TW588237B - Power control system for a PDA with a microprocessor - Google Patents

Description

588237 — 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 人數位助理之電力系統的 去控制個人數位助理之電 本發明係相關於·一種控制個 方法，尤指將一種使用微處理器 力系統的方法。 先前技術 在現 為大眾生 子產品， 子電路、 資訊產品 能隨身攜 理（PDA， 於攜帶且 程管理、 系統，例 具有輕薄 記錄一些 使用者（ 便。在電 電子產品 能量，讓 代化的社會中，應用潔淨、低污染的電能，已成 活中運用最普遍的能量來源之一。許多消費性電 皆以電能來提供運作時所需的能量。尤其是在電 半導體技術蓬勃發展的現代資訊社會，許多電子 的體積、重量皆已經大幅縮小、減輕，讓使用者 帶’隨時隨地享受便利的資訊生活。個人數位助 Personal Digital Assistant)即是一種非常易 已普遍使用的電腦系統，它可提供使用者諸如行 >料輸入及儲存等功能，相較於其他常見的電腦 如：桌上型電腦或是筆記型電腦，個人數位助理 短小且易於攜帶的特性，使用.者隨時可利用它來 資料’而這特性對於須機動性地處理電腦資料的 如銷售員、生產線管理者）而言，實在是非常方 力的供應上，個人數位助理與其他許多可攜式 相同’都以電池中儲存的電能來提供運作^ ^的 使用者能擺脫電源供應線的束缚及限制。然$的

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電池j存的電量會隨電子產品的運作而逐漸消耗，終至無 法正常供應電能的程度；要使電子產品捧續維持正常運 作、，勢必要有一定的電池電量管理機制，讓使用者能掌握 電池電量的消耗情形。而在個人數位助理的使用上，使用 者彳良容易忽略電池電量所剩之多募，若使用者能在電池電 力消耗殆盡前便能由電池電量管理系統得知電池電量即將 耗盡，並假設個人數位助理具有完善的防止電量快速流失 的機制’如此一來，使用者就有充裕的時間採取適當的對 應措施、（像是及早儲存資料，更換新的電池，或立刻外接 電壓源補充電力），避免個人數位助理在電力耗盡後無法 正常運作而流失資料，甚至因過度放電而永久的傷害到電 池本身。因此’有效且完善的電力管理機制，也成為現代 工業界致力研發的重點之一。 在習知技術中，已 到省電的功效。舉例而 Shiel 1等人已提出在微 期性的定時偵測法，以 的干擾，讓微處理器回 #5, 951，68 9中，Evoy等 路架構。在US Patent 型電腦中’用一微處理 系統’但其技術特徵主 源時部分系統開關切換 有許多相關之電力管理的專利以達 言，在 US Patent #6, 1 38, 232中， 處理器本身的電力操作上，採用週 偵測因任一按鍵輸入之訊號所造成 到全運作模式。而在US Patent 人也已較詳細的描述微處理器的電 #5，581，772中，以1111〇等人在筆記 器配合中央處理器控制電腦之電力 要在於當電腦系統插入一外加電壓 上的管理。以上三個習知技術之專

