專利名稱：個(gè)人計(jì)算機(jī)的電池電量監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池電量監(jiān)視器領(lǐng)域，更具體地說涉及用于電池供電的便攜式計(jì)算機(jī)的電池電量監(jiān)視器。
與本發(fā)明同時(shí)提交的相關(guān)申請(qǐng)簡述如下(1)“電池供電計(jì)算機(jī)的電源管理系統(tǒng)”，F(xiàn)rancis，James Canova，Jr.等。
(2)“電池供電的計(jì)算機(jī)響應(yīng)環(huán)境傳感器輸入的運(yùn)行暫?！保琋eil Alan Katz等。
(3)“可泊接便攜式計(jì)算機(jī)的自動(dòng)設(shè)備配置”，F(xiàn)ancis James Canova Jr.等。
高性能的便攜式計(jì)算機(jī)通常都包含一主要電池，當(dāng)計(jì)算機(jī)不與交流電源插接時(shí)靠電池來驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)。電池類型的選擇依賴于其大小、重量及功率要求，最好是可再充電式的。雖然有許多種可供使用的電池供電的計(jì)算機(jī)，其大小各不相同，從臺(tái)式的到膝上式的、手提式的和袖珍式的，但是，本發(fā)明的設(shè)計(jì)主要用于高性能系統(tǒng)如目前在市場上買得到的膝上式計(jì)算機(jī)。通常絕大多數(shù)的這類計(jì)算機(jī)都有過份簡化了的電池電量監(jiān)視器。其中許多該類計(jì)算機(jī)僅提供低電池報(bào)警信號(hào)允許用戶在關(guān)機(jī)前將任何易失的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在軟盤上。
有關(guān)電池電量監(jiān)視器的有代表性的先有技術(shù)，包含有夏普(Sharp)公司制造的型號(hào)PC-G200筆記簿式計(jì)算機(jī)內(nèi)。PC-G200的電池監(jiān)視器包括三個(gè)可視指示器(功率、低電池和電量)和一個(gè)音頻指示器。當(dāng)電池放電90%時(shí)，電池電量指示器變成紅色，而音頻指示器則發(fā)出短周期性的“嗶嗶”聲。。其它電池容量或電量監(jiān)視器是眾所周知的，即要求用戶“調(diào)用”條型圖顯示在便攜式計(jì)算機(jī)液晶顯示器(LCD)上。該條型圖顯示電池內(nèi)剩余電量。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電池容量或電量監(jiān)視器，使便攜式計(jì)算機(jī)能利用處理器來監(jiān)視電池能量，從而允許計(jì)算機(jī)用戶觀察電池具體電量或能量狀態(tài)的可視指示。
本發(fā)明的另一目的是允許便攜式計(jì)算機(jī)用戶從監(jiān)視器上有效地獲得關(guān)于電池剩余壽命的合理的詳細(xì)信息。
簡而言之，根據(jù)本發(fā)明計(jì)算機(jī)有一監(jiān)視電池狀態(tài)和產(chǎn)生電信號(hào)的處理器用以產(chǎn)生對(duì)這些狀態(tài)的視覺和音頻指示。這樣的處理器同樣控制電池的充電。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和其他目的從下面結(jié)合附圖的描述中將會(huì)是明顯的，其中

圖1是實(shí)施本發(fā)明的電池供電計(jì)算機(jī)的方框圖;
圖2是圖1中所示圖符顯示的平面圖;
圖3是說明圖1中所示的電源分配系統(tǒng)的方框圖;
圖4是PMP軟件中斷處理程序操作流程圖;
圖5是A/M開關(guān)處理程序操作流程圖;
圖6是“等待事件”(“wait on event”)操作的流程圖;
圖7是恢復(fù)處理程序操作的流程圖;
圖8是從睡眠狀態(tài)恢復(fù)操作的流程圖;
圖9是暫停操作的流程圖;
圖10是Ni Cad(鎳鎘)電池在20℃預(yù)定放電圖表;
圖11是圖10的圖表及進(jìn)一步解釋性資料的曲線圖;
圖12A、12B和12C是鎳鎘電池在不同溫度下的放電曲線圖;
圖13是某一溫度下的一般放電圖表，示出相同額定值的電池在不同負(fù)荷下的多個(gè)電量區(qū)域;和
14頁是用以選擇預(yù)定放電表和照明或增輝面板137的算法圖表。
