專利名稱：開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，特別是關(guān)于一種電子設(shè)備電源操控單元的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，可避免因頻繁操作電源開關(guān)使電子設(shè)備的電路損壞或產(chǎn)生誤動作或發(fā)生當(dāng)機(jī)的事情發(fā)生。
背景技術(shù)：
一般電子設(shè)備的按鍵多為觸控式按鍵(button)，此類觸控式按鍵操作時會產(chǎn)生一觸發(fā)信號(on)，觸發(fā)該電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的時序作業(yè)，如何有效地消除觸控式按鍵的按鍵抖動則是業(yè)內(nèi)人士長期探討的課題。
所謂按鍵抖動(bounce)主要包括機(jī)械抖動以及人為操作抖動。機(jī)械抖動是由于觸控式按鍵的機(jī)械構(gòu)造引起的，具體而言，在按下按鍵瞬間，會產(chǎn)生“開-關(guān)-開-關(guān)”現(xiàn)象，這些瞬間“開”又瞬間“關(guān)”連續(xù)地觸發(fā)該電子設(shè)備，容易使得該電子設(shè)備中的電路損壞或是使該電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作。人為操作抖動是指使用者在短時間內(nèi)頻繁地按放觸控式按鍵，這種短時間內(nèi)頻繁產(chǎn)生觸發(fā)信號也可能會導(dǎo)致上述因機(jī)械抖動所造成的電路損壞或誤動作的情事。
以筆記本型計算機(jī)(Notebook)的電源開關(guān)(power button)為例，現(xiàn)有的消除按鍵抖動(debounce)的方式是采用RC濾波配合主板上的嵌入式控制器(Embed Controller，EC)軟件。請參閱圖1A及圖1B，電源開關(guān)SW1的按鍵脈沖信號PWIN經(jīng)由一RC濾波電路(電阻元件R2，電容元件C2)后傳送至一嵌入式控制器11，該嵌入式控制器11內(nèi)儲存的電源開關(guān)抖動消除程序，對該按鍵脈沖信號PWIN消除抖動后再觸發(fā)系統(tǒng)芯片12，啟動系統(tǒng)上電時序并執(zhí)行相應(yīng)地開關(guān)機(jī)作業(yè)。
然而，由于嵌入式控制器11通常是16位微控制器(Micro ControlUnit，MCU)，因受其脈沖信號的限制，電源開關(guān)抖動消除程序僅能消除十幾至幾十毫秒(ms)內(nèi)的按鍵抖動現(xiàn)象，也就是最多只能消除按鍵的機(jī)械抖動；由于人為按放電源開關(guān)的間隔時間多為幾百ms以上，故這種RC濾波配合EC軟件消除按鍵抖動的方式并不適用于消除人為操作抖動。因此，短時間內(nèi)連續(xù)按電源開關(guān)會連續(xù)地觸發(fā)系統(tǒng)的上電時序而引起上電時序錯誤，進(jìn)而導(dǎo)致電路損壞或誤動作的事情，嚴(yán)重時甚會導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)機(jī)。
再者，該電源開關(guān)抖動消除程序是預(yù)先儲存于該嵌入式控制器11內(nèi)，因此消除按鍵抖動的時間范圍是固定不可變換的，對于不同型號的筆記本型計算機(jī)及不同的觸控式按鍵，按鍵抖動的時間范圍可能不同，由此需要軟件設(shè)計人員依據(jù)實際情況編寫程序，這會增加軟件設(shè)計的復(fù)雜程度。
為此，如何提供一種開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，能夠避免現(xiàn)有電子設(shè)備例如筆記本型計算機(jī)的電源開關(guān)受連續(xù)觸控使電子設(shè)備當(dāng)機(jī)的缺失，且無需額外配合軟件進(jìn)行控制，成為目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提供一種應(yīng)用在一電子設(shè)備中的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，當(dāng)電子設(shè)備中的電源操控單元在一定時間內(nèi)連續(xù)操控時，避免使該電子設(shè)備的電路損壞或產(chǎn)生誤動作或發(fā)生當(dāng)機(jī)的事情。
本發(fā)明的另一目的在于提供一無需額外的軟件且可適用于不同類型電子設(shè)備的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置。
為達(dá)上述主要以及其它目的，本發(fā)明提供一種開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，應(yīng)用在電子設(shè)備中，其中，該電子設(shè)備具有開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備電源的操控單元，且該操控單元在使用者開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備的電源時，輸出開/關(guān)機(jī)信號；該開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置包括設(shè)定單元，供設(shè)定預(yù)設(shè)時間值；以及處理單元，與該操控單元以及該設(shè)定單元電性連接，且在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，輸出觸發(fā)信號，開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備的電源，使該電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)機(jī)作業(yè)，反之，在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)非初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，則不再輸出該觸發(fā)信號。其中，該操控單元是電源開關(guān)(power button)，該開/關(guān)機(jī)信號是低準(zhǔn)位脈沖信號。
