专利名称：电池供电计算机响应环境传感器输入的操作暂停的制作方法
技术领域：
本发明涉及个人计算机，更准确地说，涉及具有温度和湿度环境传感器以及在环境温度或湿度参量超过预定极限时暂停计算机操作的装置的电池供电的个人计算机。
多数个人计算机具有对过高过低温度和过湿敏感的元件，如果这些环境参数超过一定极限会导致对这些元件的损坏。例如，高温由于降低相对湿度可能对硬盘驱动器不利，而低的相对湿度引起过量的磁盘介质磨损。对于软盘驱动器操作，高温可能导致磁盘外壳变形，这会阻止磁盘介质旋转。低温可能导致硬盘驱动器中湿气凝聚，这导致盘介质在磁头的"着落区(landing zone)"的加速磨损。在软盘驱动器中，低温使得磁头着落时间减少，引起读/写误差。另一方面，假若该盘驱动器不是密封的设备高的相对湿度仅仅影响硬盘驱动器的操作。如果硬盘驱动器未密封，高的相对湿度产生凝聚，如上所述这导致着落区介质加速磨损。对于软盘驱动器来说，高的相对湿度降低驱动马达转矩，因而阻止马达旋转。
硬盘驱动器和软盘驱动器对环境因素的这种敏感性对于一般工作在环境条件经常调节的办公室或家里的多数交流供电的个人计算机总的来说不是重要的问题。但是由于它们的移动性，电池供电的便携式个人计算机通常在“客居”环境中工作，这种环境中的环温和湿度可能超过制造厂建议的工作范围。
此外，电池供电的便携式个人计算机包含对环境条件敏感的附加元件。例如，当环境温度超过一定极限时会损坏一般在这些计算机中所传用的电池和液晶显示器(LCD)。而且，LCD具有一低温极限，超过该极限他们将不工作。因此，以下描述的发明提出一种用于当环境条件超过一定极限时暂停个人计算机的操作并在这些环境条件返回安全极限之内时恢复计算机操作的装置。
图1是包含温度和湿度传感器和用于暂停与恢复计算机操作的装置的本发明电池供电便携式个人计算机的方框图。
图2是热敏电阻与微处理器之间的接口电路的原理图。
图3是湿度传感器与微处理器之间的接口电路的原理图。
图4是说明相对湿度传感器响应的相对湿度对应阻值的曲线图。
图5是加电自测试(POST)温度与湿度程序的流程图。
图6是恢复方式温度与湿度程序的流程图。
图7A-7B分别是暂停方式温度程序与暂停方式湿度程序的流程图。
图1是含有温度和湿度环境传感器以及用于在这些环境参数超过预定极限时暂停计算机的操作的装置的电池供电便携式个人计算机的方框图。在共同未决的题为“电池供电的计算机电源管理系统”(序列号××/×××，×××，)的申请中更为详细地描述了图1，该申请与本发明申请同一天提交在此整个结合作为参考。参照该图，温度传感器46和湿度传感器48分别通过接口电路38-1和49连接到低功率CMOS微处理器30。分别在图2和图3中更详细地说明接口电路38-1和49。控制器30连接到地址/数据总线10，总线10接着再连接到只读存储器(ROM)24。后面将要描述的程序可以存储在ROM24和微控制器30中的机载ROM中。此外，主微处理器12也连接地址数据总线10。后面将要描述的加电自测试(POST)程序存储在ROM 24中并由主处理器12执行。
图2是将热敏电阻46耦合于微控制器30的接口电路38-1的详细原理图。参照该图，电阻R1-R6的最佳值分别如下8K、499K、1M、499K、1M、以及1KΩ。电容器C1和C2最好为0.1微法的电容器。运算放大器U1最好是熟知的LM324AM运放的一个部分。热敏电阻T最好是在25℃时具有10KΩ的电阻的AT-2型热敏电阻。该电阻的容限为±10%，其热敏时间常数为15秒。该电路的整个电压增益近似为1。电阻R1连接到稳压源Vref。该电路的输出连接到包含内部模/数转换器的微控制器30的输入端口。热敏电阻T安装在电池供电便携式计算机的主电路板上，这样它的电阻值基本上反应环境温度。该电路在R6与C2接点处的输出是跟踪热敏电阻T之阻值的电压，接着跟踪环境温度。在该电路输出端的电压然后由微控制器30中的模拟数据转换器件34加以转换。然后，传送给后面将要描述的环境传感器程序。