現(xiàn)在參照附圖和首先參照?qǐng)D1，計(jì)算機(jī)10可有選擇性的由電池11供電或由交流電源供電。計(jì)算機(jī)10包含一主處理器12，該處理器是一高性能的微處理器諸如803868X微處理器。處理器12在計(jì)算機(jī)10內(nèi)是一主要或首要處理器，在操作系統(tǒng)諸如IBM DOS或OS/2的控制下，執(zhí)行應(yīng)用程序。處理器12與系統(tǒng)總線14連接，而總線14再與輸入/輸出(I/O)設(shè)備諸如液晶顯示器(LCD)20、軟盤驅(qū)動(dòng)器(FDD)16、和硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)18相連接?？偩€14還連接動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)22、只讀存儲(chǔ)器(ROM)24、電池基座、和電容性金屬氧化物半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置(以后稱之為CMOS)26。在諸如膝上式計(jì)算機(jī)的便攜式計(jì)算機(jī)中所述的部件都是常規(guī)的、并且目前在市場上買得到。因?yàn)楸景l(fā)明涉及電池功率的測(cè)量或控制，所以僅僅那些理解本發(fā)明所必需的常規(guī)部件的結(jié)構(gòu)和操作將予以描述。
FDD 16有它自己的控制器，并且當(dāng)該驅(qū)動(dòng)器不被訪問時(shí)可關(guān)掉電源避免消耗。HDD18的電源由PMP30的電源管理功能所控制，并且允許用戶設(shè)定延遲時(shí)間長度，當(dāng)其在設(shè)定的延遲時(shí)間長度內(nèi)未被訪問時(shí)關(guān)掉供HDD使用的電源。一旦以后對(duì)該盤存取便恢復(fù)電源。LCD 20使用兩個(gè)電源輸入分別控制LCD顯示屏的消隱和控制顯示屏的背后光照，以便改善可見度。DRAM22是計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器它存儲(chǔ)由主處理器12執(zhí)行的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)程序。ROM 24存儲(chǔ)后面詳細(xì)描述的各種中斷程序。如下面詳細(xì)描述的CMOS26存儲(chǔ)用戶選擇和控制標(biāo)記的信息。
總線14還連接到電源控制寄存器(PCR)108和電源管理處理器(PMP)30。PMP30最好是日立(Hitachi)控制器芯片330/H8，該芯片有自己的RAM、ROM、16位中央處理器(CPU)、監(jiān)視計(jì)時(shí)器(WDT)、八個(gè)模擬輸入引線、和十六個(gè)數(shù)字I/O引線，所述I/O引線用以向PMP控制與監(jiān)視的裝置發(fā)送各種信號(hào)或接收來自這些裝置的各種信號(hào)。PMP30與鍵盤28相連接，并且除了實(shí)行電源管理功能外還監(jiān)視鍵盤的操作。當(dāng)一鍵被激活或被按壓時(shí)，PMP 30監(jiān)視觸片的彈動(dòng)并當(dāng)觸片閉合和開路時(shí)產(chǎn)生一鍵掃描碼，這種方式同先有技術(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)中利用專門用于監(jiān)視鍵盤功能的微處理器方式基本上是一樣的。PMP 30包含一監(jiān)視計(jì)時(shí)器(WDT)32，其用途在下面描述。PMP30以時(shí)間片循環(huán)方式掃描各線路，對(duì)那些要求PMP處理的進(jìn)行處理，而對(duì)無需處理的則迅速地跳過。PMP 30有四個(gè)內(nèi)部寄存器(未畫出)，為它與MP12所共享人便相互間通訊。
PMP30監(jiān)視或測(cè)試環(huán)境溫度(AT)和電池的特性，即電池電壓(V)，電流(I)和溫度(BT)，并且利用這一信息來控制電池充電及電源消耗和確定電池電量或能量狀態(tài)。所述測(cè)試是利用四個(gè)運(yùn)算放大器38-1至38-4來進(jìn)行的，四個(gè)運(yùn)算放大器分別與熱敏電阻46連接、與連接于電池11的電阻器40連接、與電阻器40并連、以及與安裝在電池11盒內(nèi)的熱敏電阻42連接。在運(yùn)行過程中，四個(gè)運(yùn)算放大器38-1至38-4輸出四個(gè)電信號(hào)，分別表示環(huán)境溫度和三個(gè)電池特性。運(yùn)算放大器組38中的每一個(gè)都與PMP 30的不同模擬輸入34連接。線路44連接在PMP30和運(yùn)算放大器38-3之間，以便允許將預(yù)定值的信號(hào)傳送給該放大器，并且進(jìn)而依此校準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果。PMP 30還與濕度傳感器48和比較器49相連接，當(dāng)計(jì)算機(jī)10內(nèi)環(huán)境濕度高于或低于預(yù)設(shè)值約93%時(shí)，比較器49會(huì)產(chǎn)生一數(shù)字輸入指示。當(dāng)濕度超過所述預(yù)設(shè)值時(shí)，如果計(jì)算機(jī)10處于關(guān)機(jī)狀態(tài)則阻止其啟動(dòng)，或者如果處于暫停狀態(tài)則阻止其重新運(yùn)行。更進(jìn)一步地關(guān)于監(jiān)視所述環(huán)境條件的詳細(xì)說明在前面提到的相關(guān)申請(qǐng)(2)中有所描述并且列入其權(quán)利要求之中。