在本發(fā)明中該處理單元是信號處理器，且該信號處理器是型號為74LS123的可再觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器，該觸發(fā)信號是低準(zhǔn)位脈沖信號。再者，該設(shè)定單元是由電阻元件及電容元件組成的設(shè)定電路，該預(yù)設(shè)時間值是通過該電阻元件的電阻值及該電容元件的電容值予以設(shè)定，也就是該預(yù)設(shè)時間值是該電阻元件及電容元件的充放電時間值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置是通過設(shè)定單元及處理單元間的相互運作，將電子設(shè)備的電源開關(guān)在一預(yù)定時間內(nèi)連續(xù)受到使用者操控時產(chǎn)生的開關(guān)機(jī)信號(該開關(guān)機(jī)信號是多脈沖信號)進(jìn)行處理，產(chǎn)生單脈沖信號輸出來觸發(fā)該電子設(shè)備，進(jìn)行正常的開關(guān)機(jī)作業(yè)。
本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置實施時的硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，可通過變換電阻元件及電容元件的充放電時間值，以適用于不同類型的電子設(shè)備，可避免使該電子設(shè)備的電路損壞或產(chǎn)生誤動作或發(fā)生當(dāng)機(jī)的事情，同時，不需額外的軟件，也簡化了電子設(shè)備的軟件設(shè)計。


圖1A是現(xiàn)有消除按鍵抖動的示意圖；圖1B是該圖1A中電源開關(guān)輸入電路的電路圖；圖2A是本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置的基本架構(gòu)示意圖；圖2B是本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置的一具體電路結(jié)構(gòu)圖；以及圖3是圖2B所示的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置中開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)及單脈沖信號的時間-振幅關(guān)系示意圖。
具體實施例方式
實施例請參閱圖2A，它是本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2的基本架構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2是應(yīng)用在一電子設(shè)備(未標(biāo)出)中，例如筆記本型計算機(jī)(NB)，個人計算機(jī)(PC)、服務(wù)器(Server)等，且該電子設(shè)備具有操控單元20，供使用者開啟或關(guān)閉該電子設(shè)備的電源，當(dāng)使用者通過該操控單元20開啟或關(guān)閉該電子設(shè)備的電源時，會輸出開/機(jī)信號。在本實施例中，該操控單元20是電源開關(guān)(powerbutton)，當(dāng)該電源開關(guān)受到觸控(也就是使用者按下該電源開關(guān)以開啟或關(guān)閉該電子設(shè)備的電源)時，即產(chǎn)生一開/關(guān)機(jī)信號(PWIN；該開/關(guān)機(jī)信號是一低準(zhǔn)位脈沖信號)，并予以輸出。
如圖2A所示，本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2包括設(shè)定單元210及處理單元211。以下即對設(shè)定單元210及處理單元211進(jìn)行說明。
設(shè)定單元210是供使用者設(shè)定一預(yù)設(shè)時間值(T)，其中，該設(shè)定單元210是由電阻元件以及電容元件組成的設(shè)定電路，且該預(yù)設(shè)時間值(T)是可通過該電阻元件的電阻值以及該電容元件的電容值予以設(shè)定，也就是使用者可通過變更該電阻元件以及該電容元件的充放電時間值來設(shè)定該預(yù)設(shè)時間值(T)，使該預(yù)設(shè)時間值(T)可依實際需求進(jìn)行彈性地變更。
處理單元211則與操控單元20以及設(shè)定單元210電性連接，在同一該預(yù)設(shè)時間值(T)內(nèi)初次接收到操控單元20輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，輸出一觸發(fā)信號，開啟或關(guān)閉該電子設(shè)備的電源，電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)機(jī)作業(yè)，當(dāng)該處理單元211在同一該預(yù)設(shè)時間值(T)內(nèi)不是初次收到該操控單元20所輸出值開/關(guān)機(jī)信號時，則不再輸出任何觸發(fā)信號。具體而言，該處理單元211是在該預(yù)設(shè)時間值(T)內(nèi)初次接收到該電源開關(guān)輸出的開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)時，即對接收到的開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)進(jìn)行處理，產(chǎn)生一單脈沖信號(PWRBT；此單脈沖信號是一低準(zhǔn)位脈沖信號)并輸出，觸發(fā)該電子設(shè)備中系統(tǒng)芯片22啟動系統(tǒng)的上電時序，該電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)機(jī)作業(yè)。其中，該處理單元211是信號處理器(例如是型號為74LS123的可觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器)。需說明的是，在本實施例中該處理單元211(信號處理器)運行時所需的電源可由該電子設(shè)備或其它外加的電源供應(yīng)單元提供。
