CN101577792B - 操作模式的判断装置及其判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作模式的判断装置及其判断方法，该装置是由一脉波产生单元与一保持(hold up)单元组成，其中脉波产生单元用以响应多个按键信号，以分别输出一单击(one shot)脉波信号；而保持(hold up)单元接收多个按键信号，以时脉延迟方式分别产生相应于该多个按键信号的多个延迟按键信号。单击脉波信号及延迟按键信号是用以判断一***处于何种操作模式。

Description

操作模式的判断装置及其判断方法

技术领域

本发明是关于一种操作模式的判断装置，特别是一种藉由保持单元以延迟***的按键信号以判断一***处于何种操作模式的判断装置。

背景技术

数字相机已演变成消费性电子产品，因此，有别于传统的相机，数字相机在操作中存在着有多种状态及操作模式，如开机状态(Power ON status)、关机状态(Power OFF status)、预览模式(Preview Mode)，录放模式(Playback Mode)、串行总线存在状态(USB in Status)…等。因此***内部必需能够清楚地判断各种状态，进而正确地执行各种模式操作。

请参考第图1A，为现有技术所揭露应用于数字相机的操作模式的判断电路100。此一判断电路100由一脉波产生电路110、多个按键检测电路130、以及***装置检测电路150组成。以下分别说明这些电路的组成与运作。

当电池安装至相机中时，电池电压Vbat会先由电容C1与电阻R1所组成的高通滤波器滤波，随后于节点N1产生一单击(One shot)脉波信号，此单击脉波信号的电压振幅峰值相等于电池电压Vbat。因此，当单击脉波信号的振幅(即电池电压Vbat)高于开关S1的门坎电压时，开关S1将导通，此时节点N2的电压准位将被拉低，以导通开关S2。当开关S2导通后，节点N3的电压随之建立，并经由电容C2与电阻R2所组成的高通滤波器滤波而输出一单击脉波信号至脚位Power_ON/OFF。

有些数字相机中，会再进一步处理单击脉波信号以完成开机。例如，当脚位Power_ON/OFF接收单击脉波信号后，会再将此单击脉波信号传送至***的数字信号处理器。当数字信号处理器接收到此脉波信号之后，会将一多通道(Multi-channel)转换器打开，以产生3.3V的电压。多信道转换器主要用以转换相机***的电压，以提供多组的电压输出。

通常数字相机上会设有多个操作按键，例如用来开启与关闭相机的开关按键、用来预览所拍摄的照片的预览按键、用来录像及播放的录放按键等。按键检测电路130对应操作按键的数量而设置。此外，数字相机也会设置有***装置连接接口，例如万用串行总线(Universal Serial Bus；USB)，以与外部的储存装置连结。

当相机完成开机动作后，若相机的按键B1被触发，此时将导通开关S3与开关S4。此时节点N2的电压准位又被拉低，以使开关S2再度导通，使得脚位Power_ON/OFF即会再输出一单击脉波信号，且按键B1相对应的检测脚位B1_D会输出与触发脚位反向的信号。数字相机***的韧体(Firm Ware)便会根据脚位Power_ON/OFF的脉波信号以及检测脚位的输出信号，来进入对应的操作模式，例如：开机状态、关机状态、预览模式、录放模式等。

若有一***装置连接至***的通用串行总线(USB)接口时，检测电路150上的输入端U50将接收一逻辑高准位信号，使得开关S51导通，脚位Power_ON/OFF也同样地会输出一单击脉波信号。

在图1A中，相对应的检测脚位B1_D的信号准位会因电阻R3与电容C3所组成的时间延迟电路而保持一段时间。请参考图1B，在按键检测电路130中的按键B1被压下时(时间点t1)，电容C3上的跨压VC3被迅速充电至3.3V(伏特)，开关S3与开关S4将导通，此时检测脚位B1_D会产生一逻辑低准位的检测信号SB1_D。当按键B1被放掉时(时间点t2)，累积在电容C3上的电荷开始放电，直到电容C3的跨压VC3低于开关S4的导通门坎电压Vth时(时间点t3)，开关S4将被关闭，检测信号SB1_D会转态为逻辑高准位。由图1B可看出按键B1被放掉时之时间点t2与检测信号SB1_D转态为逻辑高准位的时间点t3二者的时间距离即一保持时间，藉由此一保持时间(Hold up time)使得数字相机***的韧体能够有足够的时间，根据一单击脉波信号及一检测信号来判断相机***是处于何种操作模式。