图3是互接湿度传感器48与微处理器30的接口电路49的原理图。参照该图，电阻R7-R11分别具有下列最佳值210K、249K、100K、10K、以及20.5K。电容器C3和C4最好是0.1μF的电容器。二极管D1将温度传感器H连接到运放U2的非反相输入端。二极管D2连接在湿度接口电路49的输出端与上述基准电压源Vref之间。电阻R7和R9的一端连接到电池电压Vcc。运算放大器U2最好是熟知的LM324AM运放的一部分。湿度传感器H最好是铝基片上的吸湿树脂、碳化合物膜片。在图4中更详细地示出湿度传感器与接口电路49的特性。
参见图4，图上的实线表示湿度传感器H的标准性能，而虚线表明其作为相对湿度之函数的最小和最大电阻值。图3中详细说明的接口电路49是具有二进制输出的磁滞电路。图形中的“置位线”指出曲线中在电路输出从逻辑零转换为逻辑1之前相对湿度指示器的阻值必须超过的点。类似地，“复位线”指示在接口电路的输出从逻辑1转换为逻辑0之前相对湿度传感器H的阻值必须降至其以下的点。在该图的水平轴上表示出相对湿度的对应值。注意当相对湿度超过96%RH的标称值时接口电路的输出从0转换为1。同样，当相对湿度的标称值下降到87%RH以下时接口电路的输出从逻辑1转换为逻辑0。因此，接口电路加入约13%RH的磁滞值。
图5是每当计算机接通时执行的加电自测试(POST)程序的流程图。参照该图，在501加上电源，在第一步骤502计算机执行诸如存储器测试的熟知自测试程序。完成这些熟知的测试之后，该程序转移到步骤503开始温度湿度程序。在POST温度湿度程序的第一步504，对环境温度取样，该温度数据来自微控制器30中的A/D转换器，该转换器将来自接口电路38-1的模拟信号数字化。如果温度低于3℃，该程序转移到步骤505触发可视温度指示器。该温度指示器最好是包含用于指示温度超出范围的国际标准组织(ISO)符号的液晶显示器。在下一步骤506中，计算机停机。从停机恢复的唯一办法是重新引导该计算机。自然在重新引导计算机之前环境温度必须升高到3℃以上，否则将执行相同顺序的步骤，并且计算机会再次在步骤506停机。
返回步骤504，如果温度高于3℃，程序转移到步骤507再次对温度取样。如果温度高于46℃，温度指示器在步骤508启动，但是在这一特定时刻未引起该设备停机。在下一步骤509，再次对温度取样。如果温度超过52℃，该程序在步骤510停机。如同步骤506，从停机恢复的唯一办法是重新引导该计算机。自然，在计算机重新引导之前温度必须下降到52℃以下，否则将选取通过该流程图的相同路经。返回步骤509，如果温度低于52℃，则该程序转移别步骤511检测相对湿度。同样，在步骤507，如果温度低于46℃，则程序也转到步骤511。因此从图5可以看出若温度高于46℃则启动温度指示器，但是计算机不停机直到温度超过52℃。这便警告操作员他或她已在非常热的环境中工作，计算机本身产生的热量可能使计算机内部和其周围的环境温度上升到52度极限以上。
在步骤511，对相对湿度取样。如果相对湿度低于96%，该程序转换到步骤512完成POST。在替换方法中，如果POST温度湿度程序包含在POST中而不是放置在最未端，步骤512仅将该程序返回到POST。返回步骤511，如果相对湿度大于96%，该程序转移到步骤513启动湿度指示器。湿度指示器最好是包含高相对湿度的标准ISO符号的液晶显示器。在513启动湿度指示器之后，该程序转移到步骤514将该程序中止。如同步骤506和510，从中止514恢复的唯一办法是重新引导计算机。显然，当重新引导计算机时相对湿度必须低于96%，否则将再次执行通过POST温度湿度程序的相同路径，并在步骤514中止该程序。