還請參閱圖2B及圖3，其中，圖2B是本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2的一具體電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2B所示的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2中開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)及單脈沖信號(PWRBT)的時間-振幅關(guān)系示意圖。以下配合圖2B及圖3詳細(xì)說明本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置2電路結(jié)構(gòu)中各組成元件的連接關(guān)系及工作原理。
如圖2B所示，當(dāng)電子設(shè)備的操控單元20受到使用者操控時，即產(chǎn)生開關(guān)機(jī)信號(PWIN)并輸出。如圖所示，該電子設(shè)備的操控單元20包括開關(guān)SW1及RC濾波電路(電阻元件R2及電容元件C2組成)。其中，開關(guān)SW1的一端連接一接地端G，電容元件C2一端接地G，電阻元件R2一端與一電源(PWR1)連接。當(dāng)使用者通過按下該電子設(shè)備的操控單元20開啟該電子設(shè)備的電源時，該操控單元20的開關(guān)SW1閉合，產(chǎn)生一低準(zhǔn)位脈沖信號的開關(guān)機(jī)信號PWIN并輸出至處理單元211。
處理單元211是一信號處理器212，圖中還包括一提供該信號處理器212工作時所需的電源(PWR2)，在本實施例中，該信號處理器212是一型號為DM74LS123的可再觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器。
如圖2B所示，該信號處理器212(DM74LS123)的輸入接腳A1是用于接收操控單元20所輸出的開關(guān)機(jī)信號(PWIN)；輸入接腳B1、CLR1及VCC是與電源(PWR2)連接；而其接腳/Q1是作為信號輸出接腳。
設(shè)定單元210中的電阻元件R1一端連接于該電源(PWR2)，另一端連接至該DM74LS123的接腳Rext/Cext1；該電容元件C1的一端連接于該DM74LS123的接腳Cext1，另一端與電阻元件R1及該信號處理器212(DM74LS123)的接腳Rext/Cext1連接。
此處需特別說明的是，現(xiàn)有技術(shù)的電子設(shè)備，當(dāng)使用者正常按下(即僅按一次)該電子設(shè)備的操控單元20時，該操控單元20即產(chǎn)生單一的低位準(zhǔn)脈沖(Pulse)信號輸出(也就是上述開/關(guān)機(jī)信號(PWIN))，使該電子設(shè)備進(jìn)行正常的開關(guān)機(jī)作業(yè)。當(dāng)使用者在一定時間內(nèi)連續(xù)按下該電子設(shè)備的操控單元20時，該操控單元20即連續(xù)產(chǎn)生多個低位準(zhǔn)脈沖信號，此多個連續(xù)的低脈沖信號極易導(dǎo)致該電子設(shè)備的電路損壞或產(chǎn)生誤動作或發(fā)生當(dāng)機(jī)的事情。以下結(jié)合圖3詳細(xì)說明當(dāng)操控單元20連續(xù)產(chǎn)生多個低位準(zhǔn)脈沖信號時，本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)的工作原理。
如圖3所示，當(dāng)使用者在預(yù)設(shè)時間(T)內(nèi)連續(xù)按壓電子設(shè)備的操控單元20時，該電子設(shè)備的操控單元20即產(chǎn)生如圖3所示的開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)(即上述多個連續(xù)的低準(zhǔn)位脈沖信號)，該開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)輸出至該信號處理器212(DM74LS123)的接腳A1，該按鍵脈沖信號(PWIN)的第一個下降沿信號即觸發(fā)該單脈沖觸發(fā)信號(PWRBT)產(chǎn)生一低準(zhǔn)位脈沖信號，且該低準(zhǔn)位脈沖信號的脈沖寬度即為該設(shè)定單元210的預(yù)設(shè)時間值(T)。在本實施例中，依據(jù)該設(shè)定單元210的電阻元件R1及該電容元件C1計算得到的預(yù)設(shè)時間值(T)若為1.9S，也就是信號處理器212在1.9S的時間內(nèi)，僅處理第一次所接收到的開/關(guān)機(jī)信號(PWIN)，觸發(fā)產(chǎn)生一低準(zhǔn)位脈沖信號(PWRBT)。因此，使用者若在1.9S的時間段內(nèi)連續(xù)按下操控單元20，該電子設(shè)備僅會啟動一次系統(tǒng)的上電時序，由于該預(yù)設(shè)時間值1.9S足以保證一次系統(tǒng)上電時序的完整運行，因而不會導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)機(jī)的現(xiàn)象。
該信號處理器212(DM74LS123)的功能如下所述在該輸入接腳B1及CLR1為高電平(接電源PWR2)時，若該輸入接腳A1產(chǎn)生一下降沿(高電位轉(zhuǎn)換至低電位)信號，則觸發(fā)該輸出接腳/Q1產(chǎn)生一低準(zhǔn)位脈沖信號，該低準(zhǔn)位脈沖信號的脈沖寬度是由該設(shè)定單元210的電阻元件R1及電容元件C1計算得到的，且在該設(shè)定單元210所設(shè)定的預(yù)設(shè)時間值內(nèi)，該輸入接腳A1的連續(xù)下降沿信號即不會再觸發(fā)該輸出接腳/Q1。換而言之，即使該開/關(guān)機(jī)信號PWIN在該預(yù)設(shè)時間值內(nèi)具有多個下降沿信號(操控單元20受機(jī)械抖動或使用者連續(xù)操控的狀況下)，則僅第一個下降沿信號會觸發(fā)產(chǎn)生一低準(zhǔn)位脈沖信號(PWRBT)。