(3)588237 五、發明說明 利都只討 理器用來 在現 數位助理 的時候， 助理的電 鍵’顯示 中，如果 時間之久 技術在個 控制，頂 去控制個 了消耗大 量就遠大 的整個系 危險。所 理器本身 還必須完 力控制系 器，同時 量較小之 統電量較 論微處理器對本身的電力控 作整個系統甚至中央處理器 今的個人數位助理的電 的耗電置減到最少，通 去切斷或降低該電子元 力控制系統通常會去偵 面板及其他的系統元件 沒有偵測到有任何使用 ’主要的系統電源就會 人數位助理中電力管理 多用微處理器作辅助， 人數位助理的電力控制 篁系統資源外，因為中 於微處理器，以至於以 統的耗電量仍然很巨大 以解決上述問題的癥結 之電力管理可用習知技 全利用此微處理器去管 統，再者，此微處理器 對系統電量顯示或去彈 工作進行監控，以整體 小的情況下，仍能進行 制方式，並未將微處 的電力控制。 1控制中’為了要將個人 韦利用當系統是閒置狀態 件的電壓供給。個人數位 ，個人數位助理的輸入按 是否處於被啟動的狀態 中的狀態長達一個預定的 被暫時關閉。然而，習知 通常利用中央處理器去做 而忽略完全使用微處理器 之可行性，如此一來，除 央處理器本身所消耗的電 中央處理器去做電力控制 ’因此可能帶來過放電的 在於，不只是系統中微處 術中所描述之技術達成， 理整個個人數位助理的電 最好可以為一多工微處理 跳干擾（debounce )等耗電 降低系統之耗電，並在系 這些較不耗電的功能。 588237 五、發明說明（4) 以上所述的先前技術方法或多或少都存在一些電力管 理的問題，然而在先前技術中，並無任何技術完全使用微 處理器去管理整個個人數位助理的電力控制系統，因此造 成沒有必要的電力消耗。 發明内容： _ 因此本發明之主要目的在於提供一種完全使用微處理 器控制個人數位助理（PDA)之電力系統的方法，以解決上 述習知技術的問題。 口 根據本發明之申請專利範圍，係揭露一種使用微處理 器控制個人數位助理（PDA)之電力系統的方法，該個人數 位助理包含有一中央處理器，用來處理程式及資料，以及 一微處理器，電連於該電力系統及該中央處理器，用來控 制該電ί系統之操作。該方法包含有下列步驟：（a)使用該 微處理器將該個人數位助理從該停機模式切換到該啟始模 式’其中在該停機模式時，該中央處理器及該微處理器係 處於關閉（of f)狀態，在該啟始模式下，該中央處理器係 處=關閉狀態，而該微處理器係處於開啟（on )狀態；（b )於 進行=驟（a )後，使用該微處理器將該個人數位助理由該 啟始模^切換至該運作模式，其中在該運作模式下，該中 央處理器及該微處理器係處於開啟狀態；以及（c )於進行步 驟（b )後’使用該微處理器將該個人數位助理於該運作模

588237 五、發明說明（5) 式及該待機模式之間作切換，其中在該待機模式下，該中 央處理器係處於閒置狀態（i d i e )，而該微處理器係處於睡 眠（sleep)狀態，該中央處理器處於閒置狀態時之操作電 流係小於該中央處理器於開啟狀態下的操作電流，且該微 處理器處於睡眠狀態時之操作電流係小於該微處理器於開 啟狀態下的操作電流。 本發明之申請專利範圍之優點為使用微處理器去管理 ^人數位助理的電力控制系統，完全不使用中央處理器去 二理：2 Ϊ位助理的電力控制系統，可大幅省卻電力的消 個人數位助理因過度放電而永久的傷害到電池 個人ί Hi Γί:利ϊξ之優點為使用微處理器去控制 示系統之電力系Ά;體面板，以較少的電力消耗去顯 個人ί π i π ί ΐ!圍之優點為使用微處理器去控制 跳干擾所造成系統資產生之彈跳干擾，以降低彈 本發明之申請專利 控制個人數位助理之電 式，以及一待機模式中 範圍之優點在於利用一微處理器去 力系統在一啟始模式，一運作模 切換，用來大幅降低電力的消耗。

588237 五、發明說明（6) 本發明之申請專利範圍之優點在於當電池的電量小於 一關鍵電壓時’若中央處理器處在開啟狀態，微處理器會 切換中央處理器至閒置狀態；若中央處理器已處在閒置狀 態’則微處^器會防止中央處理器切換至開啟狀態，防止 因中央處理器耗電過快而發生過度放電的情況，以避免因 過度放電而永久的傷害到電池本身。 實施方式

