基于DS2438芯片的智能電池監測系統

四、系統功能軟件實現及流程圖

　　為了滿足監測的實時性，本系統單片機采用定時中斷的方式訪問DS2438，進行電池參數采集。首先設置單片機的計數器為定時方式，開啟計數器，定時長短可隨需要靈活設定。然后單片機運行其它程序，等待定時中斷的到來。定時中斷發生之后進入中斷服務程序，調用DS2438的控制操作程序，進行數據采集，并將采集來的數據進行處理和顯示，最后重新初始化定時中斷，返回。圖3是系統總體流程圖，圖4是中斷服務程序流程圖。

　　DS2438與單片機進行數據通訊時僅用一根數據線，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。這一過程雖然繁瑣，但并不復雜，因篇幅有限，本文對此不予說明。下面介紹如何實現利用基于DS2438芯片的智能電池監測系統對儀器的供電方式(直流或交流)和電池的電壓、電流、溫度、剩余電量進行監測。

　　1.供電方式的監測

　　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行判定。

　　首先單片機控制DS2438使其電流A/D轉換器使能，DS2438便會以每秒36.41次的速度對流入、流出電池塊電流自動進行測量，測量的結果存放于電流寄存器中。電流寄存器的高字節的高六位是流入電池電流的符號位，為1時表示電池正在充電，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，單片機讀出電流寄存器的值，對其高六位進行判斷就可獲悉供電方式，同時也獲得了電流值。軟件流程圖見圖5。

　　2.電池電壓、溫度的測量

　　由于DS2438內部有A/D轉換器和數字溫度傳感器，要獲得電池的電壓、溫度只需要由單片機對DS2438發出采集電壓、溫度的控制命令，然后等待其采集完畢并自動將電壓、溫度測量值存入相對應的寄存器后，再由單片機讀取寄存器的內容即可。在讀取寄存器值時，若單片機與DS2438之間的數據線為低電平，則表明DS2438正在進行電壓、溫度轉換，此時不能讀取數據，只有當數據線為高電平時，才能正確的讀取數據。
　　
　　3.剩余電量的監測

　　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定時自動測量電池電流后更改的，無需對其進行控制，只需單片機讀出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) 單片機對DS2438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DS2438的復位時序要求，先發復位信號且等待DS2438的應答(以示 DS2438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/標志寄存器；
　　(3) 在讀取寄存器的值時，為防止讀取錯誤，先要檢查DS2438是否正在修改寄存器的內容，這可通過對狀態/標志寄存器中的NVB位進行判斷實現。

五、結束語

　　本文介紹的基于DS2438芯片的智能電池監測系統是一種便攜式儀器的一部分，實際使用證明本系統運行可靠、功能強大、操作方便、能夠與其他功能協同工作。隨著各種便攜式電子產品的廣泛應用，電池實時監測已成為一種必不可少的功能。因此本文所介紹的電池監測系統具有較強的實用性。