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开源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 + l, Y! i0 @7 o! x3 I4 L
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c8 I1 s7 u$ {! y& d* [$ O) g+ _/ M7 B. o/ b- ?
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1 ADC 简介 i9 n+ f$ }" T9 w+ d0 F
! A! F" {* \, g' R( f7 F( i6 e
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。
( ]7 c3 T* H2 E! z: P0 I 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。
- M+ A/ `, n" x9 J, C/ } 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。) q# A! \' q8 @! 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。
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2 硬件设计
2 v# ]; J. `/ ?/ h
( [9 _8 D0 W4 w1 g# t5 o 本次 DA14580 采用 P01 脚直接测量电源电压。; Q: E3 t6 Y; v$ s+ v7 O6 j
3 G1 C, j! s U2 Z: |3 }# m
4 p1 X6 a- a4 [1 I+ X7 v6 p! B图 1& G3 g3 m, u& S
3 Z0 B6 e0 ~0 u' f0 t; [+ y% C; ]3 软件设计
- j$ T" J% C/ [ X) H# i" B/ R
. E% F# K4 g+ e" j1 D% c 软件开始，第一步要进行的是系统初始化。/ U: y. X5 j8 w, u
4 q- ^: M- E0 N; t5 Z: u( n. X- Z
. C0 v" q9 V, c" B8 z7 P 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。
; c, S+ c! y. v8 D- m! E$ q5 ` 关于 ADC 采集电压，主要是调用下边的函数0 p9 t$ z& ~6 [% e6 k( P s
1 k. j; h: ~2 A4 E
1 _5 [% q6 ] U% u/ ]
: N8 J# D$ K/ s' } K; P, `
7 `- U, O3 x5 Q0 ]2 B
6 ^2 \6 N3 ^1 Q; {& [4 t
/ {; v6 m2 g* `7 O& z" b& f! c 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。! y5 b( ?- |2 a% R" P9 X5 k
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。# r3 b: @0 Q1 h2 B; {
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。
! m* P, ~" S8 t" I* x) F6 E `+ p7 B# v; y4 n; o
% h/ b, u( u( a
, O# L6 G4 [5 S2 k4 w5 @" w) ^; {4 I8 R) G
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。
B- h `' U, L! f! G4 ~
- Y0 s7 _7 g {* x6 k8 I+ T
6 ~# f, w9 }9 [' K. _
% Q* ~4 A( |4 A! y( K) \$ m7 T7 W2 k! m/ B
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。: u E) P$ }& B, M1 F8 T. F2 ^
" E4 l& M0 I( Q
9 b& {5 _4 g$ J3 c% s4 实验现象
: e- t7 f* M$ y5 F
2 u; d+ x8 a4 }1 z8 h 首先，插好 Jlink 和 USB 转串口，然后打开打开串口调试助手。8 F" K; F% I+ \# o3 b8 |
8 g0 \0 v' |! Z; v, ] N i
（1）选择串口号，我们图中是 COM1，这个根据实际情况选择。4 Q8 J1 ~6 t6 [: c
8 Q/ j `/ p5 T" ]/ P8 |9 Q6 ]" m& k
（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。% g U% S: s$ {1 J! _
4 @0 s ]6 h1 T# _: M+ S （3）点击打开串口。
7 L V: X) v# ]1 |8 d6 o2 v6 t# t& A# ]' T6 v/ i
& @/ l9 t1 N# x( R. X图 20 P# M) T0 H' Z5 ~
配置完串口之后，打开我们提供的代码。 [* R! G. s( X* u
0 l( a* e. V5 Z. F2 @（1）点击仿真按键。
$ b( g1 q" ^+ w4 f8 Q
- W$ ^4 k# D4 n6 T3 O
7 c( D8 p8 }5 j. T% M) q3 b图 3# Z( h# P3 b# ^$ G/ E. ]
（2）点击运行代码。5 P7 @/ |; j' m6 m- z( M n4 }* q
t4 c$ Z n# G8 R) Z
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图 4
, e, n" S* k% J' t) K
% k9 ~- L# ^ C4 {& g; x1 Y. `9 L
( @. V& k5 t9 h+ j/ ~/ ~6 m完成之后，就能看到串口调试助手接收框信息如下。
- C8 F" V' L6 J2 d# w
% B; _ ]1 e- a0 R2 a! D
9 G/ j7 b8 G+ g$ p( L图 52 t# _; t$ E3 s' {; N% a
+ Z. o: D2 J& e0 g# X& S
4 D8 P7 i3 X" [5 k
_1 Q7 `: t2 U& M$ h文件下载请点击：
3_(100%开源)蓝牙心率防水运动手环_电池电量检测.pdf
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发表于 2022-8-2 14:05
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