然而1A图所示的判断电路可能会有以下的问题。由于按键B1是采用正逻辑操作，亦即操作按键系电性连接至电源，因此当将图1A所示的判断电路集成电路化时，需要有额外的接脚连接至电源，如此一来将可能导致整体装置的体积增加。

而电容C3除了作为时间延迟电路的组成组件外，也用来防止静电放电的不正常能量窜入而造成开关S3的误动作，因此一般使用电容量大于10uF的大电容。由于电容C3与电阻R3为离散组件，一般的组件值都会有误差，因此会造成延迟时间误差，而降低电路的可靠度。

此外，使用晶体管(NMOS或BJT)作为开关，因此各个开关的门坎电压(Threshold voltage)准位可能不尽相同。由于组件本身具有的误差，因此晶体管可能不会在预定电压下导通，此一现象称为次门坎现象(Sub-threshold)，这种现象更增加了状态判断的误差。

除了以上的可靠度问题外，图1A所示的电路须利用电容C1与电阻R1、电容C2与电阻R2形成高通滤波器，以达成输出一单击脉波的效果。但需二极管D1、D2抑制RC充放电时的负电压，以免损坏后级开关及电路。因此，导致电路的零件增加，也使得电路的成本上升。

发明内容

本发明揭露一种操作模式的判断装置，用以判断一***的操作模式。

根据本发明的实施例所揭露的操作模式的判断装置，是由一脉波产生单元与一保持(hold up)单元组成，其中脉波产生单元用以响应多个按键信号，以分别输出一单击(one shot)脉波信号；而保持(hold up)单元包括有多个保持电路，用以分别接收该多个按键信号，以时脉延迟方式分别产生相应于该多个按键信号的多个延迟按键信号，其中该多个保持电路其中之一包括有：一栓锁电路，用以产生一对应延迟按键信号，该栓锁电路的一输入端由一对应按键信号的一第一边缘所触发，使该对应延迟按键信号的准位改变并栓锁于一第一准位；以及一时脉延迟电路，接收一时脉信号，由该对应按键信号的一第二边缘所触发，于一预定数目的时脉后，该时脉延迟电路触发该栓锁电路的另一输入端，使该对应延迟按键信号的准位改变为一第二准位。在实施例中，单击脉波信号及延迟按键信号是用以判断一***处于何种操作模式。

根据本发明的实施例所揭露的操作模式的判断方法，其先提供可分别产生多个按键信号的多个按键；接着响应其中一按键信号，以输出一单击(one shot)脉波信号；再以一时脉延迟方式产生相应于该按键信号的一延迟按键信号，其中包括有：提供一栓锁电路以产生该延迟按键信号；以该按键信号的一第一边缘触发该栓锁电路以改变该延迟按键信号的准位并栓锁于一第一准位；提供接收一时脉信号的一时脉延迟电路；以及以该按键信号的一第二边缘触发该时脉延迟电路，于一预定数目的时脉后，该时脉延迟电路触发该栓锁电路，使该延迟按键信号的准位改变为一第二准位；最后根据该单击脉波信号及该延迟按键信号来判断一***处于何种操作模式；在实施例中，该单击脉波信号及该延迟按键信号是用以判断一***处于何种操作模式。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1A为现有技术所揭露的操作模式的判断装置的电路示意图；

