一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法
技术领域
1.本发明涉及电池电量检测技术领域，特别是涉及一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法。
背景技术：2.锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、gps终端等消费类电子设备中。这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等功能。随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mah增长到现在1500mah，并且还有继续增长的趋势。
3.随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据，因此，在pmp和gps中，电量计不断加入到设备中。
4.现有的电池电量检测方法在进行检测的过程中，检测结果不够准确，检测过程较为复杂，而且无法检测出电池的电压以及温度，不能监测电池的健康情况。
技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，解决背景技术中的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.本发明为一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，包括以下步骤：
8.步骤一：
9.准备一个库仑计，库伦计中设置电池监控芯片stc3100，stc3100与mtk平台连接，电池连接在库伦计上，库仑计中设置一个电流检测电阻，电流检测电阻串在电池的正极或者负极，当电流流入或者流出电池时，电流在电阻的两端产生电压vsense；
10.该电流与时间做积分就是变化的电量，因此其可以精确跟踪电池的电量变化，精度可达1％，尽管库仑计存在电池初次预估的问题，且电流电阻的精度直接影响了电量的精度；但是配合电池电压和温度的监控，一些软件算法可以较好地减小锂初次电量预估、电池老化、电流检测电阻精度等等因素对测量结果的影响。
11.步骤二：
12.所述stc3100中的库仑计设置一个用于作为计算电量时基的时钟；
13.所述stc3100是意法半导体带库仑计的电池监控芯片，它能够监控电池的电压、温度、和电流，集成一个可编程的12～14位的模数转换器，硬件积分器用于库仑计功能的计算，所测电流最大可达2.5a，积分器可以用7000mah的电池，分辨率可达0.2mah。
14.步骤三：
15.所述电流检测电阻上的电压经模数转换器采样后放置于reg_curret寄存器中，而模数转换器的最低有效位是11.7uv，按式(1)计算实际流过的电流值：
16.i1＝reg
curret
×
11
×
77/r
cg
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
17.r
cg
为电流检测电阻的阻值；
18.步骤四：
19.所述stc3100会把rcg两端的电压值与采样周期相乘后放入28位的累加器中，其中的高16位会放入reg_charge寄存器中,按式(2)：
20.g(s)＝k/(1+ts)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
21.计算实际电压值后，获取实际剩余电量，其中，t为初始时间值，k为惯性环节增益，s为复频域中的变量；
22.步骤五：
23.所述stc3100还可测出电池电压以及温度，并将计算结果传输到mtk平台。
24.所述stc3100带有一个i2c接口与处理器端进行通讯，并且集成了32bytes的ram，用于存储电池的电量或其他特性信息。
25.所述步骤二中的时钟为内部时钟，通过一个200kohm0.1％的电阻连接与rosc管脚和地之间，内部时钟精度在其供电电压和工作温度范围内为2.5％。
26.所述电流采样电阻rcg是用采集流入或流出电池的电流，由于模数转换器采样的限制，该电阻的压降不能超过+/-80mv，所以，该阻值由应用中最大的峰值电流决定。
27.所述stc3100自身的供电管脚vcc和电池电压检测管脚vin是分开的。
28.所述电池电压经模数转换器采样后放于reg_voltage寄存器中，按照式(3)：
29.v＝reg
voltage
×
2.44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。
30.所述温度经模数转换器采样后放于reg_temperature寄存器中，按照式(4)：
31.v＝reg
temperature
×
0.125
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
32.所述stc3100的gnd管脚要用一个pcb走线连接与电阻的地端；
33.其中，stc3100寄存器中可以直接读出电量的变化值、电池电压、电流、温度等数据，系统处理器需要在上电时，配置stc3100的寄存器，启动其电量计数功能，如果是第一次上电，需要通过检测的电池电压进行电池容量的初次预估。完成初次预估后就可以进行实时的电池电量的实时计算。
34.本发明具有以下有益效果：
35.本发明通过精确地监控电池电压、电流、温度，并且实时输出电池电量，减轻了系统的工作量，并且它本身具有较小的功耗，比较适合便携式设备的应用，通过模数转换器采样，并且通过计算式计算，能够测量电池的电压和温度，提高了适用性，通过监测电池，更科学的使用电池，延长了电池的使用寿命，通过库伦计中设置电池监控芯片stc3100，stc3100与mtk平台连接，通过数学式计算出电量，检测过程较为避免了电量的突变，更加简便，也更加准确。
36.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明中一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法流程图；
39.图2为本发明stc3100的电源管脚和电池电压监控管脚结构框图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.本实施例一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，包括以下步骤：
43.步骤一：
44.准备一个库仑计，库伦计中设置电池监控芯片stc3100，stc3100与mtk平台连接，电池连接在库伦计上，库仑计中设置一个电流检测电阻，电流检测电阻串在电池的正极或者负极，当电流流入或者流出电池时，电流在电阻的两端产生电压vsense；
45.步骤二：
46.stc3100中的库仑计设置一个用于作为计算电量时基的时钟；
47.步骤三：
48.电流检测电阻上的电压经模数转换器采样后放置于reg_curret寄存器中，而模数转换器的最低有效位是11.7uv，这样就可以按式(1)计算实际流过的电流值：