當(dāng)計(jì)算機(jī)由交流電源供電時(shí)，電池11被充電。當(dāng)電池能量低于完全充電電平就會(huì)出現(xiàn)這種充電過程，并持續(xù)到電池完全充電為止。當(dāng)電池能級(jí)低于完全充電電平時(shí)，如由PMP30所確定或查明的，PMP30就會(huì)在線路51上發(fā)出一信號(hào)來開啟內(nèi)部充電器50。充電器控制電池充電的速率。當(dāng)電池已達(dá)到完全充電時(shí)，如由PMP30確定或查明的，PMP30就會(huì)在線路51上發(fā)出一關(guān)閉充電器50的信號(hào)。
最理想的是PMP30采取編程方式，當(dāng)下列條件之中任一個(gè)滿足時(shí)，在線路51上發(fā)出關(guān)閉充電器50的信號(hào)(Ⅰ)電池11變?yōu)橥耆潆姡?Ⅱ)充電器50已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行10小時(shí)，或(Ⅲ)自電池開始充電時(shí)起算，內(nèi)部電池溫度升高10℃，或(Ⅳ)電池溫度(BT)低于5℃或高于47℃，或(Ⅴ)環(huán)境空氣溫度(AT)低于5℃或高于45℃。內(nèi)部電池溫度(IBT)等于電池溫度減去環(huán)境空氣溫度。換言之，IBT＝BT-AT。
“或”門54用于在三個(gè)條件下復(fù)位PMP 30當(dāng)系統(tǒng)電壓變?yōu)椤罢！?“good”)如充電電池已安裝時(shí)，響應(yīng)恢復(fù)信號(hào)，和當(dāng)交流電源適配器已連接時(shí)。所述條件分別在線路58、60和62上作為“信號(hào)電壓正?！薄ⅰ盎謴?fù)”和“交流電源適配器連接”加以饋送。當(dāng)機(jī)蓋關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)暫停和絕大多數(shù)電源被切斷。由于PMP30被用來控制充電器，因此PMP 30需要它自己的電源，以便在機(jī)蓋關(guān)閉期間允許電池被重新充電。由此在交流電源適配器接通電源和計(jì)算機(jī)時(shí)復(fù)位PMP 30。線路62指示何時(shí)適配器被連接。
PMP 30控制一圖符顯示裝置52，該顯示裝置產(chǎn)生三個(gè)圖符130，136，134如圖2所示。圖符在面板129上形成，面板129裝在計(jì)算機(jī)外殼上引用戶注意的位置。在電池11正充電時(shí)則增輝充電圖符130。該圖符的形式是指向電池的箭頭。電池形狀的燃料圖符136包含三個(gè)面板137。當(dāng)電池11電量充足(Vfc)，三個(gè)面板全都增輝。隨著電源的消耗，面板137依次關(guān)閉用以表示2/3滿電量(中等電量Vmc)，1/3滿電量(低電量Vlc)。當(dāng)剩余電池能量過低(即少于低電量)時(shí)，使剩下的增輝面板閃爍一短時(shí)間(即一分鐘)，之后全部面板都關(guān)閉表示電池能量用完。替換方案是PMP 30可以如此編程，即當(dāng)剩余電池能量太低，所有三個(gè)面板和整個(gè)圖符136全都閃爍來表示電池能量用完。暫停圖符134有一關(guān)于這種功能的標(biāo)準(zhǔn)形狀和當(dāng)計(jì)算機(jī)10處于暫停方式時(shí)該圖符134被增輝。該圖符在恢復(fù)運(yùn)行期間閃爍和在恢復(fù)完成后計(jì)算機(jī)投入正常運(yùn)行時(shí)該圖符關(guān)閉。最好的顯示方案在圖14的表中已給出。
PMP30按照存儲(chǔ)在ROM 24中的指令和數(shù)據(jù)控制圖符130、134、136的增輝。為控制面板137，PMP 30相應(yīng)地對(duì)放大器38-2、3、4的輸出電信號(hào)取樣。這些信號(hào)含有關(guān)于電壓V、電流I和溫度BT等電池11特性的信息。根據(jù)電池溫度BT，PMP30從例如ROM24中存貯的一些放電圖表中選擇一具體的放電表。選擇放電表(即圖10中的表2)的最佳方案在圖14中給出。一旦正確的表選定后，PMP30利用電流信號(hào)I確定適當(dāng)?shù)呢?fù)載曲線，然后利用電壓信號(hào)V確定與適當(dāng)?shù)呢?fù)載曲線的交點(diǎn)。在該交點(diǎn)上，可確定電池的電量區(qū)域(見圖11)。圖11、12A-C和13的曲線由實(shí)驗(yàn)得出。