图1B为现有技术所揭露的保持时间示意图；

图2为本发明所揭露的操作模式的判断装置的电路示意图；

图3A为本发明所揭露的操作模式的判断装置中的保持电路；

图3B为本发明的按键信号、延迟按键信号、检测信号及保持时间的时脉示意图；

图4为本发明所揭露的操作模式的判断装置中的保持电路的另一实施例；

图5为本发明所揭露的状态判断电路整合于芯片的示意图；

图6为本发明所揭露的操作模式的判断装置中的时脉信号产生器。

【主要组件符号说明】

100.........................判断电路

110.........................脉波产生电路

130.........................按键检测电路

150.........................***装置检测电路

200.........................脉波产生单元

201.........................单击电路

202.........................逻辑闸

203.........................逻辑闸

204.........................逻辑闸

205.........................单击电路

300.........................保持单元

310.........................栓锁电路

320.........................时脉延迟电路

3211........................第一个正反器

3212........................第二个正反器

321N........................正反器

330.........................AND闸

400.........................电源电压

401.........................开关

402.........................开关

403.........................开关

404.........................比较器

405.........................噪声消除电路

406.........................噪声消除电路

407.........................噪声消除电路

408.........................噪声消除电路

409.........................时脉信号产生电路

412.........................电流源

413.........................开关

414.........................比较器

500.........................输入端

501.........................按键

502.........................按键

503.........................按键

501a........................按键信号

501b........................延迟按键信号

501c........................检测信号

502a........................按键信号

502b........................延迟按键信号

502c........................检测信号

503a........................按键信号

503b........................延迟按键信号

503c.......................检测信号

504........................反相器

505........................反相器

506........................反相器

511～520...................接脚

Vbat.......................电池电压

S1.........................开关

S2.........................开关

S3.........................开关

S4.........................开关

S51........................开关

N1.........................节点

N2.........................节点

N3.........................节点

C..........................电容

C1.........................电容

C2.........................电容

C3.........................电容

R1.........................电阻

R2.........................电阻

R3.........................电阻

D1.........................二极管

D2.........................二极管

B1_D.......................检测脚位

Power_ON/OFF...............脚位

U50........................输入端

B1.........................按键

t1.........................时间点

t2.........................时间点

t3.........................时间点

SB1_D.....................检测信号

CLOCK.....................时脉信号

R.........................第一输入端

S.........................第二输入端

Q.........................输出端

D.........................第二输入端

CLK.......................第三输入端

e0........................下降缘

e1........................上升缘

e2........................上升缘

Vcc.......................逻辑高准位信号

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求保护范围及附图，任何熟习相关技术者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参考图2，为本发明所揭露的操作模式的判断装置示意图，其主要是由脉波产生单元200与保持(hold up)单元300组成。脉波产生单元200用以响应多个操作按键所产生的按键信号，以分别输出一单击(one shot)脉波信号。保持单元300用以接收多个操作按键所产生的多个按键信号，以时脉延迟方式分别产生相应于多个按键信号的多个延迟按键信号。脉波产生单元200所产生的单击脉波信号与保持单元300所产生的延迟按键信号用以判断一***处于何种操作模式。在一实施例中，此***可为一相机***。当然也可为其它种类的***。

在此实施例中，设置有三个按键501、502、503，每一操作按键是与接地点电性连接。因此当其中任一个操作按键被压下再放掉时，将产生一具逻辑低准位脉波的按键信号。为了使脉波产生单元200能够准确响应按键信号而产生单击脉波信号，每一按键501、502、503均对应设置有一反相器504、505、506，以将按键信号反相为一具逻辑高准位脉波的按键信号。

本实施例的判断装置包括有一比较器404，电源电压400是由一电池所供应，当电池电压高于一触发准位(Trigger Level)时，例如图中所示的1.7伏特，比较器404的输出信号将由逻辑低准位转逻辑高准位，因而触发脉波产生单元200中的单击电路201，单击电路201被触发而产生一单击脉波信号，并由逻辑闸202所接收。在此实施例中，是以或门作为逻辑闸202，因此不论逻辑闸202另一输入端的输入信号准位为何，逻辑闸202都会将单击电路201所产生的具逻辑高准位的单击脉波信号输出至单击电路205。由于逻辑闸202输出的单击脉波信号具有由逻辑低准位转态为逻辑高准位的上升缘(rising edge)信号，因此将触发单击电路205，以输出另一单击脉波信号。

在此实施例中，设置有三个按键501、502、503，每一按键是与接地点电性连接。因此当其中任一个按键被压下再放掉时，将产生一具逻辑低准位脉波的按键信号。每一按键501、502、503均对应连接至一反相器504、505、506，以将按键信号反相为一具逻辑高准位脉波的按键信号。当逻辑闸203的任一输入端接收到具逻辑高准位脉波的按键信号时，具逻辑高准位脉波的按键信号将经由逻辑闸203输出至逻辑闸204。此时由于***的电源电压400已高于触发准位，因此逻辑闸204的另一输入端也会接收到来自比较器404所输出的一逻辑高准位的信号，使得具逻辑高准位脉波的按键信号再经由逻辑闸204输出至逻辑闸202。具逻辑高准位脉波的按键信号再经由逻辑闸202输出至单击电路205，以触发单击电路205而输出一单击脉波信号。

