基于DS2438芯片的智能電池監(jiān)測系統(tǒng)

四、系統(tǒng)功能軟件實(shí)現(xiàn)及流程圖

　　為了滿足監(jiān)測的實(shí)時(shí)性，本系統(tǒng)單片機(jī)采用定時(shí)中斷的方式訪問DS2438，進(jìn)行電池參數(shù)采集。首先設(shè)置單片機(jī)的計(jì)數(shù)器為定時(shí)方式，開啟計(jì)數(shù)器，定時(shí)長短可隨需要靈活設(shè)定。然后單片機(jī)運(yùn)行其它程序，等待定時(shí)中斷的到來。定時(shí)中斷發(fā)生之后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，調(diào)用DS2438的控制操作程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，最后重新初始化定時(shí)中斷，返回。圖3是系統(tǒng)總體流程圖，圖4是中斷服務(wù)程序流程圖。

　　DS2438與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)僅用一根數(shù)據(jù)線，因此必須嚴(yán)格按照芯片的讀寫時(shí)序要求來編寫程序，這樣才能保證數(shù)據(jù)的正確讀寫。這一過程雖然繁瑣，但并不復(fù)雜，因篇幅有限，本文對此不予說明。下面介紹如何實(shí)現(xiàn)利用基于DS2438芯片的智能電池監(jiān)測系統(tǒng)對儀器的供電方式(直流或交流)和電池的電壓、電流、溫度、剩余電量進(jìn)行監(jiān)測。

　　1.供電方式的監(jiān)測

　　要確定儀器在使用中處于何種供電方式，可利用前面介紹的電流寄存器的值進(jìn)行判定。

　　首先單片機(jī)控制DS2438使其電流A/D轉(zhuǎn)換器使能，DS2438便會(huì)以每秒36.41次的速度對流入、流出電池塊電流自動(dòng)進(jìn)行測量，測量的結(jié)果存放于電流寄存器中。電流寄存器的高字節(jié)的高六位是流入電池電流的符號(hào)位，為1時(shí)表示電池正在充電，也就是儀器正由交流電源供電；為0表示電池正在放電，即儀器正由直流電池供電。因此，單片機(jī)讀出電流寄存器的值，對其高六位進(jìn)行判斷就可獲悉供電方式，同時(shí)也獲得了電流值。軟件流程圖見圖5。

　　2.電池電壓、溫度的測量

　　由于DS2438內(nèi)部有A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字溫度傳感器，要獲得電池的電壓、溫度只需要由單片機(jī)對DS2438發(fā)出采集電壓、溫度的控制命令，然后等待其采集完畢并自動(dòng)將電壓、溫度測量值存入相對應(yīng)的寄存器后，再由單片機(jī)讀取寄存器的內(nèi)容即可。在讀取寄存器值時(shí)，若單片機(jī)與DS2438之間的數(shù)據(jù)線為低電平，則表明DS2438正在進(jìn)行電壓、溫度轉(zhuǎn)換，此時(shí)不能讀取數(shù)據(jù)，只有當(dāng)數(shù)據(jù)線為高電平時(shí)，才能正確的讀取數(shù)據(jù)。
　　
　　3.剩余電量的監(jiān)測

　　電池的剩余電量是儀器在使用過程中用戶所需要的重要信息，它可用電流積分累加(ICA)寄存器的值求得。ICA寄存器的值是由DS2438定時(shí)自動(dòng)測量電池電流后更改的，無需對其進(jìn)行控制，只需單片機(jī)讀出ICA寄存器的值，然后將讀出的值代入公式(2)，便可得到電池的剩余電量。剩余電量監(jiān)測的流程圖見圖6。

　　剩余電量=ICA/(2048×RSENS) (2) 其中RSENS的單位為Ω。

　　說明：(1) 單片機(jī)對DS2438進(jìn)行任意存儲(chǔ)命令操作時(shí)，在發(fā)出每個(gè)命令之前都必須按照DS2438的復(fù)位時(shí)序要求，先發(fā)復(fù)位信號(hào)且等待DS2438的應(yīng)答(以示 DS2438準(zhǔn)備接受或發(fā)送數(shù)據(jù))，然后再發(fā)出一個(gè)ROM命令用以選擇總線上要訪問的DS2438，在本文的程序流程圖中，此過程用“DS2438的初始化”來代替；
　　(2) 在對DS2438控制之前，必須先寫狀態(tài)/標(biāo)志寄存器；
　　(3) 在讀取寄存器的值時(shí)，為防止讀取錯(cuò)誤，先要檢查DS2438是否正在修改寄存器的內(nèi)容，這可通過對狀態(tài)/標(biāo)志寄存器中的NVB位進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)。

五、結(jié)束語

　　本文介紹的基于DS2438芯片的智能電池監(jiān)測系統(tǒng)是一種便攜式儀器的一部分，實(shí)際使用證明本系統(tǒng)運(yùn)行可靠、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(shí)時(shí)監(jiān)測已成為一種必不可少的功能。因此本文所介紹的電池監(jiān)測系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性。