當(dāng)電池11放電后，PMP30在線72上輸出一低電池(LOW BATTERY)信號(hào)并在線118上提供報(bào)警信號(hào)。線72與“或”門76連接，該“或”門在輸入線74上也接收到機(jī)蓋關(guān)閉(LID CLOSE)信號(hào)?！芭c”門78接收“或”門76的輸出以及線80上的非泊接(NOT DOCKED)信號(hào)。計(jì)算機(jī)10也可以與泊接站(未示出)連接，該泊接站是一擴(kuò)展裝置以便使AT卡同系統(tǒng)連接，當(dāng)計(jì)算機(jī)10不與泊接站連接時(shí)響應(yīng)低電池信號(hào)由門78產(chǎn)生一非泊接(NOT DOCKED)信號(hào)。門78的輸出是一暫停信號(hào)，該信號(hào)由線82饋送給多路轉(zhuǎn)換器MUX 96并控制系統(tǒng)被暫停的時(shí)間。總之，當(dāng)系統(tǒng)非泊接和機(jī)蓋關(guān)閉和(或)電池放電完畢時(shí)。則系統(tǒng)被暫停。關(guān)于泊接站的更詳盡的說明包含在相關(guān)申請(qǐng)(3)中。
MUX96有多個(gè)輸入端，這些輸入端的任何有效輸入都由MUX監(jiān)視和輪詢。根據(jù)任一線路上檢測(cè)的有效輸入，MUX在輸出線98上產(chǎn)生一中斷請(qǐng)求信號(hào)“PMP中斷”及在線99上的編碼信號(hào)，該編碼信號(hào)表示或標(biāo)識(shí)具有有效輸入的具體輸入線。線98和99與控制器100連接。控制器100是一Western Digital(西部數(shù)字)公司的76 C10，它包含一用以控制LCD20的背后光照的計(jì)時(shí)器106。當(dāng)鍵盤或鼠標(biāo)活動(dòng)出現(xiàn)在顯示器20上時(shí)，計(jì)時(shí)器106被復(fù)位。計(jì)時(shí)器累加到一預(yù)設(shè)值，當(dāng)達(dá)到該預(yù)設(shè)值時(shí)，在保持背后光亮同時(shí)關(guān)掉顯示器?？刂破?00通過線102連接到處理器12，用以按照其結(jié)構(gòu)中斷該處理器和按照中斷的具體類型執(zhí)行電源管理中斷處理程序。當(dāng)電源在恢復(fù)操作之后接通時(shí)，控制器在線104上輸出一信號(hào)來復(fù)位電源控制寄存器。
線64連接在PMP30和MUX96之間，當(dāng)在PMP30內(nèi)執(zhí)行的軟件觸發(fā)一中斷時(shí)，接收到有效的PMP軟件中斷信號(hào)。在參照?qǐng)D4描述的監(jiān)視超時(shí)、溫度過高、和低電池條件下，上述情況就會(huì)發(fā)生。比較器70與MUX 96的輸入線66連接，并有一輸入線68用以接收表示系統(tǒng)電壓的信號(hào)。該輸入與比較器70中的預(yù)設(shè)內(nèi)部值相比較，當(dāng)輸入是正常的5伏電平時(shí)，產(chǎn)生一電壓正常(V.GOOD)信號(hào)從而觸發(fā)電源管理中斷。系統(tǒng)電壓是可調(diào)整的變換器142(圖3)輸出端的電壓。當(dāng)電池11換成已充電的電池時(shí)和當(dāng)交流電源被接通時(shí)，所述電壓正常(V.GOOD)信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)。
另一MUX的輸入線84與鎖存器86連接，該鎖存器從“或”門87的輸出端接收一輸入，而“或”門87有三個(gè)輸入端90、92和94分別接收天時(shí)警告信號(hào)TOD ALARM、機(jī)蓋打開(LID OPENED)信號(hào)和調(diào)制解調(diào)器振鈴(MODEM RING)信號(hào)。鎖存器86的輸出是一恢復(fù)(RESUME)信號(hào)，用以將計(jì)算機(jī)從暫停方式切換為活動(dòng)方式。當(dāng)機(jī)蓋打開、調(diào)制解調(diào)器(未示出)振鈴和一定的天時(shí)已到時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。所述最后兩個(gè)信號(hào)允許計(jì)算機(jī)被操作，即使機(jī)蓋是關(guān)閉的狀態(tài)，從而給予用戶接收調(diào)制解調(diào)信號(hào)的機(jī)會(huì)，例如那些與傳真機(jī)(FAX)聯(lián)機(jī)運(yùn)行的信號(hào)，或在一定天時(shí)完成一任務(wù)，即發(fā)出警告信號(hào)如鬧鐘響鈴。另一MUX輸入端與自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)A/M 83相連接，以便為開關(guān)位置變換時(shí)產(chǎn)生電源管理中斷。