此外，当一周边装置连接上***的USB接口时，输入端500将接收一逻辑高准位的检测信号至逻辑闸203中，脉波产生单元200输出一单击脉波信号的方式与前述相同，在此不再赘述。

以上脉波产生单元200所述的逻辑闸仅为示例性说明，任何熟悉该项技术者均可由任意的逻辑闸或均等的电路组成具有相同功能的电路，使得脉波产生单元200在以下状况发生时均可输出一单击脉波信号：(1)有任一按键信号产生；(2)电源电压大于一预定电压；(3)一周边装置连接上***的USB接口。

在图2所示的实施例中，更包括有多个噪声消除电路405、406、407，分别与按键501、502、503电性连接，用以分别滤除多个按键信号的噪声。同样地，输入端500也可设置噪声消除电路408，以消除噪声。

在图2所示的实施例中，更包括有一时脉信号产生电路409，用以产生一时脉信号CLOCK给保持单元300。

本实施例的保持单元300包括有三个相同的保持电路，用以分别接收三个按键信号，以分别产生相应于三个按键信号的三个延迟按键信号。如图3A所示，一保持电路是由一栓锁电路310与一时脉延迟电路320所组成。

栓锁电路310包括一第一输入端R(重置(reset)端)与一第二输入端S(设定(set)端)，一输出端Q则输出一对应的延迟按键信号。

本实施例的时脉延迟电路320是以一移位缓存器(Shift Register)电路来实现，时脉延迟电路320包括N个正反器，第一个正反器3211的第一输入端R接收对应的按键信号。第一个正反器3211的第二输入端D(数据输入端)与一逻辑高准位信号Vcc连接，输出端Q则与第二个正反器3212的第二输入端D连接，最后一个正反器321N的输出端Q则与拴锁电路310的第二输入端S连接。每一个正反器的第三输入端CLK(时脉输入端)接收如图2所示的时脉信号产生电路409所产生的时脉信号CLOCK。

请参照图2及图3A，以按键501为例，按键501被压下再放掉时，将产生一具逻辑低准位脉波的按键信号501a，如图3B所示，栓锁电路310的第一输入端R由该按键信号501a的一下降缘(e0)所触发，使得栓锁电路310输出一逻辑低准位的延迟按键信号501b于输出端Q，当按键信号501a处于逻辑低准位时，延迟按键信号501b栓锁于逻辑低准位。同样地，按键502、503被压下再放掉时，将分别产生一具逻辑低准位脉波的按键信号502a、503a。

当按键信号501a转为逻辑高准位后，时脉延迟电路320由按键信号501a的上升缘(e1)所触发，在时脉信号CLOCK经过N个之后，最后一个正反器321N将逻辑高准位信号Vcc传递至栓锁电路310的第二输入端S，使延迟按键信号501b转态为逻辑高准位。

由图3B可看出，按键信号501a的上升缘(e1)与延迟按键信号501b的上升缘(e2)二者的时间距离即一保持时间。在实施例中，三个保持电路相应于三个按键信号所产生的保持时间皆相同，也就是时脉延迟都一样。

本发明的时脉延迟电路320并不局限为一移位缓存器电路，例如以一除频器电路亦可实现时脉延迟电路320，如此将可以较少相互串接的正反器未达到较大的保持时间。

在此实施例中，栓锁电路310与时脉延迟电路320的数量是依据按键的数量而定。例如当按键的数目为三时，设置三组栓锁电路与三组时脉延迟电路。

在另一实施例中，不论栓锁电路310的数量为何，也可仅设置一组时脉延迟电路320来共享，如图4所示，惟此时需配置一AND闸330。

在图2所示的实施例中，另可包括有多个开关401、402、403，用以分别接收保持单元300所输出的多个延迟按键信号501b、502b、503b，以分别输出检测信号501c、502c、503c。在一实施例中，以按键501为例，按键501被压下再放掉时，将产生如图2所示的检测信号501c。***亦可藉由一单击脉波信号及一检测信号是以判断该***处于何种操作模式。

