面板，以较少的电力消耗去显示系统的电力系统的状态。

本发明的优点为使用微处理器去控制个人数字助理中因触动按键所产生的弹跳干扰，以降低弹跳干扰所造成系统资源的消耗。

本发明的优点在于利用一微处理器去控制个人数字助理的电力系统在一启始模式，一运作模式，以及一待机模式中切换，用来大幅降低电力的消耗。

本发明的优点在于当电池的电量小于一关键电压时，若中央处理器处在开启状态，微处理器会切换中央处理器至闲置状态；若中央处理器已处在闲置状态，则微处理器会防止中央处理器切换至开启状态，防止因中央处理器耗电过快而发生过度放电的情况，以避免因过度放电而永久的伤害到电池本身。

附图说明

图1为本发明个人数字助理的功能方块图。

图2为图1个人数字助理在不同模式下的状态流程图。

图3为根据不同的系统电压值去描述图1个人数字助理不同模式的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明个人数字助理10的功能方块图，个人数字助理10完全使用微处理器去控制其电力系统。个人数字助理10包含一中央处理器14，一微处理器12，一发光二极管面板(LED panel)30，多个输入按键16，以及一电力系统20。电力系统20负责提供个人数字助理10运作所需的电力，而发光二极管面板30及多个输入按键16是装置在个人数字助理10的外壳上，分别用来显示个人数字助理10的电力系统20的状态以及用来提供使用者键入输入讯号至个人数字助理10，另外，在个人数字助理10的内部电路中，中央处理器14电连至多个输入按键16，用来处理使用者输入的输入讯号，而微处理器12则电连于个人数字助理10的电力系统20、中央处理器14以及发光二极管面板30，用来控制个人数字助理10的电力系统并将电力系统20的状态显示于发光二极管面板30上。

个人数字助理10的电力系统20包含有一电源总开关(slide switch)22，一电力按钮(power button)21，一电池24，一电量计(gas gauge)26，以及一充电模组28。使用者可利用触动电源总开关22来使个人数字助理10从一停机模式切换到一启始模式，而利用触动电力按钮21则可使个人数字助理10在一启始模式，一运作模式，以及一待机模式中切换；上述的停机模式、启始模式、运作模式，以及待机模式皆为描述个人数字助理10各个不同的操作状态，完全由微处理器12来进行监控和切换。电池24是用来提供个人数字助理10运作所需的电力；一充电模组28电连于电池24，用来接收一外部电压源(未显示)供应的电力以对电池24充电并可同时检测所连接的该外部电压源的供应电压是否适当；而电量计26(gas gauge)亦电连于电池24，可用来检测电池24的容量；

请参阅图2，图2为描述本发明的个人数字助理10在各个不同模式下的状态流程图。图2中相关各元件的名称和功能与图1所描述的完全相同。如图2所示，在刚开始，个人数字助理10处于停机模式，此时，中央处理器14及微处理器12都处于关闭(off)状态，没有消耗任何操作电流。当使用者开启电源总开关22后，微处理器12会将个人数字助理10从停机模式切换到启始模式，而个人数字助理10处在启始模式下时，中央处理器14仍处于关闭状态，但微处理器12已切换至开启(on)状态，也就是说此时微处理器12可以一稳定的电压值运作其所有的功能，同时持续消耗一稳定的电流，然而因为微处理器12的耗电较小，一般而言，在全运作时微处理器12的操作电流大约只在数个毫安培(mA)，因此个人数字助理10处在启始模式下只会消耗微量的电力。若使用者欲使用个人数字助理10所有的功能时，即可触动电力按钮21，使微处理器12将个人数字助理10由启始模式切换至运作模式。此时，中央处理器14及微处理器12都处于开启状态，也就是说，中央处理器14及微处理器12可都各自以一稳定的电压值去运作其所有的功能，一般而言，在全运作时中央处理器14的操作电流大约接近一百毫安培甚至会到数百毫安培，远高于微处理器12在全运作时的操作电流，为个人数字助理10最主要的电量消耗来源。如图2所示，个人数字助理10在运作模式下，若电力按钮21再次被使用者触动，微处理器12会将个人数字助理10由运作模式切换至待机模式，而在待机模式下，中央处理器14处于闲置状态(idle)，而微处理器12处于睡眠(sleep)状态，当中央处理器14处于闲置状态时，中央处理器14的操作电流(约为数个毫安培)远小于当中央处理器14处在开启状态下的操作电流，使得在闲置状态下的中央处理器14所消耗的电量远小于在开启状态下的中央处理器14所消耗的电量。而当微处理器12处于睡眠状态时，微处理器12会在一周期为T的时钟(clock)讯号下操作，也就是说，微处理器12于每一周期T中，有半个周期处于关闭状态，半个周期处于开启状态，如此一来，只要适当地选择周期T的值，让T小于一般使用者触动按钮所花的时间，则微处理器12即能利用开启状态T/2的时间内准确的检测使用者是否有任何后续的操作，以便再次唤醒微处理器12及个人数字助理10，值得一提的是，当微处理器12处于睡眠状态时，微处理器12的操作电流会降至数个微安培(μA)，远小于当微处理器12处在开启状态下的操作电流，如此一来，在待机模式下的个人数字助理10能利用微处理器12及中央处理器14所节省的电量来使个人数字助理的使用时间大幅的增长。

