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FR8012HAQ利用ADC实现检测电池电压检测的解决方案

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本帖最后由 lilijin1995 于 2023-1-13 16:04 编辑

今天要跟大家分享的是FR8012HAQ利用ADC实现检测电池电压检测的解决方案。
FR8012HAQ是富芮坤的一款通用蓝牙芯片。特性介绍如下图:


我们再来看FR8012HAQ的PMU,它强大的地方还在于内置了充电模块。

FR801xH具有完整的集成电源管理单元(PMU),包括单电感单输出(SISO) DC-DC转换器,用于系统不同功率域的各种ldo,用于电池充电的恒流恒压(CCCV)充电器,充电检测电路,中断控制器,开关逻辑,BLE睡眠计数器,RTC,看守狗,键盘扫描,QDEC, PWM,校准块和GPIO监视器。模拟电源管理单元(PMU)的系统原理图如下图所示。

PMU虽然强大,但是我们的电池电压的检测没用到,我们主要是利用ADC的电池监控功能,
下面我们来看看这个款芯片的ADC特性:
SARADC的主要特性如下:
  • 10位动态ADC, 1MHz采样率。
  • 电池监控功能
  • 8通道单端输入
  • 支持32字节FIFO深度四路模拟输入
  • 支持固定通道模式和循环通道扫描模式
由ADC特性可以看到,它的采样率还是可以的,但是精度只有10位,有点拉胯了。
我们因为要用到ADC的外部通道,而且又要用到它的电池监控功能,但是ADC只有一个,那只能分时复用了,下面给出实现代码
 if(Vbat_Start_Tick++>=BASE_5S)
        {
               
        struct adc_cfg_t cfg;
        uint16_t result, ref_vol;
        
        memset((void*)&cfg, 0, sizeof(cfg));
        cfg.src = ADC_TRANS_SOURCE_VBAT;
        cfg.ref_sel = ADC_REFERENCE_INTERNAL;
        cfg.int_ref_cfg = ADC_INTERNAL_REF_1_2;
        cfg.clk_sel = ADC_SAMPLE_CLK_24M_DIV13;
        cfg.clk_div = 0x3f;
        adc_init(&cfg);
        adc_enable(NULL, NULL, 0);

        adc_get_result(ADC_TRANS_SOURCE_VBAT, 0, &result);
                ref_vol = adc_get_ref_voltage(ADC_REFERENCE_INTERNAL);
        vbat_voltage = (result * 4 * ref_vol) / 1024;               
                printf("vbat_vol=%d\r\n",vbat_voltage);

                        
                if(vbat_voltage<=3100)
                {
                        if(mdStateMach.FSM!=Charge)
                        {
                                SetStaticLED281x(Orange,1);
                        }
                        
                }else if(vbat_voltage<=2900)
                {
                        mdStateMach.FSM=Shutdown;
                }
                Vbat_Start_Tick=0;
               
        }else if(Vbat_Start_Tick==1){
                Switch_ADC_Soucer();
        }
这段代码是在10ms定时器中执行的, if(Vbat_Start_Tick++>=BASE_5S)这个条件是5S一个周期执行一次切换ADC转换源为VBAT,以检测VBAT电压,
vbat_voltage = (result * 4 * ref_vol) / 1024;这条公式算出的是mV电压,当5S之后又切换回ADC_TRANS_SOURCE_PAD。如下代码:

    struct adc_cfg_t cfg;
    system_set_port_mux(GPIO_PORT_D, GPIO_BIT_4, PORTD4_FUNC_ADC0);
    memset((void*)&cfg, 0, sizeof(cfg));
    cfg.src = ADC_TRANS_SOURCE_PAD;
    cfg.ref_sel = ADC_REFERENCE_AVDD;
    cfg.channels = 0x01;  //ch0    一个 bit 表示一个通道:PD4=BIT0=通道 0、PD5=BIT1=通道 1、PD6=BIT2=通道 2、PD7=BIT3=通道 3;
    cfg.route.pad_to_sample = 1;
    cfg.clk_sel = ADC_SAMPLE_CLK_24M_DIV13;
    cfg.clk_div = 0x3f;
    adc_init(&cfg);
    adc_enable(NULL, NULL, 0);

最后我们再来看看adc_get_result(ADC_TRANS_SOURCE_PAD, 0x01, &Hxresul);这个函数,如下图:
第一个参数,是ADC 采集的数据源,adc_trans_source_t 定义如下:
enum adc_trans_source_t {
    ADC_TRANS_SOURCE_VBAT,
    ADC_TRANS_SOURCE_PAD,
};
ADC_TRANS_SOURCE_VBAT是采集电池电压的。
ADC_TRANS_SOURCE_PAD可以采集外部输入电压。

第二个参数是,配置的是ADC的通道数的,第0位表示ch0,第1位表示ch1,置1开启通道,清零关闭。
第三个参数是采样结果,按照配置的顺序摆放。
如配置通道0和1,那么数组temp[4]中temp[0]、temp[2]表示通道0数据,temp[1]、temp[3]表示通道2的。

---------end-----------------





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