請(qǐng)問(wèn)PFS122B是如何利用內(nèi)部參考電壓反推VDD的？

在一些電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，往往需要單片機(jī)去檢測(cè)電池電壓的使用情況。在以往的設(shè)計(jì)中，多少設(shè)計(jì)者會(huì)利用一路AD輸入口來(lái)對(duì)電池分壓，然后檢測(cè)分壓點(diǎn)的電壓來(lái)計(jì)算VDD的值是多少。如圖所示：

采用這種方法計(jì)算VDD的優(yōu)點(diǎn)是精度相對(duì)較高，缺點(diǎn)是會(huì)消耗靜態(tài)電流和占用一個(gè)AD口。所以在后來(lái)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者往往直接把電池的電壓接在MCU的VDD上，然后通過(guò)內(nèi)部提供的一路或者多路參考電壓來(lái)計(jì)算VDD。以利用內(nèi)部1.2V作為一路AD輸入為例，當(dāng)設(shè)置VDD為AD轉(zhuǎn)換參考的參考電壓，那么在不同的VDD時(shí)，對(duì)1.2V參考電壓轉(zhuǎn)換的結(jié)果不一樣。

如果AD為12位數(shù)字精度，那么VDD對(duì)應(yīng)的值為 VDD= 1200*4095/AD轉(zhuǎn)換值。其他的參考電壓1.6V,2.0V,2.4V計(jì)算方式類(lèi)似。一般普通的鋰電池電壓，在使用過(guò)程中的電壓值會(huì)是3.0V~4.25V之間，低于3.0V會(huì)被做低壓保護(hù)處理，不讓用戶(hù)繼續(xù)使用該產(chǎn)品，以起到保護(hù)電池的作用。

因?yàn)镻FS122B，內(nèi)部具有多路的參考電壓，1.2V,1.6V,2.0V,2.4V，3.0V,4.0V等?？紤]到電池放電的低壓情況，一般參考電壓用到2.4V以下就可以了。因?yàn)楫?dāng)VDD都沒(méi)有參考電壓高時(shí)，參考電壓的實(shí)際值肯定也不準(zhǔn)了，這時(shí)已經(jīng)失去了參考的意義。

為了比較一下看看PFS122B，采用哪種參考電壓反推VDD的效果會(huì)更好，我做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)利用PFS122B一個(gè)IO口輸出顯示數(shù)據(jù)，其他只接VDD和GND，利用內(nèi)部的參考電壓來(lái)計(jì)算測(cè)試的VDD值。實(shí)驗(yàn)的ADC采樣只是簡(jiǎn)單地做了16次短時(shí)間內(nèi)求平均的方法。單次采集的數(shù)據(jù)并沒(méi)有取中間值：

voidGet_16_AD (void)

{

word ad_temp;

word ad16;

byte cnt;

AD_Start=1;//Skip first ADC, can delete by your select

while(!AD_DONE)

{

nop;

}//

ad16=0;

cnt=16;

do

{

AD_Start=1;//Skip first ADC, can delete by your select

while(!AD_DONE)

{

nop;

}//

//

ad_temp = adcrh << 8 | adcrl;

ad16 += ad_temp >> 4;

// get_middle_adc_from_3();

//ad16 += adcr;8bit

.wdreset;

} while (--cnt);

adc_result=ad16 >> 4;// >> 4;

}

ADC初始化做了很多種設(shè)置：

void ad_init(void)

{

/*

$ ADCM /2, 12bit;

$ ADCC Enable, ADC;//PB7 通道

$ ADCRGC VDD; // */

$ ADCM 12bit,/8;

$ ADCC Enable, ADC;

switch(sys_mode)

{

case 0:

{

$ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V2; //

break;

}

case 1:

{

$ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V6; //

break;

}

case 2:

{

$ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_2V; //

break;

}

case 3:

{

$ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_2V4; //

break;

}

case 4:

{

$ ADCRGC 2V,ADC_VDD/4; // 目前看起來(lái)是這種設(shè)置，利用內(nèi)部2V參考電壓，轉(zhuǎn)化1/4VDD效果更為理想。

break;

}

default:

{

$ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V2; //

break;

}

}

.delay 1600;//延時(shí)400us

}

實(shí)驗(yàn)照片結(jié)果比較，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換的高電壓為VDD時(shí)，直接采用內(nèi)部1.2V作為一路輸入的誤差最大，2.4V作為一路輸入的誤差最小。但是這種效果，還是沒(méi)有采用內(nèi)部2V作為AD轉(zhuǎn)換的參考高電壓，利用1/4VDD作為輸入讀取的結(jié)果值更為接近實(shí)際值。

利用VDD做AD轉(zhuǎn)換高電壓，內(nèi)部1.2V作為一路輸入的誤差約60mv。

利用VDD做AD轉(zhuǎn)換高電壓，內(nèi)部1.6V作為一路輸入的誤差約50mv。

利用VDD做AD轉(zhuǎn)換高電壓，內(nèi)部2.0V作為一路輸入的誤差約40mv。

利用VDD做AD轉(zhuǎn)換高電壓，內(nèi)部1.2V作為一路輸入的誤差約30mv。

利用內(nèi)部2V做AD轉(zhuǎn)換高電壓，1/4VDD作為一路輸入的誤差約15mv。

這可是相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確了，檢測(cè)誤差有時(shí)在10mV以?xún)?nèi)。

審核編輯：劉清