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使用1点栏图显示屏简化电池仪表

文章：Benabadji Mohammed Salim

该显示器使用廉价的六针微控制器和三色LED，实现通常的四个LED条形图电池表的简单替代方案。

随着嵌入式系统的快速增长，特别是IOT设备，在为它们的可充电电池系统中提高了越来越多的需求。特别是，许多应用可以从经济效益，但精确的电池电量计中受益。虽然大多数汽车，医疗和军事应用需要完整的电池管理系统（BMS）的功能，但许多其他产品将通过更简单的电池仪表提供良好的服务，只需告诉用户可以为设备供电量多少电量。

这种设计思想是一个1点杆图表显示，提供了一种简单，紧凑，低成本，低功耗的替代方案，以及通常的四个LED条形图电池表[1]。它由表面安装（SMD）样式RGB LED组成，由超小型因子微控制器驱动，在这种情况下，在6针封装中的Microchip PIC10F220或PIC10F222。得到的溶液可以在PCB上实现，小于3.1×3.2mm²或轻松集成到现有设计中（图1）。

图11点杆图表显示为通常的条形图电池表提供了紧凑且低功耗的替代品。

原型板的小尺寸使得易于添加到目前缺少电池表的现有产品中。在该示例中，它在锂离子电池供电组的情况下安装在锂离子电池供电组的情况下，其中PIC使用其内部0.6V带隙参考来测量电池的电压（在其自己的VDD引脚上感测）。用ADC拍摄的测量值表示0.6V参考作为VDD输入处的电压感应的百分比。随着VDD的增加，所产生的数字将减少，反之亦然，导致感测电压与A / D的输出值之间的“1 / x”关系。用于导出来自A / D输出的所谓电压的实际值的计算可用于Microchip应用笔记AN1072 [2]。

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与任何充电状态表一样，这种设计必须考虑在选择微控制器的阈值电压时锂离子电池[3]所呈现的非线性电压与电荷曲线的状态。to the battery’s state of charge (red, yellow, green, or blue). In order to avoid the difficulties involved with using PIC’s limited math capabilities to calculate the state of charge each time Vdd is measured, we created a lookup table that can be stored in the PIC’s program memory. The table (可用）使用Microsoft Excel创建，仅涵盖电池组的电压范围，在这种情况下为2.9到4.3V。当通过PIC的8位ADC测量时，这些电压将产生52和35之间的输出值。

图2使用查找表可以简化充电状态计算。

为了最大限度地减少功耗，设计使用高亮度RGB LED [4]，并将微控制器配置为保持在睡眠模式，直到它从其看门狗定时器（大约每秒一次）接收定期中断。一旦从睡眠模式唤醒，控制器通过驱动与最近测量值的颜色相关联的LED的引脚来测量其VDD引脚上存在的电压，并闪烁相应的LED（每0.25秒钟每0.25次）。

微控制器的两个汇编源代码列表的两个版本可供下载，使设计能够驱动公共阳极或公共阴极RGB LED。代码列表已完全注释，大小优化，并使用宏轻松阅读。此外，它们很紧凑，只需要85个程序单词和3个数据字节，使得在几乎任何其他针限量的PICmicro上易于实现应用程序。注意，通过一点实验，应该可以修改这里提供的程序以在阈值之间插入，并且根据电池的充电状态成比例地照亮两个LED。