摘要：本文介紹了一種基于DS2762 芯片的智能鋰電池監(jiān)測系統(tǒng)。著重闡述了系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計,。系統(tǒng)借助單片機(jī)完成了實時監(jiān)測和顯示當(dāng)前狀態(tài)的功能,。本系統(tǒng)功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡單,， 可用于數(shù)碼相機(jī),、智能電話及其它便攜式儀器的智能鋰電池模塊中。

    一,、引言

    目前,， 在設(shè)計便攜式產(chǎn)品時通常采用電池供電。

    在使用電池供電時,， 電池的當(dāng)前狀態(tài)是用戶所關(guān)心的,， 如智能電話,、數(shù)碼相機(jī)等都實時顯示當(dāng)前的狀態(tài)。為此,， 在設(shè)計本文所涉及的儀器時,， 智能電池監(jiān)測系統(tǒng)被充分考慮,。本文實現(xiàn)的鋰電池監(jiān)測系統(tǒng)由DS2762 鋰電池監(jiān)測芯片,、51 單片機(jī)、液晶顯示模塊組成,。其中的核心功能由DS2762 芯片完成的,。本文介紹了系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計， 以及DS2762 芯片的特性和相關(guān)控制軟件程序,。

　　二,、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及工作原理

    1、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計力求簡潔,，以便使單片機(jī)能夠完成更多其他功能。硬件實現(xiàn)如圖1 所示：

圖1 硬件結(jié)構(gòu)圖

    整個系統(tǒng)由DS2762 鋰電池監(jiān)測芯片,、51 單片機(jī)和液晶顯示模塊組成,。DS2762 芯片是MAXIM公司推出的新一代智能鋰電池監(jiān)測芯片， 集數(shù)據(jù)采集,、信息儲存,、安全保護(hù)于一身，具有功能強(qiáng)大,、硬件接線簡單等特點,。它完成對電池當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)測， 包括當(dāng)前電池的充/ 放電狀態(tài),、電壓,、電流、溫度和剩余電量等參數(shù)的監(jiān)測,。DS2762 芯片能自動采集這些數(shù)據(jù),， 并將其放在存儲器中。

    DS2762 的引腳功能如下圖2 所示：

圖2 引腳功能

    PIO: 可編程的I/O 端,。根據(jù)需要控制用戶定義的外圍電路,。

    VDD: 電池正極輸入。

    Vin: 感應(yīng)電壓輸入,。

    51 單片機(jī)按照用戶需要對電池的相應(yīng)參數(shù)讀取和處理,， 然后送往液晶顯示模塊顯示。由于存放這些參數(shù)的EEPROM具有非易失性,， 所以本系統(tǒng)具有掉電保護(hù)功能,。由圖1 可見,， 單片機(jī)是整個系統(tǒng)的控制處理中心， 由于大量的工作由單片機(jī)完成,， 明顯地降低了系統(tǒng)硬件復(fù)雜度,， 極大地提高了系統(tǒng)的智能化。

    液晶顯示模塊顯示用戶需要了解的電池當(dāng)前狀態(tài)信息,， 用戶根據(jù)這些信息以作出相應(yīng)的處理,。它僅僅接受單片機(jī)的控制和訪問。

    2,、工作原理,。系統(tǒng)上電后， 先確定電池的工作方式： 單片機(jī)每88ms 監(jiān)測一次電壓,， 將DS2762的IS1 和IS2 兩端的壓差（ Vis=Vis1- Vis2） 轉(zhuǎn)換成電流后存入電流寄存器,。若Vis 為正值， 說明電池正在充電,； 若Vis 為負(fù)值,， 說明電池正在放電， 也就是儀器正由鋰電池直流電源供電,。接著單片機(jī)對DS2762 發(fā)出采集電壓,、溫度的控制命令。由于DS2762 內(nèi)部有A/D 轉(zhuǎn)換器和數(shù)字溫度傳感器,， 可自動將電壓,、溫度測量值存入DS2762 相對應(yīng)的寄存器， 因此,， 單片機(jī)只要等待其采樣完畢后,， 讀取寄存器的內(nèi)容， 最后送液晶顯示模塊顯示,。