49.i1＝reg
curret
×
11
×
77/r
cg
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
50.r
cg
为电流检测电阻的阻值；
51.步骤四：
52.stc3100会把rcg两端的电压值与采样周期相乘后放入28位的累加器中，其中的高16位会放入reg_charge寄存器中,可以按式(2)：
53.g(s)＝k/(1+ts)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
54.计算实际电压值后，获取实际剩余电量，其中，t为初始时间值，k为惯性环节增益，s为复频域中的变量；
55.步骤五：
56.stc3100还可测出电池电压以及温度，并将计算结果传输到mtk平台。
57.stc3100带有一个i2c接口与处理器端进行通讯，并且集成了32bytes的ram，用于存储电池的电量或其他特性信息。
58.步骤二中的时钟为内部时钟，通过一个200kohm0.1％的电阻连接与rosc管脚和地之间，内部时钟精度在其供电电压和工作温度范围内为2.5％。
59.电流采样电阻rcg是用采集流入或流出电池的电流，由于模数转换器采样的限制，该电阻的压降不能超过+/-80mv，所以，该阻值由应用中最大的峰值电流决定。
60.stc3100自身的供电管脚vcc和电池电压检测管脚vin是分开的。
61.电池电压经模数转换器采样后放于reg_voltage寄存器中，按照式(3)：
62.v＝reg
voltage
×
2.44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。
63.温度经模数转换器采样后放于reg_temperature寄存器中，按照式(4)：
64.v＝reg
temperature
×
0.125
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
65.stc3100的gnd管脚要用一个pcb走线连接与电阻的地端。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
67.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征：1.一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：准备一个库仑计，库伦计中设置电池监控芯片stc3100，stc3100与搭载mtk平台的计算机连接，电池连接在库伦计上，库仑计中设置一个电流检测电阻，电流检测电阻串在电池的正极或者负极，当电流流入或者流出电池时，电流在电阻的两端产生电压vsense；步骤二：所述stc3100中的库仑计设置一个用于作为计算电量时基的时钟；步骤三：所述电流检测电阻上的电压经模数转换器采样后放置于名字为reg_curret的寄存器中，而模数转换器的最低有效位是11.7uv，按式(1)计算实际流过的电流值：i1＝reg
curret
×
11
×
77/r
cg
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(1)r
cg
为电流检测电阻的阻值；步骤四：所述stc3100会把rcg两端的电压值与采样周期相乘后放入28位的累加器中，其中的高16位会放入名称为reg_charge的寄存器中,按式(2)：g(s)＝k/(1+ts)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)计算实际电压值后，获取实际剩余电量，其中，t为初始时间值，k为惯性环节增益，s为复频域中的变量；步骤五：所述stc3100还可测出电池电压以及温度，并将计算结果传输到mtk平台。2.根据权利要求1所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述stc3100带有一个i2c接口与处理器端进行通讯，并且集成了32bytes的ram，用于存储电池的电量或其他特性信息。3.根据权利要求2所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述步骤二中的时钟为内部时钟，通过一个电阻连接与rosc管脚和地之间，内部时钟精度在其供电电压和工作温度范围内为2.5％。4.根据权利要求3所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述电流采样电阻rcg是用采集流入或流出电池的电流，由于模数转换器采样的限制，该电阻的压降不能超过+/-80mv，所以，该阻值由应用中最大的峰值电流决定。5.根据权利要求4所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述stc3100自身的供电管脚vcc和电池电压检测管脚vin是分开的。6.根据权利要求5所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述电池电压经模数转换器采样后放于名称为reg_voltage的寄存器中，按照式(3)：v＝reg
voltage
×
2.44
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(3)。7.根据权利要求6所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述温度经模数转换器采样后放于名称为reg_temperature的寄存器中，按照式(4)：
v＝reg
temperature
×
0.125
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。8.根据权利要求7所述的一种在mtk平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，其特征在于：所述stc3100的gnd接地端管脚要用一个pcb走线连接与电阻的地端。
技术总结本发明公开了一种在MTK平台使用外部电量计实现电池电量检测的方法，涉及电池电量检测技术领域。本发明通过精确地监控电池电压、电流、温度，并且实时输出电池电量，减轻了系统的工作量，并且它本身具有较小的功耗，比较适合便携式设备的应用，通过模数转换器采样，并且通过计算式计算，能够测量电池的电压和温度，提高了适用性，通过监测电池，更科学的使用电池，延长了电池的使用寿命，通过库伦计中设置电池监控芯片STC3100，STC3100与MTK平台连接，通过数学式计算出电量，检测过程较为避免了电量的突变，更加简便，也更加准确。也更加准确。也更加准确。
技术研发人员：郑洪明 骆瑞 金盛明
受保护的技术使用者：深圳市江元科技（集团）有限公司
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/11/1