在電池電源驅(qū)動(dòng)下，計(jì)算機(jī)10以活動(dòng)和暫停兩種不同方式操作。當(dāng)活動(dòng)時(shí)，處理器12以預(yù)選的速度運(yùn)行，該速度依賴于開關(guān)83的設(shè)置和用戶手動(dòng)速度的選擇。如下所述，應(yīng)用程序也可以通過關(guān)閉處理器12的Vcc輸入關(guān)掉處理器12的電源。處理器12與一時(shí)鐘速率控制110連接，該時(shí)鐘速度控制110是控制器100的部件并產(chǎn)生三個(gè)預(yù)定的5、10和20兆赫芝(MHz)的時(shí)鐘速率。當(dāng)計(jì)算機(jī)在電池電源或交流電源驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行時(shí)，處理器以20 MHz或預(yù)選的速率運(yùn)行。當(dāng)在電池電源驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行時(shí)，處理器12根據(jù)可設(shè)置到手動(dòng)或自動(dòng)位置的開關(guān)83的設(shè)置以5、10或20MHz運(yùn)行。當(dāng)設(shè)置在手動(dòng)位置時(shí)，處理器12以用戶預(yù)選的速率運(yùn)行。當(dāng)開關(guān)設(shè)置在自動(dòng)位置上時(shí)，處理器12根據(jù)用戶預(yù)先選擇的能量管理兩種選擇中的一種來運(yùn)行，所述兩種選擇是“高性能”選擇或“長壽電池”選擇。處理器速度根據(jù)選取的選擇項(xiàng)自動(dòng)地加以管理。當(dāng)計(jì)算機(jī)處在活動(dòng)方式時(shí)，包括鍵盤在內(nèi)的各種裝置的活動(dòng)都被監(jiān)視而在預(yù)定超時(shí)周期后沒有活動(dòng)時(shí)，處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^其Vcc輸入關(guān)閉處理器的“睡眠”(“sleep”)狀態(tài)。這種狀態(tài)對(duì)用戶是透明的，顯示并不受影響。
一“或”門114用來自音頻發(fā)生器116或線118的音頻激勵(lì)揚(yáng)聲器112。當(dāng)系統(tǒng)從電量飽和到2/3電量、和2/3到1/3電量、以及系統(tǒng)暫停前三分鐘時(shí)，所述音頻都會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)系統(tǒng)暫停和恢復(fù)和鍵盤鍵有微小靜電干擾聲時(shí)產(chǎn)生不同的音頻。音頻發(fā)生器116由處理器12執(zhí)行中斷程序來控制。
對(duì)于各單獨(dú)裝置的電源的實(shí)際通和斷由PCR 108的設(shè)置控制，PCR 108的設(shè)置則由執(zhí)行中斷處理程序的處理器12來控制。處理器12控制寄存器108的設(shè)置以便提供輸出信號(hào)用以控制供LCD消隱的電源，鼠標(biāo)鍵盤電源、選擇項(xiàng)電源、HDD電源、背后光照電源、主處理器、面板電源、和RS232驅(qū)動(dòng)器電源。寄存器108還提供用以由復(fù)位線85復(fù)位鎖存器86的信號(hào)。
電池11最好選用可反復(fù)充電的鎳鎘(Ni Cad)電池，因?yàn)樵摲N電池每單位重量瓦特小時(shí)和每單體積瓦特小時(shí)比率高。在過去幾年的使用中，已證明該種電池的制造技術(shù)是成功的，所以提供給用戶作為相對(duì)便宜、易于使用的替換電池。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的，本文所用的某些電源管理技術(shù)概括為可反復(fù)充電和不可反復(fù)充電兩類電池。其它技術(shù)一般系指可充電電池而言。其它諸如運(yùn)行油量計(jì)和確定電池能量或燃料水平作為BT.V和I的函數(shù)的具體算法，局限于鎳鎘(Ni Cad)電池。用鎳鎘電池的困難在于剩余能量與例如電壓之間的關(guān)系不是線性的。放電控制也可能也與其它型號(hào)的電池不同。
目前電池供電的計(jì)算機(jī)有時(shí)有一低電池指示器，當(dāng)該指示器激活時(shí)，該指示器提供給用戶一關(guān)于剩余多少時(shí)間的相當(dāng)不確切的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)10中，電池最好一直用到完全放電完畢而運(yùn)行暫停為止。然后用戶可以取下放完電的電池而換上完全充電的電池或插入交流適配器。這樣的操作有其額外的優(yōu)點(diǎn)，電池放完電可避免電池存儲(chǔ)的影響。
