PXA270的电池充电及电量计量模块设计

DS2786以百分比的形式给出剩余电量的同时，还给出了电池电压、电流和温度信息。电量计算所需的电池特性和应用参数存储在片上EE-PROM中。为了支持在某些对成本比较敏感的场合对电量进行监测，DS2786还提供了电流、电压和温度的测量数据。

DS2786可以应用在手持设备上，也可安装在电池包内，其典型应用如图2所示。VDD是芯片DS2786的工作电源输入引脚，而VIN则是所测量电池的电压输入引脚。

通过VPROG引脚可以对芯片内部EEPROM里存储的查找表进行修改。SCL和SDA分别是串行时钟输入和串行数据输入／输出，可以将电量计量数据传递给PXA270上的I2C接口进行读取操作。在2个辅助输入端AN0和ANl，可通过比例计量法提供电池包识别(PACK ID)电阻和热敏电阻的阻抗计量。

本系统采用PXA270+LM3658+DS2786组成1个完整的嵌入式系统的电池充电及电量计量模块。LM3658负责电池的充电功能和反馈当前电池的充电状态，DS2786负责提供当前电池的剩余电量信息，而PXA270则提供系统的控制和数据接收功能。

模块的系统框图如图3所示。由于没有采用USB电源供电，因此将LM3658芯片的CHG-IN引脚直接5 V输入。BATT端接上电池的正极进行充电。在电池的正极同时接上N沟道的MOSFET管，可以实现对电池的安全保护，防止充电过量，出现电流过大、温度过高等情况。电池的充电状态通过Statl和Stat2引脚将信息输出到PXA270的GPIO进行读取操作。DS2786的VDD引脚用5 V外接电压直接供电。而VIN引脚既可以用电池电压输入，也可以用外接5 V电压输入。当电池电压输入VIN的时候，DS2786可以根据OCV查找表计算电池的剩余电量。当电池高速率放电时，通过电流感测电阻R进行库仑计测量。最终通过SDA和SCL将电量信息输出给PXA270的I2C接口。

2 软件设计

本系统中PXA270上面运行的嵌入式操作系统采用微软公司的Windows CE。Windows CE是实时操作系统，支持在多种CPU硬件平台上运行，并且提供了强大的开发工具。为了使DS2786在系统中能够正常地工作，必须对其编写基于Windows CE 5．O的驱动程序。

本模块的驱动程序设计采用的是流接口的形式。Windows CE的流接口驱动程序以DLL(动态链接库)的形式存在，由设备管理器(通常是de-vice．exe或者gwes．exe)统一加载、管理和卸载。与具有单独目的的本机设备驱动程序相比，所有流接口驱动程序都是用同一接口，并调用同一个函数集。每个流式接口驱动程序必须实现1组标准的函数，用来完成标准的文件I／O函数和电源管理函数，这些函数提供给Windows CE操作系统的内核使用。这些函数通常叫做流式接口驱动程序的DLL接口。同时，本驱动程序设计采用分层驱动的形式。分层驱动程序把驱动程序的代码分为2层：上面一层叫模型设备驱动(MDD)，下面一层叫平台相关驱动(PDD)。Windows CE操作系统自带驱动的MDD代码，MDD的代码是无需更改的，只需修改PDD层的代码。本系统的主要涉及函数如下：

作者：王 琉，吴 宁 南京航空航天大学   来源：单片机与嵌入式系统