请继续参阅图2，当个人数字助理10处在待机模式时，若之后重复触动电力按钮21，则微处理器12会将个人数字助理10在运作模式与待机模式之间作切换，另外，个人数字助理10的多个输入按键16包含了多个热键(hot key)18，当个人数字助理10在待机模式时，若使用者触动任一热键18时，微处理器12亦会将个人数字助理10由待机模式切换至运作模式。

个人数字助理10的微处理器12包含有一发光二极管控制程序32，用来控制发光二极管面板30，以较少的电力消耗去显示电力系统20的状态。请参阅图3，图3为根据不同的电压值去描述个人数字助理10各个不同的操作模式的流程图。当电量计26检测出电池24的电量小于一临界(threshold)电压时，微处理器12会将一补充讯息送至发光二极管面板30，于发光二极管面板30上产生明暗交替的闪烁，以提醒使用者利用充电模组28外接外部电压源进行充电，但若充电模组28检测出所连接的外部电压源的供应电压不适当时，微处理器12会将一错误讯息送至发光二极管面板30，以提醒使用者拔除外部电压源，以保护个人数字助理10的内部电路。当电量计26检测出电池24的电量小于一关键(critical)电压时，若中央处理器14处在开启状态，微处理器12会切换中央处理器14至闲置状态，意即将个人数字助理10切换至待机模式；若中央处理器14已处在闲置状态，则微处理器12会防止中央处理器14切换至开启状态，防止过度放电的情况发生，以避免因过度放电而永久的伤害到电池24本身。当电量计26检测出电池24的电量小于一截止(cut-off)电压时，微处理器12会将个人数字助理10由待机模式切换至启始模式，将中央处理器14完全关闭，只以微处理器12继续监控个人数字助理10的电力系统20，同样可保护系统避免过度放电的发生。

个人数字助理10的微处理器12包含有一去弹跳干扰(debounce)控制程序34，用来去除触动电力按钮21所产生的弹跳干扰，弹跳干扰控制程序34会于使用者触动电力按钮21后一预定时间内忽略电力按钮21产生的按键讯号来消除电力按钮21所产生的弹跳干扰。也就是说，由于本发明使用微处理器12去控制个人数字助理10中因触动按键所产生的弹跳干扰，和用中央处理器14去控制因触动按键所产生的弹跳干扰相比，本发明可以降低弹跳干扰所造成系统资源的消耗，再者，由前述得知，因为本发明完全使用微处理器12去控制个人数字助理10的电力系统20，发光二极管面板30，以及去弹跳干扰的功能，在系统处在低电量时，微处理器12仍能发挥功用，以很小的电力消耗去监控并显示系统之电力系统20的状态及执行去弹跳干扰的功能。

相对于已知技术，本发明提供一种使用微处理器去管理个人数字助理的电力控制系统的方法，其电力系统的控制完全和中央处理器无关。再者，本发明的方法利用一微处理器去控制个人数字助理的电力系统在一启始模式，一运作模式，以及一待机模式中切换，并依据系统电池的容量，作不同模式间的切换，以保护个人数字助理避免过度放电造成的损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰皆应属比发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种使用微处理器控制个人数字助理(PDA)的电力系统的方法，该个人数字助理包含有：

一中央处理器，用来处理程序及数据；以及

一微处理器，电连于该电力系统及该中央处理器，用来控制该电力系统的操作；

该方法包含有下列步骤：

(a)使用该微处理器将该个人数字助理从一停机模式切换到一启始模式，其中在该停机模式时，该中央处理器及该微处理器处于关闭状态，在该启始模式下，该中央处理器系处于关闭状态，而该微处理器处于开启状态；

(b)在进行步骤(a)后，使用该微处理器将该个人数字助理由该启始模式切换至一运作模式，其中在该运作模式下，该中央处理器及该微处理器系处于开启状态；以及

(c)在进行步骤(b)后，使用该微处理器将该个人数字助理于该运作模式及该待机模式之间作切换，其中在该待机模式下，该中央处理器系处于闲置状态，而该微处理器处于睡眠状态，该中央处理器处于闲置状态时的操作电流小于该中央处理器于开启状态下的操作电流，且该微处理器处于睡眠状态时的操作电流小于该微处理器于开启状态下的操作电流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该电力系统包含有一电源总开关，用来使该个人数字助理从该停机模式切换到该启始模式；以及一电力按钮，用来使该个人数字助理在该启始模式，该运作模式，以及该待机模式中切换；而步骤(a)系由开启该电源总开关来执行，步骤(b)由触动该电力按钮来执行；步骤(c)由重复触动该电力按钮来执行。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该个人数字助理另包含多个热键，当该个人数字助理处在该待机模式时，触动任一热键即会使该微处理器将该个人数字助理切换至该运作模式。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该微处理器处于睡眠状态时，该微处理器于每一周期中，有半个周期处于关闭状态，半个周期处于开启状态。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该个人数字助理另包含一电池，用来提供该个人数字助理运作所需的电力，以及一电量计，用来检测该电池的容量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该个人数字助理另包含一发光二极管面板，电连于该微处理器，用来显示该电力系统的状态，该方法另包含当该电量计检测出该电池的电量小于一临界电压时，使用该微处理器将一补充讯息送至该发光二极管面板以于该发光二极管面板上产生明暗交替闪烁。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该微处理器包含有：

