【开源教程5】疯壳·开源蓝牙心率防水运动手环-电池电量检测

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蓝牙心率防水运动手环

——疯壳·智能穿戴开发系列

电池电量检测

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2 H4 j$ T0 M/ A
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1  ADC 简介

  ADC（Analog-to-Digital Converter），模/数转换器或者模数转换器，是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。
  我们 DA14580 集成一个高速超低功耗的 10 位通用模数转换器。可以工作于单端模式也可以工作于差分模式。ADC 模块有一个 1.2V 的电压校准器，作为满量程的参考电压。
  该 ADC 模块是 10 位动态模数转换，转换时间为 65ns；最大的采样率为3.3MHz；超低功耗(在 100KHz 的采样速率下典型供电电流为 5uA)；有单端与差分两个输入比例；有 4 个单端或者 2 个差分输入通道；电池检测功能；斩波器功能；偏移和零刻度调整；公共端模式输入电平调整。
/ B8 L8 j2 m" `- K$ g  由于电池电压与其放电时长成负相关关系，我们就可以通过 DA14580 的 ADC测量电池电压，直接判断我们所使用的电池剩余电量大小。

2  硬件设计

  本次 DA14580 采用 P01 脚直接测量电源电压。


$ O8 U" q4 ^1 l3 `" Z, i图 1
) [- g" P+ d7 M; ], u; @: j; h
" C2 W! c6 l) U* z3  软件设计
5 U# S$ S/ w2 e% L8 v! b
  软件开始，第一步要进行的是系统初始化。

8 ^- _+ b7 Z& G0 I



  由于我们要使用串口打印，就要配置我们要使用的串口。首先，要点调用GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT,   UART2_TX_PIN,   OUTPUT,  PID_UART2_TX,false) GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT, UART2_RX_PIN, INPUT, PID_UART2_RX, false)配置我们使用的串口管脚，然后使用 SetBits16(CLK_PER_REG, UART2_ENABLE,1) 来使能我们要使用的串口 2 ， 最后调用uart2_init(UART2_BAUDRATE,UART2_DATALENGTH)初始化串口。完成以上的 3 个流程，就可以通过串口打印信息了。
  关于 ADC 采集电压，主要是调用下边的函数
/ H, G3 o) L7 U: j* g3 U. R8 ~! x
% \0 k, ~* x0 d2 j9 R3 @
$ f5 p  M- j  q. W
% U; B# B! X; o1 T( y* G4 [0 a$ W
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  在这个函数中， 首先是采用 adc_init(uint16_t mode, uint16_t sign, uint16_tattn)，对 ADC 进行初始化。第一个参数 mode 是 ADC 模式选择，0 表示差分模式，GP_ADC_SE(0x800)表示单端模式，我们采用的是 GP_ADC_SE，单端模式。第二个参数 sign,0 表示默认模式，这里用P_ADC_SIGN(0x0400)，选择通过相反的ADC 符号获取两个采样值来取消内部的偏置电压。最后的参数 attn 设置输入最大电压值，0 对应 1.2v，这里选 GP_ADC_ATTN3X(0x0002)对应 3.6v。
. Q* P3 }0 S' q2 c9 W# b  完成 ADC 初始化后，就要使能相关的 ADC 通道。adc_enable_channel(uint16_t input_selection)，本次使用的是通道 ADC_CHANNEL_VBAT3V。
9 Q8 w7 N; t/ k) s: K8 D5 w  完成 ADC 的初始化和通道使能后，就可以调用 adc_get_sample(void)获取数字电压。
3 B8 w3 ^8 Z$ b2 f% Q) c* S4 m



8 y% S$ m! ]/ S! A7 Y  最后就是通过下面函数将数字电压转换为剩余电量百分比。
* w3 ?; J( K$ Q, d9 Y$ N4 X2 M


  这是函数采用的分段的形式，这是由于我们的电池电压与电池剩余电量的关系是一条曲线，通过分段计算，可以提高精度。当然，大家也可以根据自己的实际情况改动上述函数。


4   实验现象

  首先，插好 Jlink 和 USB 转串口，然后打开打开串口调试助手。

  （1）选择串口号，我们图中是 COM1，这个根据实际情况选择。

- E- {0 n' j3 X/ V# c* r" u  （2）配置串口参数，波特率为 115200，数据位 8，停止位 1，没有校验位和控制流，与下图一致。
2 x" h0 D  h+ W/ V
+ S# o) R( Z+ U: y; I  （3）点击打开串口。


4 s1 A- }/ r: E图 2
配置完串口之后，打开我们提供的代码。

（1）点击仿真按键。
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图 3
8 O& ~+ t( s+ @) F6 r* k$ M（2）点击运行代码。

- \, e: @, `) [        
图 4
2 U9 X9 _/ j2 N4 o3 t9 `

完成之后，就能看到串口调试助手接收框信息如下。

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/ L, @3 J+ s8 a& O% r. S% i图 5



% A% ^" o( Y' r- I7 _0 t

Sleep_xz

IO口多一点比较方便，可以预留很多控制部件