呑月务閲圖一’圖一為本發明個人數位助理丨〇之功能方 塊圖’個人數位助理1 〇係完全使用微處理器去控制其電力 系統。個人數位助理1 0包含一中央處理器1 4，一微處理器 12’ 一發光一極體面板（led panel)30，複數個輸入按鍵 16’以及一電力系統20。電力系統20負責提供個人數位助 理1 0運作所需的電力，而發光二極體面板3 〇及複數個輸入 按鍵1 6是裝置在個人數位助理丨〇的外殼上，分別用來顯示 個人數位助理1 〇之電力系統2 〇的狀態以及用來提供使用者 鍵入輸入訊號至個人數位助理丨〇，另外.，在個人數位助理 10之内部電路中，中央處理器14電連至複數個輸入按鍵 16用來處理使用者輸入之輸入訊號，而微處理器1 2則電 ，於個人數位助理1 〇之電力系統2 〇、中央處理器丨4以及發 光二極體面板30，用來控制個人數位助理丨〇之電力系統並 將電力系統2 0的狀態顯示於發光二極體面板3 〇上。

第11頁 588237 五、發明說明（7) •個人數位助理1 0之電力系統2 0包含有一電源總開關 (slide switch)22，一電力按紐（p0wer ]3utt〇n)21，一電 池24，一電量計（gas gauge)26，以及一充電模組28。使 用者"T利用觸動電源總開關2 2來使個人數位助理1 〇從一停 機模式切換到一啟始模式，而利用觸動電力按紐2 1則可使 =人數位助理1 〇在一啟始模式，一運作模式，以及一待機 模，中切換；上述之停機模式、啟始模式、運作模式，以 及待機模式皆為描述個人數位助理1 0各個 態，完全由微處理器12來進行監控和切換來 提供個人數位助理10運作所需的電力；一充電模組28電連 於電池24，用來接收一外部電壓源（未顯示）供應的電力以 對電，24充電並可同時偵測所連接之該外部電壓源的供應 電壓疋否適當；而電量計26(gas gauge)亦電連於電池24， 可用來檢測電池24的容量· »月參^圖一’圖二為描述本發明之個人數位助理1 〇在 各：：：ΐ式下之狀態流程圖。圖二中相關各元件的名稱 和功:b與f 一所描述的完全相同。如圖二所示，在剛開 始U : 理10處於停機模式，此時，中央處理器14 i: 閉（。⑴狀態，沒有消耗任何操作 理1〇處在啟始模式ΐϊ式t換到啟始模*，而個人數位助 Λ T時’中央處理器1 4仍處於關閉狀態，

588237 五、發明說明（8) -- 但微處理器12已切換至開啟（on)狀態，也就是說此 理器12可以一穩定的電壓值運作其所有的功能，同時持J 消耗一穩定的電流’然而因為微處理器1 2的耗電較」 般而言，在全運作時微處理器1 2之操作電流大約只在數個 毫安培（m A )，因此個人數位助理1 〇處在啟始模式下只會消 耗微量的電力。若使用者欲使用個人數位助理1 〇所有的功 能時，即可觸動電力按鈕2 1，使微處理器1 2將個人數位助 理1 0由啟始模式切換至運作模式。此時，中央處理器Η及 微處理器1 2都處於開啟狀態，也就是說，中央處理^ i 4及 微處理器1 2可都各自以一穩定的電壓值去運作其所有的功 能，一般而言，在全運作時中央處理器丨4之操作電流大約 接近一百毫安培甚至會到數百毫安培，遠高於微處^器'12 在王運作時之彳呆作電流’為個人數位助理1 〇最主要的電量 消耗來源。如圖二所示，個人數位助理丨〇在運作模式下， 若電力按鈕21再次被使用者觸動，微處理器12會將個人數 位助理1 0由運作模式切換至待機模式，而在待機模式下， 中央處理器14處於間置狀態（idle),而微處理器12處於睡 眠（sleep)狀態，當中央處理器14處於閒置狀態時，中央 ，理器1 4之操作電流（約為數個毫安培）遠小於當中央處理 器1 4處在開啟狀態下的操作電流，使得在閒置狀態下之中 ^處理器1 4所消耗的電量遠小於在開啟狀態下之中央處理 裔1 4所消耗的電量。而當微處理器丨2處於睡眠狀態時，微 ，理器12會在一週期為T的時鐘（ci〇ck)訊號下操作，也就 是說’微處理器1 2於每一週期τ中，有半個週期處於關閉