電池11還與電源分配系統(tǒng)(PDS)122連接，詳細(xì)布局一般如圖3所示。電池11由線146連接到穩(wěn)壓DC/DC變換器142，該變換器142可將電池電壓(在12至9伏范圍變化)轉(zhuǎn)換為5伏系統(tǒng)電壓。系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在接近容差例如2%之內(nèi)。線150連接到變換器142的輸出端，并與多個(gè)場效應(yīng)晶體管(FET)相連接，場效應(yīng)晶體管(FET)向各種裝置供電。電源控制寄存器108的輸出線分別連接到各FET的控制輸入端，因此它們能依據(jù)控制寄存器的設(shè)置來開關(guān)。如圖2所示，線150與FET158和160連接，F(xiàn)ET158和160的輸出線166和168供電給例如硬盤驅(qū)動(dòng)器HDD18和液晶顯示器20。如圖1所示，電源線123與FET120連接，線124則連接在FET 120和MP POWER(MP電源)信號(hào)輸出線之間。FET 120的輸出饋送給處理器12的Vcc輸入并當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))等待循環(huán)時(shí)用來將處理器關(guān)斷。
后備電池140由線152連接到第二個(gè)DC/DC變換器144。電池140供給較低的電壓(3.3伏)，其由變換器144升壓到系統(tǒng)電壓電平和用來當(dāng)主電池已取出替換時(shí)向DRAM22供電。充電器146連接到線148，只要電池11有電量就可以從電池11向電池140充電。
ROM 24存儲(chǔ)基本輸入/輸出操作系統(tǒng)(BIOS)，BIOS包括各種電源管理中斷處理程序和用于處理PMP中斷和完成現(xiàn)在將要描述的某些電源管理功能的程序。參照?qǐng)D4，PMP中斷處理程序170要做出一系列關(guān)于中斷的類型的判定，然后根據(jù)這些判定執(zhí)行操作。步驟172-180分別確定中斷是否是監(jiān)視計(jì)時(shí)器超時(shí)中斷、環(huán)境溫度過高或超出范圍引起的中斷、低電池中斷、機(jī)蓋關(guān)閉中斷、或A/M開關(guān)中斷。如果步驟172-178中的判斷全都是否定的，步驟180做出肯定判斷，步驟182轉(zhuǎn)至圖5所示的A/M開關(guān)處理程序202。若步驟180得出否定的判斷結(jié)果時(shí)，則步驟184將中斷做為來自未知源(例如偽線路噪音)對(duì)待并返回。
如果步驟172斷定中斷來自監(jiān)視計(jì)時(shí)器，則步驟186確定是否存在一正在進(jìn)行的暫停，即暫停操作已開始但被延遲并還未完成。若果如此，步驟188就重新開始暫停程序。若是否定，則步驟190遞減少暫停超時(shí)。下一步驟192判定任一I/O裝置是否在活動(dòng)。如果是，步驟194復(fù)位暫停超時(shí)。如果否，則步驟198確定所述超時(shí)是否已過。若否，步驟196返至在處理的應(yīng)用程序。若是，則步驟200啟動(dòng)暫停程序。來自步驟174-178的肯定判斷也轉(zhuǎn)至步驟200啟動(dòng)暫停程序。
在啟動(dòng)圖5所示A/M開關(guān)處理程序202時(shí)，步驟104依據(jù)開關(guān)83的位置轉(zhuǎn)移到步驟206或者216。如果開關(guān)設(shè)置在自動(dòng)位置上，步驟206判斷用戶是否已選擇將運(yùn)行的系統(tǒng)提供以高性能或長的電池壽命。對(duì)高性能，步驟208建立中央處理器(CPU)時(shí)鐘(通過時(shí)鐘速度控制110)，從使高和低兩種速度運(yùn)行都取20MHz。對(duì)于長電池壽命，步驟214建立時(shí)鐘使高速以20MHz運(yùn)行、低速以5MHz運(yùn)行。步驟210隨即清除CMOS中的“手動(dòng)”標(biāo)記而在步驟212返至應(yīng)用程序。如果開關(guān)設(shè)置在手動(dòng)位置，步驟216從CMOS拷貝用戶已預(yù)選的手動(dòng)速度，以便對(duì)手動(dòng)速度將時(shí)鐘設(shè)置在5、10或20MHz。然后步驟218在CMOS中設(shè)置“手動(dòng)”標(biāo)記和步驟212再返回。