图6是在方框601开始的恢复方式温度湿度程序的流程图。当该计算机工作时，认为它处于恢复方式。恢复方式温度湿度程序是定期执行的中断驱动程序。由微控制器30中的计时器触发这些中断。在第一步骤602中，对温度取样。如果温度低于3℃，该程序转移到步骤603启动温度指示器。在下一步骤604中，启动暂停指示器。暂停指示器最好是包含指示操作暂停的标准ISO符号的液晶显示器。在下一步骤605中，计算机进入暂停方式。在共同未决的题为“电池供电的计算机电源管理系统”中更完整地描述了该暂停方式。简而言之，在暂停方式下计算机进入非常低的功率方式，且计算机是未在运行的;但是，当从暂停方式恢复工作时在暂停时运行的应用程序在暂停发生处被恢复。因此，无数据丢失。从暂停方式返回到恢复方式结合图7A-7B作更为全面的描述。
返回步骤602，如果温度高于3℃，该程序转移到步骤606。如果温度高于46℃，该程序转移到步骤607启动温度指示器然后转移到步骤608。如果温度高于52℃，程序转移到步骤604启动暂停指示器并在以下步骤605中暂停计算机的操作。返回步骤608，如果温度低于52℃，该程序转移到步骤609对相对湿度取样。类似地，在步骤606，如果温度低于46℃该程序也转移到步骤609。如果相对湿度大于96%，该程序转移到610启动湿度指示器，随着湿度指示器的启动，在步骤611将计算机设置为暂停方式。该暂停方式基本上与步骤605启动的暂停方式相同。返回步骤609，如果相对湿度低于96%，该程序转移到步骤612完成中断程序。图7A是暂停方式温度程序的流程图。如果由于环境温度超出范围暂停了计算机的运行，即，如果通过执行图6中的步骤605进入了暂停方式，则设立一标志指示由于高于或低于温度出现暂停。在这种情况下，当暂停了主计算机的操作时周期性地执行图7A的暂停方式程序。框701指出暂停方式温度程序的起始点，在第一步702对环境温度取样。如果环境温度低于6℃，该程序转移到步骤703继续暂停方式。返回步骤702，如果温度低于6℃，该程序转移到步骤704。如果温度高于44℃，该程序转移回到步骤703并继续暂停方式。但是，如果温度低于44℃，该程序转移到步骤705将温度指示器去激励。在下一步骤706，该程序从暂停方式转换为恢复方式。图7B是暂停方式湿度程序的流程图。如果由于过度的湿度使计算机操作暂停。在图6的步骤611设立标志。接着，当计算机处于暂停方式时，周期性地执行暂停湿度程序707。步骤708，测量湿度，如果湿度大于87%，在步骤709继续暂停方式。但是，如果湿度下降到了87%以下，执行步骤710去激励湿度指示器。在下一步骤711，该程序从暂停方式转换为恢复方式。
权利要求
1.计算机的环境保护电路，其特征在于含有用于测量环境温度的温度测量装置，用于响应低于第一预定温度的环境温度测量值以及响应高于第二预定温度的环境温度测量值将所述个人计算机转换为暂停模式的装置，以及用于响应高于第三预定温度的环境温度测量值以及响应低于第四预定温度的环境温度测量值将所述个人计算机从所述暂停模式转换为恢复模式的装置。
2.如权利要求1所述的环境保护电路，其特征在于还含有用于指示温度极限的温度指示器，用于响应低于所述第一预定温度的环境温度测量值以及根据高于所述第二预定温度的环境温度测量值启动所述温度指示装置的装置，以及用于响应高于所述第三预定温度的环境温度测量值以及根据低于所述第四预定温度的环境温度测量值去激励所述温度指示装置的装置。
3.如权利要求2所述的环境保护电路，其特征在于还含有用于响应高于第五预定温度的环境温度测量值测量启动所述温度指示装置的装置。
4.如权利要求1所述的环境保护电路，其特征在于还含有用于测量环境相对湿度的湿度测量装置，用于响应高于第一预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机转换为所述暂停模式的装置，以及用于响应低于第二预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机从所述暂停模式转换为恢复模式的装置。