第13頁 588237 五、發明說明（9) 狀態’半個週期處於 擇週期T的值，讓丁小 則·微處理器12即能利 使用者是否有任何後 及個人數位助理1 〇， 眠狀態時，微處理器 A )，·遠小於當微處理 此一來，在待機模式 1 2及中央處理器1 4所 時間大幅的增長。 開啟狀態， 於一般使用 用開啟狀態 續的操作， 值得一提的 1 2之操作電 器1 2處在開 下之個人數 節省的電量 如此一來，只要適當地選 者觸動按紐所花的時間， T / 2的時間内準確的偵測 以便再次喚醒微處理器12 是’當微處理器12處於睡 流會降至數個微安培 啟狀態下的操作電流，如 位助理1 0能利用微處理器 來使個人數位助理的使用 ，繼續參閱圖二，當個人數位助理丨〇處在待機模式 時’若之後重複觸動電力按鈕2 1，則微處理器丨2會將個人 數位助理1 〇在運作模式與待機模式之間作切換，另外，個 ^數位助理10之複數個輸入按鍵16包含了複數個熱鍵（h〇t ey) 18 ’當個人數位助理1 〇在待機模式時，若使用者觸動 ， 熱鍵1 8時’微處理器1 2亦會將個人數位助理1 〇由待機 模式切換至運作模式。 、 個人數位助理10之微處理器12包含有一發光二極體控 制程式3 2，用來控制發光二極體面板3 〇，以較少的電力^ 耗去顯示電力系統2 0的狀態。請參閱圖三，圖三為根據不 =的電壓值去描述個人數位助理丨〇各個不同的操作模式之 流程圖。當電量計26檢測出電池24的電量小於一臨界二

588237 五、發明說明（ίο) (threshold)電壓時’微處理器12會將一補充送 光二極體面板30，於發光二極體面板3〇上°明^ 又 閃爍，以提醒使用者利用充電模組28外接外㈡以 電壓不適當時’微處理器12會將一錯誤： 體面板30,以提SI使用者拔除外部電壓源，= Γ2Τ.Τ電電量計26檢測出電池24的電量ΐ 於一關鍵（critlcai)電壓時，若中央處理器二 態，微處理器12會切換中央處理器14至閒置狀：在咅 個人數位助理10切換至待機模式；若中央處理^ g在 間置狀態，則微處理器12會防止中央處理器14ς換至^启t 狀態，防止過度放電的情況發生，以避免因過度放電而永 久的傷害到電池24本身。當電量計26檢測出電池24的電量 小於一截止（cut-off)電壓時，微處理器12會將個人數位 助理10由待機模式切換至啟始模式，將中央處理器14 關閉，只以微處理器1 2繼續監控個人數位助理丨〇之電力系 統2 0 ’同樣可保護系統避免過度放電的發生。 ’' 個人數位助理1〇之微處理器12包含有一去彈跳干擾 (debounce)控制程式34，用來去除觸動電力按鈕21所產 生的彈跳干擾，彈跳干擾控制程式34會於使用者觸動電力 按鈕2 1後一預定時間内忽略電力按鈕2丨產生之按鍵訊號來 消除電力按鈕2 1所產生的彈跳干擾。也就是說，由於本發 明使用微處理器1 2去控制個人數位助理1 〇中因觸動按鍵所