參照?qǐng)D6，當(dāng)應(yīng)用程序?qū)IOS做出“等待事件”調(diào)用時(shí)，例程220被調(diào)用。該例程允許用戶有機(jī)會(huì)通過關(guān)閉處理器12和設(shè)置其為睡眠(sleep)狀態(tài)來節(jié)省電池溢出物。步驟222判斷是否“手動(dòng)”標(biāo)記已置位。若是，步驟224返回。若否，則步驟226確定當(dāng)前操作是否是第一次通過例行程序202，若是，轉(zhuǎn)移至步驟228允許PMP中斷。步驟230判斷計(jì)算機(jī)是否有V86工作方式。若是，步驟232設(shè)置CPU時(shí)鐘從而以5MHz運(yùn)行，步驟234返回。若否，步驟236存儲(chǔ)處理器中全部實(shí)際模式CPU寄存器。然后步驟238設(shè)置停止碼指明睡眠狀態(tài)。步驟240然后保持CPU并關(guān)閉至Vcc的電源以便有效地提供一0MHz速度使處理器12處于睡眠狀態(tài)(步驟242)。
恢復(fù)處理程序244(圖7)首先閃爍暫停圖符(步驟246)以表示恢復(fù)操作在進(jìn)行中。其次，步驟248恢復(fù)計(jì)算機(jī)10中存在的任何FAX和調(diào)制解調(diào)器(未示出)的參數(shù)設(shè)置。然后步驟250恢復(fù)對(duì)HDD18和FDD16的參數(shù)設(shè)置。步驟252清除任何正在進(jìn)行的中斷。步驟254和256分別關(guān)閉暫停圖符以表示恢復(fù)已完成和使音頻發(fā)生器發(fā)出表示恢復(fù)操作結(jié)束的特定聲音。然后，步驟258恢復(fù)DRAM 22中存儲(chǔ)的時(shí)間和日期，步驟260恢復(fù)全部CPU寄存器，和步驟262返回至應(yīng)用程序。
當(dāng)處理器12處于睡眠狀態(tài)時(shí)，供給處理器12的電源被切斷。由鍵盤中斷來調(diào)用睡眠恢復(fù)的例行程序264(圖8)，該鍵盤中斷首先置位PCR 108激活MP POWER(MP電源)信號(hào)并恢復(fù)處理器電源。例行程序264首先在步驟266復(fù)位CPU。步驟268分析停止碼。如果該碼的設(shè)置不是表示睡眠方式，步驟274分支至恢復(fù)處理程序。如果停止碼表示睡眠模式，步驟270則恢復(fù)CPU寄存器，步驟272返回。
參照?qǐng)D9，當(dāng)除DRAM22外計(jì)算機(jī)已關(guān)機(jī)時(shí)，暫停處理程序280響應(yīng)SUSPEND(暫停)信號(hào)被執(zhí)行并通常完成關(guān)閉除CMOS 26外的系統(tǒng)全部電源的任務(wù)，CMOS26有自備電源以便保存所存儲(chǔ)的信息。當(dāng)執(zhí)行處理程序280時(shí)，下面的一些操作就會(huì)發(fā)生。首先，步驟282判斷是否有任一外部設(shè)備處于忙狀態(tài)。若無，則步驟292禁止向LCD20、LCD的背后照光和HDD18供電。主處理器12中的CPU寄存器的內(nèi)容則由步驟294存儲(chǔ)在DRAM22中。當(dāng)計(jì)算機(jī)隨之復(fù)位時(shí)，則由步驟296置位CMOS 26中的停止標(biāo)記以引導(dǎo)恢復(fù)操作。其次，步驟298存儲(chǔ)平面中的和諸如調(diào)制解調(diào)器、可選設(shè)備等外圍設(shè)備中的寄存器內(nèi)容。一旦開始后續(xù)恢復(fù)操作步驟300設(shè)置硬件復(fù)位CPU，步驟302則禁止向其余的平面設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器、VGA、通訊接口、和鍵盤/鼠標(biāo)供電，辦法是設(shè)置存儲(chǔ)在PCR108中的相應(yīng)的控制位。步驟304關(guān)閉CPU并使之處于停止?fàn)顟B(tài)。如果步驟282所做出的判斷是一個(gè)或多個(gè)外圍設(shè)備一直處在忙狀態(tài)，步驟284則要求來自PMP30的監(jiān)視計(jì)時(shí)器延遲，步驟286返回到應(yīng)用程序。這一作用具有由線288示意性表明、引起一時(shí)間延遲以便等待任一忙著的設(shè)備變?yōu)榭臻e的效果。之后，重復(fù)步驟282產(chǎn)生關(guān)于設(shè)備忙否的否定判斷，并如上所述完成始自步驟292的否定分支操作。
顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說，在不脫離所附權(quán)利要求所定義本發(fā)明范圍的情況下，在細(xì)節(jié)上和部分上以及步驟安排上都可以做出許多改變。例如，僅需用如處理器12的主處理器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效益。處理器12可以用適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器和附加的部件來提供，使其功能類似處理器30。
