电池管理及监控设计

摘要:本文讨论了电池充电管理芯片bq24032a和电池监控芯片bq26220的特性,并介绍了基于windows ce操作系统的电池驱动模型和初始化过程,重点介绍了电池电压的获取和电池电量的计算方法。

1. 前言

随着信息技术的飞速发展,移动终端设备如手机、pda、掌上电脑等产品正越来越多地得到广泛使用。加上目前移动终端设备的处理器性能不断提高、无线应用程序不断增加、图形功能越来越先进。功能上的增加,导致了移动终端产品的功耗越来越大;因此,对电池的提出了更高的性能要求,尤其体现在电池的管理方面,其中包括电池的充电管理和电池的监控,这是嵌入式产品开发中必须考虑的问题。

2. 电池管理芯片介绍

2.1. 电池充电管理芯片bq24032a

电池管理芯片bq24032a支持usb充电和ac充电方式。通过bq24032a对电池进行充电。此芯片提供整个系统的电源输出。其中电池管理芯片bq24032a 的vbat接于电池监控芯片bq26220的vbat引脚。psel为电源选择端口,可以用于选择由那种输入电源作为主输入电源(usb或ac)。如果主输入电源不可用,系统将自动采用第二种输入电源进行输入,电池输入作为最后的选择,当usb或ac电源不存在时才选择使用电池作为供电源。psel被设置为低时,usb被选择为主输入[1]。下图1为电池管理芯片bq24032a及其外围电路图

图1 电池管理芯片bq24032a及其外围电路图2.2. 电池监控芯片bq26220

bq26220芯片是先进的电池设备监控模块,它可精确地测量充电和放电电流,并支持所有管理电池容量的必要功能,这个芯片可用于手持电话、pda、和另外的便携式产品中。bq26220芯片和主控制器一起执行电池的管理功能,主控制器负责将bq26220的数据传送到终端用户电源管理系统中和接收相应的数据。这个模块提供64比特通用闪存,8比特的id rom,和32比特的ram存储空间。这些非易失的存储空间能够保存电池的监控信息或关键的电池参数。

其中,bat为电池电压检测输入端口,这个引脚被用于检测和测量电池的电压值。hdq为单线hdq接口,是一个单线串行通信接口,它是双向输入的,负责将寄存器的信息传递给主控制器,并接收主控制器的信息到寄存器中,电池监控芯片bq26220 的hdq端口接于pxa272处理器的gpio119端口[2]。下图2为bq26220芯片原理模块图:

图2 bq26220芯片原理模块图3. 电池驱动模型和驱动初始化过程

windows ce中包含的样本设备驱动程序分为两种类型:单片驱动程序(monolithic device driver)和分层驱动程序(layered device driver)。采用分层开发模式可以降低开发难度,缩短开发周期,在电池驱动开发中使用分层驱动开发模式。

分层驱动程序由两个独立的层组成:上层是模型设备驱动程序(mdd),下层是依赖平台的驱动程序(pdd)。设备驱动程序服务器提供的接口(ddsi)是在pdd中实现的函数集,并由mdd调用。由于微软提供了所有与mdd模块相关的源代码,所以对这部分不用做任何改动,只需将自己的pdd模块与mdd模块链结成一个公用库即可[3]。mdd通过ioctls调用pdd中的特定函数来访问硬件的具体特性。

windows ce电池驱动要求的mdd函数包括:

init、deinit、open、close、read、write、seek、powerdown、powerup、iocontrol。

windows ce电池驱动要求的pdd函数包括:

batterypddinitialize、batterypdddeinitialize、batterypddgetstatus、batterypddgetlevels、

batterypddsupportschangenotification、batterypddpowerhandler、 batterypddresume。

电池驱动初始化过程

在系统上电自检成功后,上层调用电池驱动入口函数,进行电池驱动初始化工作:

(1)判断是否已经进行中断事件初始化,如果没有初始化,则进行下面的操作,如果已经进行了一次初始化,则关闭事件句柄。

(2)初始化电池全局变量。

(3)如果中断事件成功,则调用resumethreadproc创建电池线程。在线程的主调函数中,设置电池线程的优先级,然后在循环中等待中断事件。

(4)调用pdd层的初始化函数batterypddinitialize;在pdd层中,为gpio寄存器和电源管理寄存器开辟两段虚拟内存。

(5)初始化ac97的寄存器。

(6)初始化存放电池电量值的环形缓冲区。

(7)调用batteryapigetsystempowerstatusex2函数更新电池电量结构体psystem powerstatus_ ex2中的数据。

4. batteryapigetsystempowerstatusex函数

batteryapigetsystempowerstatusex函数主要获取系统电源状态值。在执行过程中是通过调用batteryapigetsystempowerstatusex2函数来完成的。而batteryapigetsystempowerstatusex2函数调用 batterypddgetstat

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计
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