588237 五、發明說明（11) 產生之彈跳干擾，和用中央處理器14去控制因觸動按鍵所 產生之彈跳干擾相比，本發明可以降低彈跳干擾所造成系 統資源之消耗，再者，由前述得知，因為本發明完全使用 微處理器1 2去控制個人數位助理1 〇的電力系統2 〇，發光二 極體面板3 0，以及去彈跳干擾之功能，在系統處在低電量 時’微處理裔1 2仍能發揮功用’以很小的電力消耗去監 並顯示系統之電力系統2 0的狀態及執行去彈跳干擾之功 能。 相對於習知技術，本發明係提供一種使用微處理器去 管理個人數位助理的電力控制系統之方法，其電力系^之 控制元全和中央處理器無關。再者，本發明之方法利用一 微處理器去控制個人數位助理之電力系統在一啟始模式， 一運作模式，以及一待機模式中切換，並依據系統電池之 容量，作不同模式間的切換，以保護個人數位助理避免過 度放電造成的損壞。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 專利範圍所做之均等變化與修飾皆應屬·比發明專利之涵蓋 範圍。

第16頁 588237 圖式簡單說明 圖示之簡單說明： 圖一為本發明個人數位助理之功能方塊圖。 圖二為圖一個人數位助理在不同模式下之狀態流程 圖。 圖三為根據不同的系統電壓值去描述圖一個人數位助 理不同模式之流程圖。 圖示之符號說明： 10 個 人 數 位 助理 12 微 處 理 器 14 中 央 處 理 器 16 複 數 個 m 入 按 鍵 18 熱 鍵 20 電 力 系 統 21 電 力 按 紐 22 電 源 總 開 關 24 電 池 26 電 量 計 28 充 電 模 組 30 發 光 二 極 體 面 板 32 發 光 二 極 體控制程 式 34 去 彈 跳 干 擾 控 制程式

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Claims (1)

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   六、申請專利範圍 1 · 一種使用微處理器控制個人數位助理（PDA)之電力系 繞的方法，該個人數位助理包含有： ' 一中央處理器，用來處理程式及資料；以及 一微處理器，電連於該電力系統及該中央處理器，用 來控制談電力系統之操作； 該方法包含有下列步驟： (a )使用該微處理器將該個人數位助理從一停機模式 切換到一啟始換式’其中在該停機模式時，該中央處理琴 及該微處理器係處於關閉（〇 f f )狀態，在該啟始模式下， 該中央處理器係處於關閉狀態，而該微處理器係處於開啟 (on)狀態；

   (b )於進行步驟（a )後，使用該微處理器將該個人數位 助理由該啟始模式切換至一運作模式，其中在該運作模式 下，該中央處理器及該微處理器係處於開啟狀態；以及 (c )於進行步驟（b )後，使用該微處理器將該個人數位 助理於該運作模式及該待機模式之間作切換，其中在該待 機模^下，該中央處理器係處於閒置狀態（idle),而該微 處理器係處於睡眠（s 1 e e p)狀態，該中央處理器處於閒置 狀態時之操作電流係小於該中央處理器·於開啟狀態下的操 作電流，且該微處理器處於睡眠狀態時之操作電流係小於 該微處理器於開啟狀態下的操作電流。 、 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電力系統 包含有電源總開關（s 1 i d e s w i t c h)，用來使該個人數位

   第18頁 588237 六、申請專利範圍 助理從該停機模式切換到該啟始模式；以及一電力按紐 (power button)，用來使該個人數位助理在該啟始模式， 該運作模式，以及該待機模式中切換；而步驟（3)°係由> ’ 啟該電源總開關來執行，步驟（b)係由觸動該電力按鈕^ 執行；步驟（c )係由重覆觸動該電力按鈕來執行。 ΐί專利範圍第1項所述之方法，其中該個人數位 另匕3複數個熱鍵（hot key)，當該個人數位助理處 待機模式時，觸動任一熱鍵即會使該微處理器將該個 人數位助理切換至該運作模式。 _ ^ 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當該微處理 器處於睡眠狀態時，該微處理器於每一週期中，有半個週 期處於關閉狀態，半個週期處於開啟狀態。 5.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該個人數位 助理另包含一電池，用來提供該個人數位助理運作所需的 電力’以及一電量計（gas gauge)，用來檢測該電池的容 量。 6· 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該個人數位 助理另包含一發光二極體面板（LED panel)，電連於該微 處理器，用來顯示該電力系統的狀態，該方法另包含當該 電量計檢測出該電池的電量小於一臨界（threshold )電壓