三個(gè)預(yù)定放電選擇表遵循的準(zhǔn)則如下表1-電池溫度＜20表2-20≤電池溫度＜30表3-30≤電池溫度。
顯示的燃料指示字的數(shù)目如下計(jì)算3個(gè)指示字(面板)-V＞Vfc2個(gè)指示字(面板)-Vfc＞V≥Vmc1個(gè)指示字(面板)-Vmc＞V≥Vlc3個(gè)指示字消穩(wěn) -Vlc＞V0個(gè)指示字 -Vlc＞V一分鐘，暫停當(dāng)對(duì)于給定的電流負(fù)載在溫度表中電壓大于或等于Vfc時(shí)，系統(tǒng)處于飽和充電狀態(tài)。三個(gè)燃料指示字全都顯示。
當(dāng)對(duì)于給定的電流負(fù)載在溫度表中電壓小于Vfc和大于或等于Vmc時(shí)，系統(tǒng)處于中等充電狀態(tài)。兩個(gè)燃料指示字被顯示。
當(dāng)對(duì)于給定的電流負(fù)載在溫度表中電壓小于Vpc和大于或等于Vlc時(shí)，系統(tǒng)處于低充電狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種用以監(jiān)視電池內(nèi)電能變化的裝置，其特征在于含有用以在第一輸出端產(chǎn)生電信號(hào)的裝置，該電信號(hào)代表電池放電電能的第一特性；用以在第二輸出端產(chǎn)生電信號(hào)的裝置，該電信號(hào)代表電池的第二特性；用以在第三輸出端產(chǎn)生電信號(hào)的裝置，該電信號(hào)代表電池的第三特性；電連接到所述第一、所述第二和所述第三輸出端的裝置，以便用以選擇預(yù)定放電表，該表至少定義一飽和電量區(qū)、一中等電量區(qū)和一低電量區(qū)，并用以確定電池的具體電量區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一特性是電池的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第二特性是電池的電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第三特性是電池的電流。
5.一種用以測(cè)量電池電能級(jí)的裝置，其特征在于用以產(chǎn)生代表電池溫度的第一電信號(hào)的裝置，所述產(chǎn)生裝置還包括用于檢測(cè)電池溫度的裝置和電連接到所述檢測(cè)裝置的第一放大器;用以產(chǎn)生代表電池電壓的第二電信號(hào)的裝置，所述第二電信號(hào)產(chǎn)生裝置還包括用檢測(cè)電池電壓的裝置和電連接到所述電壓檢測(cè)裝置的第二放大器;用以產(chǎn)生代表電池電流的第三電信號(hào)的裝置，所述第三電信號(hào)產(chǎn)生裝置還包括用于檢測(cè)電池電流的裝置和電連接到所述電流檢測(cè)裝置的第三放大器;用以選擇預(yù)定放電表的裝置，該表至少定義一滿電量區(qū)、一中等電量區(qū)和一低電量區(qū)，所述選擇裝置依賴于所述第一電信號(hào);用以確定電池具體電量區(qū)的裝置，所述確定裝置依賴于所述第二和第三電信號(hào);所述第一、所述第二和所述第三放大器電耦合到所述選擇裝置和所述確定裝置。
6.如權(quán)利要求5所述述的裝置，其特征在于所述選擇裝置和所述確定裝置一起含有一電耦合到一非易失存儲(chǔ)器的處理器，所述存儲(chǔ)器含有所述預(yù)定的放電表。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于包含用于可視地指示被確定的具體區(qū)域的裝置，所述可視指示裝置被電耦合到所述處理器。
8.一種便攜式計(jì)算機(jī)，其特征在于包含一電耦合到如權(quán)利要求5所述的測(cè)量裝置的主處理器。
全文摘要
用于電池供電的計(jì)算機(jī)的電量監(jiān)視器包括一個(gè)電連接到多個(gè)信號(hào)發(fā)生電路的處理器。產(chǎn)生的信號(hào)分別表示被監(jiān)視電池的溫度、電壓、電流特性。剩余電池能級(jí)是利用預(yù)定的放電表來確定的，所述放電表依賴于電池溫度、電壓和電流。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1063769SQ9110757
公開日1992年8月19日 申請(qǐng)日期1991年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月25日
發(fā)明者三戶敏嗣, L·L·蘇阿里茨, S·阿斯塔拉巴迪, M·G·卡萊西貝塔 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司