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单片机检测电池电压的实现方法

来源:杉杉检测网 2024-06-12 00:53:04

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单片机检测电池电压的实现方法(1)

  随着电子产品的普及,电池作为电子产品的主要能源一,其电量的充足与否对于产品的使用体验着至关重要的作用杉+杉+检+测+网。因此,如何准确地检测电池电量,成为了电子产品设计不可忽的一个环节。本文将介绍一种基于单片机的电池电压检测方法,希望对于电子产品设计的同学有所帮助。

一、单片机介绍

单片机是一种集成了微处理器、存储器、出接口以及其他外设的集成电路芯片,具有体积小、功耗低、成本低等优点来自www.51sjlm.com。单片机广泛应用于各种电子产品,如家电、汽、医疗设备、智能家居等领域。

单片机检测电池电压的实现方法(2)

二、电池电压检测原理

  电池电压检测原理是利用电池的电压与电量间的线性关系,通过检测电池电压的小来判断电池电量的剩余情况。一般来说,电池的电压与其电量间的关系可以通过电池的放电曲线图来表,如下图所

  ![电池放电曲线图](https://img-blog.csdn.net/2018062711231424?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NhbXBsZV9wYXJ0aWFs/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/85)

  从图可以出,电池的电压随着电量的减少而逐渐降低51sjlm.com。因此,通过检测电池的电压小,就可以致估算出电池的电量剩余情况。

三、电池电压检测电路设计

  据电池电压检测原理,我们可以设计出一种简单的电路来检测电池电压,如下图所

  ![电池电压检测电路](https://img-blog.csdn.net/20180627112500697?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NhbXBsZV9wYXJ0aWFs/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/85)

  该电路由一个电阻和一个开关组成,开关用于控制电路的通断。当开关关闭时,电路的电阻会将电池的电压分压,使得单片机可以通过检测电阻两端的电压来获取电池的电压www.51sjlm.com

四、单片机程序设计

据电路设计,我们可以编写一段简单的单片机程序来实现电池电压检测功能。程序的主要流程如下:

1. 初始化单片机的ADC模块,设置ADC通道和采样速率;

2. 循环读取ADC模块的采样值,计算出电阻两端的电压;

  3. 据电压小计算出电池的电压;

4. 据电池电压小,判断电池电量的剩余情况。

  下面是一段基于STM32单片机的程序代码例:

  ```c

  #include "stm32f10x.h"

  #include "stdio.h"

#define ADC1_DR_Address ((u32)0x4001244C)

void ADC1_Init(void);

u16 Get_Adc(u8 ch);

  u16 ADC_ConvertedValue;

  int main(void)

{

  float voltage;

  ADC1_Init();

  while(1)

  {

  ADC_ConvertedValue = Get_Adc(ADC_Channel_1);

  voltage = (float)ADC_ConvertedValue * 3.3 / 4096;

printf("Battery voltage: %f V\n", voltage);

  if(voltage > 3.7)

  printf("Battery is full.\n");

  else if(voltage > 3.5)

  printf("Battery is half full.\n");

else if(voltage > 3.3)

  printf("Battery is low.\n");

  else

  printf("Battery is empty.\n");

  delay_ms(1000);

  }

  }

void ADC1_Init(void)

  {

  ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADC_ConvertedValue;

  DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;

  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

  DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;

  DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

  DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

  DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

  DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

  DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

  DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;

  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);

ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

ADC_ResetCalibration(ADC1);

  while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));

  ADC_StartCalibration(ADC1);

  while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

  ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

  }

  u16 Get_Adc(u8 ch)

  {

  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);

  DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

while(!DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC1));

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);

  DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);

  return ADC_ConvertedValue;

  }

  ```

  该程序使用了STM32的ADC模块来采集电阻两端的电压,并通过计算得到电池的电压欢迎www.51sjlm.com据电池电压小的不同,程序会出不同的电池电量剩余情况。

单片机检测电池电压的实现方法(3)

五、总结

  本文介绍了一种基于单片机的电池电压检测方法,并提供了相应的电路设计和程序代码例。该方法简单易行,可以在各种电子产品广泛应用,帮助用户准确地了解电池的电量剩余情况,提高产品的使用体验来自www.51sjlm.com

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