    電池的剩余電量可用電流累加寄存器的值求得,。電流累加寄存器的值是由DS2762 實時自動測量電池電流后更改的， 無須對其進(jìn)行控制,。電池充電時該值增加,， 放電時該值減少。單片機(jī)讀取此值后即可獲得剩余電量,。

    場效應(yīng)管FET1,、FET2 等構(gòu)成DS2762的充放電保護(hù)回路。過壓保護(hù)：如果電池電壓Vin 超出過壓門限電壓Vov, 延時Tovd后,，DS2762 將關(guān)閉充電場效應(yīng)管FET1.欠壓保護(hù)： 如果電池電壓Vin 低于欠壓門限電壓Vuv, 延時Tuvd 后,，DS2762 將關(guān)閉充電和放電場效應(yīng)管FET1、FET2, 進(jìn)入睡眠方式， 等待充電指令,。充電過流保護(hù)：如果Vis（Vis=Vis1- Vis2）超出過流門限Voc, 延時Tocd 后,， DS2762 將關(guān)閉場效應(yīng)管FET1、FET2.放電過流保護(hù)：如果Vis 低于- Voc, 延時Tocd 后,， DS2762 將關(guān)閉放電場效應(yīng)管FET2.短路保護(hù)：如果SNS 腳的電壓超過短路門限電壓,， 延時Tscd 后， DS2762 將關(guān)閉放電場效應(yīng)管FET2.

　　三,、系統(tǒng)軟件實現(xiàn)及流程圖

    為了滿足監(jiān)測的實時性,， 單片機(jī)采用定時中斷的方式訪問DS2762, 進(jìn)行電池參數(shù)采集。首先設(shè)置單片機(jī)的計數(shù)器為定時方式,， 開啟定時器,， 定時長度可隨需要靈活設(shè)定,； 然后單片機(jī)運(yùn)行其他程序,， 等待定時中斷的到來， 定時中斷發(fā)生之后進(jìn)行中斷服務(wù)程序,， 對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,、處理和顯示； 最后重新初始化定時中斷,， 返回,。圖3 是系統(tǒng)總體流程圖， 圖4 是中斷服務(wù)流程圖,。

圖3 系統(tǒng)總體流程圖

圖4 中斷服務(wù)程序流程圖

    DS2762 與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時僅用一根數(shù)據(jù)線（ DQ） , 因此必須嚴(yán)格按照芯片的讀寫時序要求來編寫程序,， 這樣才能保證數(shù)據(jù)的正確讀寫。圖5,、圖6 是DS2762 芯片對電池的工作方式和剩余電量進(jìn)行監(jiān)測的程序流程圖：

圖5 電池工作方式監(jiān)測流程圖

圖6 剩余電量監(jiān)測流程圖

    說明： 1> 單片機(jī)對DS2762 進(jìn)行任意存儲命令操作時,， 在發(fā)出每個命令之前都必須按照DS2762的復(fù)位時序要求。先發(fā)出復(fù)位信號且等待DS2762的應(yīng)答（ 以示DS2762 準(zhǔn)備接受或發(fā)送數(shù)據(jù)） , 然后再發(fā)出一個ROM 命令用以選擇總線上要訪問的DS2762.在本文的程序流程圖中此過程用"DS2762的初始化"來代替,。2> 在讀取寄存器的值時,， 為防止讀取錯誤， 先要檢查DS2762 是否正在修改寄存器的內(nèi)容,。這可通過判斷EEPROM寄存器的EEC 位即可,。

    四、結(jié)束語

    本文介紹的基于DS2762 芯片的鋰電池監(jiān)測系統(tǒng)是一種便攜式儀器的一部分,。系統(tǒng)硬件設(shè)計簡潔,，且同單片機(jī)配合使用， 不僅極大地提高了智能化,， 而且功能強(qiáng)大,、操作方便， 能夠與其他功能協(xié)同工作。

    隨著各種便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,， 電池實時監(jiān)測已成為一種必不可少的功能,， 因此本文所介紹的系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實用性， 可用于數(shù)碼相機(jī),、智能電話及其他便攜式儀器的智能鋰電池監(jiān)測模塊中,。<