   第19頁 588237 /、、申請專利範圍 時，使用該I 以於該發光二 器將一補充訊息送至該發光二極體面板 面板上產生明暗交替之閃燦。 •如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該微處理器 包含有： 了發光二極體控制程式，用來控制該發光二極體面 ’以顯示該電力系統的狀態；以及 —去彈跳干擾（debounce)控制程式，用來去除觸動該 電力按鈕產生的彈跳干擾。 Iί Ϊ請專利範圍第7項所述之方法，其中該去彈跳干 力^ ^程式會於觸動該電力按鈕後一預定時間内忽略該電 擾。·產生之按鍵訊號來消除該電力按鈕所產生的彈跳干 二理Ϊ ί ί ί利範圍第6項所述之方法，其中該個人數位 力以對二I二ί Ϊ模組，用來接收一外部電壓源供應的電 電中巧：所連接二.外部電壓源的U 應電壓不適當時，該微處理器會將 源。。Λ光一極體面板，以提醒使用者拔除該外部電壓％、 0.如申清專利範圍第5項所述之方法，其中當該電量計

   588237 六、 申請專利範圍 檢測出該電池的電量小於一關鍵（critical)電壓時，若該 中央處理器處在開啟狀態，該微處理器會切換該中央處理 器至間置狀態；若該中央處理器已處在閒置狀態，該微處 理器會防止該中央處理器切換至開啟狀態。 11 ·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中當該電量計 檢測出的電量小於一截止（cut-of f)電壓時，該微處痤器 會將該個人數位助理由該待機模式切換至該啟始模式。 1 2 · —種使用微處理器控制其電力系統之個人數位助理 (PDA)，該個人數位助理包含有： 一電力系統，該電力系統包含有： 一電源總開關（S 1 i de s w i t ch )，用來使該個人數位助 理從一停機模式切換到一啟始模式； 一電力按紐（p0wer button)，用來使該個人數位助理 在一啟始模式，一運作模式，以及一待機模式中切換； 一電池，用來提供該個人數位助理運作所需的電力； 一充電模組，用來接收一外部電壓源供應的電力以對 該電池充電並偵測所連接之該外部電壓.源的供應電壓是否 適當；以及 ~ 一電量計（gas gauge)，用來檢測電池的容量； 複數個輸入按鍵，用來提供使用者輸入訊號至該個人 數位助理； 一中央處理器，電連至該複數個輪入按鍵，用來處理

   588237 六、申請專利範圍 該輸入訊號； 一發光二極體面板（LED panel )，用來顯示該電力系 統的狀態；以及 一微處理器，電連於該電力系統，該中央處理器，以 及該發光二極體面板，用來控制該個人數位助理之該電力 系統； 其中當該電源總開關啟動後，該微處理器會將該個 人數位助理從該停機模式切換到該啟始模式。其中在該停 機模式時，該中央處理器及該微處理器係處於關閉（〇 f f ) 狀態，在該啟始模式下，該中央處理器係處於關閉狀態， 而該微處理器係處於開啟（on)狀態；當該電力按鈕被啟動 後，該微處理器會將該個人數位助理由該啟始模式切換 至該運作模式。其中在該運作模式下，該中央處理器及 該微處理器係處於開啟狀態；當該電力按鈕再次被啟動 後，該微處理器會將該個人數位助理由該運作模式切換 至該待機模式。其中在該待機模式下，該中央處理器係 處於閒置狀態（idle)，而該微處理器係處於睡眠（sleep) 狀態；當該電力按鈕之後每次被啟動時，該微處理器會將 該個人數位助理在該運作模式與該待機模式之間作切換， 當該中央處理器係處於閒置狀態時，該中央處理器之操作 電流遠小於當該中央處理器處在開啟狀態下的操作電流， 且該微處理器處於睡眠狀態時之操作電流係小於該微處理 器於開啟狀態下的操作電流。

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