高精度锂电池监测芯片DS2762的原理及应用..docVIP

高精度锂电池监测芯片DS2762的原理及应用 　 摘要：DS2762是MAXIM公司推出的智能高精度锂电池监测芯片。该芯片集数据采集、信息储存及安全保护于一身，且功能强大，结构简单。文章介绍了DS2762的特性，给出了DS2762与单片机的硬件连接电路及应用软件流程。关键词：DS2762；　锂电池监测；　单片机１　主要特点为了满足当前移动性和轻便性的要求，设计便携式产品时通常采用电池供电。而使用电池供电时，电池的当前状态往往是用户所关心的问题之一，当前的智能电话、数码相机等都需要实时显示电池的当前状态。通过ＭＡＸＩＭ公司的ＤＳ２７６２即可实时监测电池的电压、电流、充放电状况及剩余电量等参数，并可以把这些数据储存起来，提供给单片机作相应处理。ＤＳ２７６２芯片是ＭＡＸＩＭ公司推出的新一代智能锂电池监测芯片，该芯片集数据采集、信息储存、安全保护于一身,而且功能强大、硬件接线简单。其主要特性如下：●仅用一根双向数据线即可实现与单片机的通讯。●内含温度传感器，可免去在电池块内装设热敏电阻。●片内模数转换器可进行电池电压监测，以用于判定电池充电和放电的结束。●通过片内电流累加器可实时记录电流流入、流出的总量。●具有两种电流感应模式一是片内２５ｍΩ电阻感应方式，二是可由片外用户选择的电阻感应方式。●具有两种电源模式：即工作方式和睡眠方式。在正常工作模式，ＤＳ２７６２可实时监测电流、电压、温度和剩余电量等参数，而在睡眠模式，ＤＳ２７６２将停止对这些参数的监测。２　引脚功能ＤＳ２７６２的引脚排列如图１所示，各引脚的功能如下：ＣＣ:充电保护控制脚；ＰＬＳ：用户端电压正极;ＤＣ:放电保护控制脚；ＳＮＳ：感应电阻连接端;ＤＱ:数据输入、输出端口；ＩＳ１，ＩＳ２：感应输入端ＰＳ:电源模式选择端；ＶＳＳ：接地;ＰＩＯ：可编程Ｉ／Ｏ端:可根据需要控制用户定义的外围电路；ＶＤＤ：电池正极输入Ｖｉｎ：感应电压输入。３　ＤＳ２７６２的存储结构ＤＳ２７６２内含ＥＥＰＲＯＭ、可锁存ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ和其它一些功能寄存器，表１是ＤＳ２７６２的内部存储器结构。其中ＥＥＰＲＯＭ是非易失性存储器，具有掉电保护功能，可用于储存电池的重要信息；处于锁存状态时，也可用可锁存ＥＥＰＲＯＭ储存其它一些固定信息；ＳＲＡＭ一般用于储存一些不重要的临时数据。采集到的数据先存到ＲＡＭ，然后进入ＥＥＰＲＯＭ；实际上，ＥＥＰＲＯＭ中的信息也可复制到ＲＡＭ，这两者是镜像关系。表1 DS2762的内部存储器结构表ＤＳ２７６２的操作命令有两类：一类是地址命令，包括读地址、地址匹配、跳过、ＳＷＡＰ等。另一类是功能命令，包括读数据、写数据、复制数据、取消数据和锁存等。４　应用以ＤＳ２７６２为核心设计的智能锂电池监测系统的硬件结构如图２所示。本系统采用片内电阻感应方式。本电池监测系统由ＤＳ２７６２锂电池监测芯片、５１单片机和液晶显示模块组成。ＤＳ２７６２主要完成对电池当前状态的监测，包括当前电池的充、放电状态、电压、电流、温度和剩余电量等参数的监测,同时它还能自动采集这些数据，并将其放在存储器中。场效应管ＦＥＴ１、ＦＥＴ２等构成了ＤＳ２７６２的充、放电保护回路，可用于实现过压、欠压、充电过流以及短路保护等功能。通过８０５１单片机可以按照用户需要对电池的相应参数进行读取和处理，然后送往液晶显示模块进行显示。由于存放这些参数的ＥＥＰＲＯＭ具有非易失性，所以本系统同时具有掉电保护功能。图２电路中的单片机是整个系统的控制处理中心，由于大量的工作均可由单片机来完成，因而明显地降低了该系统的硬件复杂度。液晶显示模块可用来显示用户需要了解的电池当前状态信息，以便用户可根据这些信息作出相应的处理。实际上，该液晶显示模块只接受单片机的控制和访问。由于ＤＳ２７６２与单片机进行数据通讯时仅用一根数据线，因此，必须严格按照芯片的读写时序要求来编写程序，这样才能保证数据的正确读写。下面介绍利用ＤＳ２７６２芯片来对电池的工作方式和电压、电流、温度、剩余电量等参数进行监测的具体实现方法。（１） 电池工作方式的监测要确定电池在使用中处于何种工作方式，可利用ＤＳ２７６２中电流寄存器的值来进行判断。单片机每８８ｍｓ监测一次电压，并将ＩＳ１和ＩＳ２两端的压差（Ｖｉｓ＝Ｖｉｓ１－Ｖｉｓ２）转换成电流存入电流寄存器。若Ｖｉｓ为正值，说明电池正在充电；若Ｖｉｓ为负值，说明电池正在放电，也就是仪器正由锂电池供电。其软件流程图见图３所示。（２） 电池电压和温度的测量由于ＤＳ２７６２芯片内部集成有Ａ／Ｄ转换器和数字温度传感器，因此，要获得电池的电压、温度等参数，只需通过单片机对ＤＳ２７６２发出采集电压、温度的控制命令，并