5.如权利要求4所述的环境保护电路，其特征在于还含有用于指示高的环境相对湿度的湿度指示装置，以及用于响应高于所述第一预定相对湿度的环境湿度测量值启动所述湿度指示装置的装置，以及用于响应低于所述第二预定相对湿度的环境湿度测量值去激励所述湿度指示装置的装置。
6.计算机的环境保护电路，其特征在于还含有用于测量环境相对湿度的湿度测量装置，用于响应高于第一预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机转换为暂停模式的装置，以及用于响应低于第二预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机从所述暂停模式转换为恢复模式的装置。
7.如权利要求6所述的环境保护电路，其特征在于还含有用于指示高的环境相对湿度的湿度指示装置，以及用于响应高于所述第一预定相对湿度的环境湿度测量值启动所述湿度指示装置的装置，以及用于响应低于所述第二预定相对湿度的环境湿度测量值去激励所述湿度指示装置的装置
8.一种计算机，其特征在于含有中央处理器，用于可视地显示在所述计算机中所处理的数据的装置，用于存储数据的半导体存储装置，用于存储数据的磁性存储装置，互连所述中央处理器、用于可视地显示数据的所述装置、所述半导体存储装置以及所述磁性存储装置的地址/数据总线，用于测量环境温度的温度测量装置，耦合在所述温度测量装置与所述地址/数据总线之间的第一接口电路，用于响应低于第一预定温度的环境温度测量值以及响应高于第二预定温度的环境温度测量值将所述个人计算机转换为暂停模式的装置，用于响应高于第三预定温度的环境温度测量值以及响应低于第四预定温度的环境温度测量值将所述个人计算机从所述暂停模式转换为恢复模式的装置，以及用于为所述计算机提供电源的供电装置。
9.如权利要求8所述的计算机，其特征在于还含有用于指示温度极值的温度指示器，用于响应低于所述第一预定温度的环境温度测量值以及响应高于所述第二预定温度的环境温度测量值启动所述温度指示装置的装置，以及用于响应高于所述第三预定温度的环境温度测量值以及响应低于所述第四项温度的环境温度测量值去激励所述温度指示装置的装置。
10.如权利要求9所述的计算机，其特征在于还含有用于根据高于第五预定温度的环境温度测量值启动所述温度指示装置的装置。
11.如权利要求8所述的计算机，其特征在于还含有用于测量环境湿度的湿度测量装置，耦合在所述湿度测量装置与所述地址/数据总线之间的第二接口电路，用于响应高于第一预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机转换为暂停模式的装置，以及用于响应低于第二预定相对湿度的环境湿度测量值将所述个人计算机从所述暂停模式转换为为所述恢复模式的装置，
12.如权利要求11所述的计算机，其特征在于还含有用于指示高的环境相对湿度的湿度指示装置，以及用于响应高于所述第一预定相对湿度的环境湿度测量值启动所述湿度指示装置的装置，以及用于响应低于所述第二预定相对湿度的环境湿度测量值去激励所述湿度指示装置的装置。
全文摘要
电池供电的便携式计算机包含环温和湿度传感器及两个液晶显示器。若环温降到3℃以下或升至52℃以上，计算机进入低功率暂停模式，而一旦从暂停转换为恢复，暂停时正运行的应用程序在发生暂停处恢复。指示器在环温降至3℃以下或升高至46℃以上时触发。在暂停时周期监视环温，若温度上升高于6℃或下降低于44℃，计算机从暂停转换为恢复。提供磁滞防止在暂停与恢复间振荡。若温度上升到相对湿度的96％以上，计算机进入暂停并触发湿度指示器，在暂停时周期监视环境湿度，若其下降到相对湿度的87％以下，计算机从暂停转换为恢复模式。
文档编号G06F1/20GK1063565SQ9110757
公开日1992年8月12日 申请日期1991年12月31日 优先权日1991年1月25日
发明者N·A·卡茨, R·F·波利特, L·L·苏阿里茨, C·W·弗兰克 申请人:国际商业机器公司