一、引言

本文實現的鋰離子電池監測系統由DS2762鋰離子電池監測芯片、51單片機、液晶顯示模塊組成。其中的核心功能由DS2762芯片完成的。本文介紹了系統的硬件實現和軟件設計，以及DS2762芯片的特性和相關控制軟件程序。本系統功能強大、結構簡單，可用于數碼相機、智能電話及其它便攜式儀器的智能鋰離子電池模塊中。

二、系統硬件結構及工作原理

1、系統硬件結構。本系統的硬件設計力求簡潔，以便使單片機能夠完成更多其他功能。硬件實現如圖1所示：

圖1硬件結構圖

整個系統由DS2762鋰離子電池監測芯片、51單片機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離子電池監測芯片，集數據采集、信息儲存、安全保護于一身，具有功能強大、硬件接線簡單等特點。它完成對電池當前狀態的監測，包括當前電池的充/放電狀態、電壓、電流、溫度和剩余電量等參數的監測。DS2762芯片能自動采集這些數據，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。根據要控制用戶含義的外圍電路。

VDD:電池正極輸入。

Vin:感應電壓輸入。

51單片機按照用戶要對電池的相應參數讀取和處理，然后送往液晶顯示模塊顯示。由于存放這些參數的EEpROM具有非易失性，所以本系統具有掉電保護功能。由圖1可見，單片機是整個系統的控制處理中心，由于大量的工作由單片機完成，明顯地降低了系統硬件復雜度，極大地提高了系統的智能化。

液晶顯示模塊顯示用戶要了解的電池當前狀態信息，用戶根據這些信息以作出相應的處理。它僅僅接受單片機的控制和訪問。

工作原理：系統上電后，先確定電池的工作方式：單片機每88ms監測一次電壓，將DS2762的IS1和IS2兩端的壓差(Vis=Vis1-Vis2)轉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為負值，說明電池正在放電，也就是儀器正由鋰離子電池直流電源供電。接著單片機對DS2762發出采集電壓、溫度的控制命令。由于DS2762內部有A/D轉換器和數字溫度傳感器，可自動將電壓、溫度測量值存入DS2762相對應的寄存器，因此，單片機只要等待其采樣完畢后，讀取寄存器的內容，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，無須對其進行控制。電池充電時該值新增，放電時該值減少。單片機讀取此值后即可獲得剩余電量。

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

三、系統軟件實現及流程圖

為了滿足監測的實時性，單片機采用按時中斷的方式訪問DS2762,進行電池參數采集。首先設置單片機的計數器為按時方式，開啟按時器，按時長度可隨要靈活設定;然后單片機運行其他程序，等待按時中斷的到來，按時中斷發生之后進行中斷服務程序，對數據進行采集、處理和顯示;最后重新初始化按時中斷，返回。圖3是系統總體流程圖，圖4是中斷服務流程圖。

圖3系統總體流程圖

圖4中斷服務程序流程圖

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

圖5電池工作方式監測流程圖

圖6剩余電量監測流程圖

說明：1>單片機對DS2762進行任意存儲命令操作時，在發出每個命令之前都必須按照DS2762的復位時序要求。先發出復位信號且等待DS2762的應答(以示DS2762準備接受或發送數據),然后再發出一個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容。這可通過判斷EEpROM寄存器的EEC位即可。

四、結束語

本文介紹的基于DS2762芯片的鋰離子電池監測系統是一種便攜式儀器的一部分。系統硬件設計簡潔，且同單片機配合使用，不僅極大地提高了智能化，而且功能強大、操作方便，能夠與其他功能協同工作。