一发光二极管控制程序，用来控制该发光二极管面板，以显示该电力系统的状态；以及

一去弹跳干扰控制程序，用来去除触动该电力按钮产生的弹跳干扰。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该去弹跳干扰控制程序会于触动该电力按钮后一预定时间内忽略该电力按钮产生的按键讯号来消除该电力按钮所产生的弹跳干扰。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该个人数字助理另包含一充电模组，用来接收一外部电压源供应的电力以对该电池充电，并检测所连接的该外部电压源的供应电压是否适当，其中当该充电模组检测出所连接的该外部电压源的供应电压不适当时，该微处理器会将一错误讯息送至该发光二极管面板，以提醒使用者拔除该外部电压源。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当该电量计检测出该电池的电量小于一关键电压时，若该中央处理器处在开启状态，该微处理器会切换该中央处理器至闲置状态；若该中央处理器已处在闲置状态，该微处理器会防止该中央处理器切换至开启状态。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当该电量计检测出的电量小于一截止电压时，该微处理器会将该个人数字助理由该待机模式切换至该启始模式。

12.一种使用微处理器控制其电力系统的个人数字助理(PDA)，该个人数字助理包含有：

一电力系统，该电力系统包含有：

一电源总开关，用来使该个人数字助理从一停机模式切换到一启始模式；

一电力按钮，用来使该个人数字助理在一启始模式，一运作模式，以及一待机模式中切换；

一电池，用来提供该个人数字助理运作所需的电力；

一充电模组，用来接收一外部电压源供应的电力以对该电池充电并检测所连接的该外部电压源的供应电压是否适当；以及

一电量计，用来检测电池的容量；

多个输入按键，用来提供使用者输入讯号至该个人数字助理；

一中央处理器，电连至该多个输入按键，用来处理该输入讯号；

一发光二极管面板，用来显示该电力系统的状态；以及

一微处理器，电连于该电力系统，该中央处理器，以及该发光二极管面板，用来控制该个人数字助理的该电力系统；

其中当该电源总开关启动后，该微处理器会将该个人数字助理从该停机模式切换到该启始模式。其中在该停机模式时，该中央处理器及该微处理器系处于关闭状态，在该启始模式下，该中央处理器于关闭状态，而该微处理器处于开启状态；当该电力按钮被启动后，该微处理器会将该个人数字助理由该启始模式切换至该运作模式。其中在该运作模式下，该中央处理器及该微处理器处于开启状态；当该电力按钮再次被启动后，该微处理器会将该个人数字助理由该运作模式切换至该待机模式。其中在该待机模式下，该中央处理器处于闲置状态，而该微处理器处于睡眠状态；当该电力按钮之后每次被启动时，该微处理器会将该个人数字助理在该运作模式与该待机模式之间作切换，当该中央处理器系处于闲置状态时，该中央处理器的操作电流远小于当该中央处理器处在开启状态下的操作电流，且该微处理器处于睡眠状态时的操作电流系小于该微处理器于开启状态下的操作电流。

13.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该个人数字助理在该待机模式时，触动该多个输入按键中任一个热键，亦可使该微处理器将该个人数字助理由该待机模式切换至该运作模式。

14.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，该微处理器另包含有：

一发光二极管控制程序，用来控制该发光二极管面板，以显示该电力系统的状态；以及

一去弹跳干扰控制程序，用来去除触动该电力按钮产生的弹跳干扰。

15.如权利要求12所述的微处理器，其特征在于，该去弹跳干扰控制程序会于触动该电力按钮后一预定时间内忽略该电力按钮产生的按键讯号来消除该电力按钮所产生的弹跳干扰。

16.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该微处理器处于睡眠状态时，该微处理器于每一周期中，有半个周期处于关闭状态，半个周期处于开启状态。

17.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该电量计检测出的电量小于一临界电压时，该微处理器会将一补充讯息送至该发光二极管面板，并在该发光二极管面板上产生明暗交替的闪烁，以提醒使用者补充电力。

18.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该电量计检测出的电量小于一关键电压时，若该中央处理器处在开启状态，该微处理器会切换该中央处理器至闲置状态；若该中央处理器已处在闲置状态，该微处理器会防止使用者使用该热键或该电力按钮将该中央处理器切换至开启状态。

19.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该电量计检测出的电量小于一截止电压时，该微处理器会将该个人数字助理由该待机模式切换至该启始模式。

20.如权利要求12所述的个人数字助理，其特征在于，当该充电模组检测出所连接的该外部电压源的供应电压不适当时，该微处理器会将一错误讯息送至该发光二极管面板，以提醒使用者拔除该外部电压源。

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