綜上所述，本發(fā)明的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置僅借由處理單元(信號處理器，如型號為DM74LS123的可再觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器)以及設(shè)定單元(一電阻元件以及一電容元件)，達(dá)到消除按鍵抖動(電子設(shè)備中的操控單元受機(jī)械抖動或是使用者連續(xù)操控的狀況下所產(chǎn)生)的功效，且通過改變該設(shè)定單元中的電阻元件及電容元件的充放電時間值來設(shè)定一預(yù)設(shè)時間值，借此調(diào)整消除按鍵抖動的時間范圍，因此，本發(fā)明通過簡單的電路結(jié)構(gòu)既可消除一定時間內(nèi)的按鍵機(jī)械抖動，又可消除一定時間內(nèi)的人為操作按鍵抖動；同時，簡單的硬件電路可省略按鍵抖動消除程序的設(shè)計，也就是無需額外配合軟件控制，因此，本發(fā)明可簡化電子設(shè)備的軟件設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，應(yīng)用在電子設(shè)備中，其特征在于，該電子設(shè)備具有開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備電源的操控單元，且該操控單元在使用者開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備的電源時，即輸出開/關(guān)機(jī)信號，該開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置包括設(shè)定單元，供設(shè)定預(yù)設(shè)時間值；以及處理單元，與該操控單元以及該設(shè)定單元電性連接，且在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，輸出觸發(fā)信號，開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備的電源，使該電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)機(jī)作業(yè)，反之，在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)非初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，則不再輸出該觸發(fā)信號。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該電子設(shè)備是筆記本型計算機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該操控單元是電源開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該開/關(guān)機(jī)信號是低準(zhǔn)位脈沖信號。
5.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該設(shè)定單元是由電阻元件及電容元件組成的設(shè)定電路。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該預(yù)設(shè)時間值是通過該電阻元件的電阻值及該電容元件的電容值予以設(shè)定。
7.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該預(yù)設(shè)時間值是該電阻元件及電容元件的充放電時間值。
8.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該處理單元是信號處理器。
9.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該信號處理器是型號為74LS123的可再觸發(fā)雙/單穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器。
10.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該觸發(fā)信號是低準(zhǔn)位脈沖信號。
11.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該信號處理器所需的電源是由該電子設(shè)備提供。
12.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，其特征在于，該信號處理器所需的電源是由外加的電源供應(yīng)單元提供。
全文摘要
本發(fā)明公開一種開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置，該開關(guān)機(jī)保護(hù)裝置包括設(shè)定單元，供設(shè)定預(yù)設(shè)時間值；以及處理單元，與該操控單元以及該設(shè)定單元電性連接，且在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，輸出觸發(fā)信號，開啟/關(guān)閉該電子設(shè)備的電源，使該電子設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的開/關(guān)機(jī)作業(yè)，反之，在同一預(yù)設(shè)時間值內(nèi)非初次接收到該操控單元輸出的開/關(guān)機(jī)信號時，則不再輸出該觸發(fā)信號。本發(fā)明的硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，通過變換電阻元件及電容元件的充放電時間值，以適用于不同類型的電子設(shè)備，避免使該電子設(shè)備的電路損壞或產(chǎn)生誤動作或發(fā)生當(dāng)機(jī)的事情，同時，不需額外的軟件，也簡化了電子設(shè)備的軟件設(shè)計。
文檔編號H03K17/94GK101047376SQ20061006635
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者汪孫焰, 楊逸民 申請人:英業(yè)達(dá)股份有限公司