[发明专利]一种用于显微实验系统手持操作装置的节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及显微实验操作领域，具体而言，涉及一种用于显微实验系统的手持操作装置的节能方法。

背景技术

显微注射技术是现代生物工程重要的技术手段之一，广泛应用在转基因、试管婴儿和克隆等细胞工程领域。显微实验操作系统是一套完整的用于显微注射实验的自动化装置，它将自动控制、微电子、嵌入式、无线通讯等技术运用到显微注射实验中，通过手持操作装置和机械手驱动系统实现了显微注射实验的自动化和智能化，相比于传统人工操作，极大地提高了科研工作者的工作效率和工作质量。

手持操作装置是显微实验系统的人机接口，用户通过手持操作装置将命令发送至机械手驱动系统，由驱动系统控制三轴机械手实现对细胞探针的操作，并通过LCD显示屏实时显示机械手工作状态及参数，从而真正实现了显微实验的自动化和智能化。

手持操作装置为电池供电，随着显微实验系统对于手持操作装置功能需求的不断提高，手持装置的功耗也在随之不断增加，如何设计出性能稳定、功耗低的手持操作装置已经成为手持设备开发的难点之一。低功耗的硬件设计配合节能方法可以保证尽可能长的待机时间，不但减少了用户频繁充电给正常使用带来的不便，还延长了电池寿命。

因此，迫切需要一种用于显微实验系统的手持操作装置的节能方法来解决以上问题。

发明内容

为了满足显微实验系统人机接口的功能需求，并且减少供电电池的损耗，增加装置使用时间，延长电池寿命，本发明提供了一种用于显微实验系统的手持操作装置的节能方法。 

一种用于显微实验系统手持操作装置的节能方法，包括低压降、无抖动电源切换电路自动切换电源适配器和电池供电；低功耗电池电压检测电路及方法；以及微处理器浅睡眠、深睡眠相结合的运行方法；

所述低压降、无抖动电源切换电路包括微处理器复位芯片U1、PMOS晶体管和整流二极管；所述微处理器复位芯片U1的1脚耦接至系统参考地，2脚耦接至所述PMOS晶体管栅极，3脚耦接至电源适配器输出；所述PMOS晶体管漏极耦接至电池正极，源极耦接至系统负载；所述整流二极管阳极耦接至电源适配器输出，阴极耦接至负载；所述低压降、无抖动电源切换电路检测并等待电源适配器输出电压稳定后，自动将供电由电池切换至适配器；

      所述低功耗电池电压检测电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻第一端耦接至电池正极，所述第二电阻第一端耦接至微处理器通用输出引脚，所述第一电阻和第二电阻第二端耦接至微处理器模拟/数字转换器输入引脚；当需要检测电池电压时，耦接至第二电阻第一端的微处理器通用输出引脚切换为输出模式并输出低电平，微处理器通过耦接至第一电阻和第二电阻的第二端的模拟/数字转换器输入引脚获取电池电压；当不需要检测电池电压时，耦接至第二电阻第一端的微处理器通用输出引脚切换为高阻模式；

所述微处理器浅睡眠模式为微处理器的正常工作模式，即微处理器的外设工作、内核休眠，且周期定时唤醒内核，执行短暂监控程序后再次进入浅睡眠模式；所述手持操作装置未接收用户操作的持续时间超过预设值时，微处理器进入外设和内核同时休眠的深睡眠模式，用户通过按键唤醒，恢复至浅睡眠模式。

本发明的有益效果在于：本发明在满足了显微实验操作功能需求的基础上，通过低功耗的硬件设计和节能方法，减少供电电池的损耗，延长了电池寿命，增加了装置使用时间，提高了科研人员的工作效率和质量。

附图说明

图1是本发明节能方法的显微实验手持操作装置结构框图；

图2是本发明实施例提供的低压降、无抖动电源切换电路结构图；

图3是本发明实施例提供的低功耗简易电池电压检测电路结构图；

图4是本发明实施例提供的低功耗简易电池电压检测方法流程图；

图5是本发明实施例提供的微处理器节能运行主程序流程图；

图6是本发明实施例提供的微处理器唤醒中断服务程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

图1为采用本发明节能方法的显微实验手持操作装置结构框图。外围电路主要包括LCD显示屏、用于控制机械手运动的光电编码器和按键以及无线通讯模块，微处理器通过外设接口控制外围电路，完成手持操作装置的人机接口任务。低压降、无抖动电源切换电路用于根据电源适配器的连接情况切换系统供电电源。通过深睡眠、浅睡眠模式运行方法管理微处理器内核和外设以及外围电路的功耗，实现手持操作装置低功耗需求。低功耗电池电压检测电路结合低功耗电池电压检测方法，实现低功耗电池电压检测。