單片機如何通過ADC檢測電壓來監(jiān)控電池電量

　　單片機可通過ADC檢測電壓來監(jiān)控電池電量

　　我們一般通過檢測電壓來判斷鋰電池的電量。單節(jié)鋰電池標稱電壓為3.7V，充滿電壓為4.2V。電壓大于等于4.2V我們認為電量為100%，電池電壓等于3.82V時認為電量為50%，電池電壓小于等于3.0V時認為電量為0%。當然不同的鋰電池是有差異的，需要根據(jù)鋰電池的規(guī)格來定。

　　要監(jiān)測電池電量就離不開ADC，如果單片機本身有ADC就簡單了，沒有ADC的話可以外置一個ADC芯片。

　　鋰電池電壓測量電路設計

　　首先，需要設計一個用于測量鋰電池電壓的分壓電路，為了省電，我們可以設計一個帶開關的電路，在需要測量電壓的時候再給分壓電阻供電，如下圖，當EN_CHK_V為低電平時，Q3截止，關斷分壓電阻的供電；需要測量電池電壓時，EN_CHK_V設置為高電平，Q3導通，單片機的ADC通道（CHK_V）就可以檢測電壓了。

　　大家可能問，為什么要分壓呢？為什么不直接測量電池的電壓？這與單片機的參考電壓有關系，不分壓的話，電池電壓高于參考電壓就沒法測量了，大家繼續(xù)往下看就明白了。

　　ADC檢測電壓，需要有一個參考電壓基準或者參照電壓

　　任何測量，都需要有一個參照或者參考，ADC測量電壓也不例外。假如參考電壓為2.5V，那么ADC測出滿量程就是2.5V了。因為鋰電池的電壓在3.0V~4.2V間變化的，所以比較適合用LDO或者TL431設計一個2.5V的參考電壓。鋰電池的電壓經(jīng)過上面的分壓電路后，最大測量值就不會超過2.5V這個參考電壓了。

　　如果單片機的ADC是12bit，那么滿量程為0xFFF（4095）=2.5V，電壓計算如下：

　　0xFFF / AD值 = 2.5/V

　　V = （2.5 x AD值） / 0xFFF

　　當然這個測量出來的電壓值是經(jīng)過電阻分壓的，大家還需要按分壓比例算出真正的電池電壓值，得到鋰電池的電壓值，就可以按照電量與電壓的對應關系，計算得到鋰電池的電量。

　　如果單片機內(nèi)部有參照電壓，就更為簡單的。以STM32系列的單片機為例，STM32的內(nèi)部有一個參照電壓VREFINT，相當于一個標準電壓測量點，它和ADCx_IN17連接，這個參考電照與參考電壓是不一樣的哦。有了這個參照電壓，即使鋰電池的電壓發(fā)生變化，也可以通過參照電壓計算出真實的電壓值，在測量鋰電池電壓值之前，我們需要先讀出參照電壓的ADC測量數(shù)值，記為ADrefint，再去讀出鋰電池電壓ADC數(shù)值，記為ADchx，則要測量的電壓為：

　　Vchx = Vrefint * （ADchx/ADrefint）

　　其中ADrefint是固定值，需要查看對應單片機的規(guī)格書。

　　如果你用的是STM32有單片機，可以去了解一下內(nèi)部參照電壓的使用哦。