本发明所揭露的状态判断电路可整合于一芯片中，如图5所示的示意图，当整合于芯片中时，可设置多个接脚。例如接脚511、512、513、514、515用来接收输入信号，例如接脚511接收电源信号，接脚512、513、514用来分别接收一按键信号，接脚515用来接收一周边装置连接上USB接口的检测信号。接脚516用来输出脉波产生单元200输出的单击脉波信号。接脚517、518、519分别用来输出相应于一按键信号的一检测信号。

请参考图6，为时脉信号产生电路409的一实施例的电路图。时脉信号产生电路409是由一电流源412、一开关413、一比较器414以及一电容C组成。电流源412用以对电容C充电，当开关413不导通时，电流源412对电容C充电，当开关413导通时，累积在电容C上的电荷对地放电，因此电容C可产生一三角波的跨压。比较器414则将三角波的信号与一预定电压比较，以输出预定频率的时脉信号CLOCK，时脉信号CLOCK的震荡频率可藉由改变电容C的电容值来调整。

在如图5所示的实施例中，可将电容C配置于芯片外，与接脚520相连接。

根据本发明的实施例，若将按键以负逻辑方式操作，当电路集成电路化之后，不须要额外多一个脚位去接到3.3V，可节省一个脚位的空间。

此外，透过噪声消除电路的设置，可将噪声干扰排除机制内建于电路中，可避免做静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)测试时，不正常能量窜入造成IC输出信号误动作。

根据本发明的实施例，其检测信号的维持时间(Hold up time)可调整，且仅需使用较小电容，一般10nF即可达到如前例的延迟时间常数。此外维持时间的误差小，可控制在10％以内。在图1的电路中，其误差可能会超过50％。

当将本发明所揭露的实施例以芯片方式实施时，IC整体待机电流最大不超过5μA，因此可大幅减少整体功率损耗。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种操作模式的判断装置，其特征在于，包括有：

一脉波产生单元，用以响应多个按键信号，以分别输出一单击脉波信号；以及

一保持单元，其包括有多个保持电路，用以接收该多个按键信号，以时脉延迟方式分别产生相应于该多个按键信号的多个延迟按键信号，其中该多个保持电路其中之一包括有：

一栓锁电路，用以产生一对应延迟按键信号，该栓锁电路的一输入端由一对应按键信号的一第一边缘所触发，使该对应延迟按键信号的准位改变并栓锁于一第一准位；以及

一时脉延迟电路，接收一时脉信号，由该对应按键信号的一第二边缘所触发，于一预定数目的时脉后，该时脉延迟电路触发该栓锁电路的另一输入端，使该对应延迟按键信号的准位改变为一第二准位；

其中该单击脉波信号及该延迟按键信号是用以判断一***处于何种操作模式。

2.根据权利要求1所述的判断装置，其特征在于，该装置另包括有多个开关，分别接收该多个延迟按键信号，以分别输出相应于该多个延迟按键信号的多个检测信号，其中该单击脉波信号及该检测信号是用以判断该***处于何种操作模式。

3.根据权利要求1所述的判断装置，其特征在于，该装置另包括有一时脉信号产生器，用以产生该时脉信号。

4.根据权利要求1所述的判断装置，其特征在于，该时脉延迟电路是一移位缓存器电路。

5.根据权利要求1所述的判断装置，其特征在于，该时脉延迟电路是一除频器电路。

6.根据权利要求1所述的判断装置，其特征在于，该多个保持电路对于该多个按键信号所造成的时脉延迟都一样。

7.一种操作模式的判断方法，其特征在于，包括有：

提供可分别产生多个按键信号的多个按键；

响应其中一按键信号，以输出一单击脉波信号；

以一时脉延迟方式产生相应于该按键信号的一延迟按键信号，其中包括有：

提供一栓锁电路以产生该延迟按键信号；

以该按键信号的一第一边缘触发该栓锁电路以改变该延迟按键信号的准位并栓锁于一第一准位；

提供接收一时脉信号的一时脉延迟电路；以及

以该按键信号的一第二边缘触发该时脉延迟电路，于一预定数目的时脉后，该时脉延迟电路触发该栓锁电路，使该延迟按键信号的准位改变为一第二准位；以及

根据该单击脉波信号及该延迟按键信号来判断一***处于何种操作模式。

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