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ADC电量检测与校准

时间：2020-12-31 16:17:50

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ADC电量检测与校准

ADC电量检测方案

/*** @fn Bool ReadAdcCoefficient(DWord *pdwCalibMark, float *pfCoefficient)* @brief Read the calibration mark and calibration coefficient of ADC* @details If the reading fails, the contents of the passed-in parameters will not be modified* @param[in] pdwCalibMark is Memory address of calibration mark* @param[in] pfCoefficient is Memory address of calibration coefficient* @return TRUE if read successfully, FALSE if not* @note None* @attention The valid byte of Flash read by this function is 8 lengths*/static Bool ReadAdcCoefficient(DWord *pdwCalibMark, float *pfCoefficient){Bool bRet = TRUE;UDat4Byte UDat;STFlashPage stFlashPage = {0u};//读取Flash的某一页内容一共64字节bRet = FlashReadPage(&stFlashPage, FLASH_PAGE_MIN_NUM);//读取成功且长度正确将读取的校准标记和校准系数进行替换if((bRet == TRUE) && (stFlashPage.wLen == 8u)){*pdwCalibMark = stFlashPage.adwDat[0u];UDat.dwDat = stFlashPage.adwDat[1u];*pfCoefficient = UDat.fDat;}//读取失败保留之前的采样系数else{bRet = FALSE;}return bRet;}

写入校准系数

/*** @fn Bool WriteAdcCoefficient(Word wAdcCalibValue, float fCalibBatVol)* @brief The calibration coefficient is calculated and stored by the incoming adc* and the expected voltage value* @details If the calculated coefficient is unreasonable, it will not be stored* @param[in] wAdcCalibValue: Adc value for calibration* @param[in] fCalibBatVol: Voltage for calibration* @return Returns TRUE if writing is successful, otherwise returns FALSE* @note None* @attention The reasonable interval range is adjusted according to the demand*/static Bool WriteAdcCoefficient(Word wAdcCalibValue, float fCalibBatVol){Bool bRet = TRUE;UDat4Byte UDat;STFlashPage stFlashPage = {0u};//通过传入校准的采样值和预期电压值计算校准系数UDat.fDat = fCalibBatVol / wAdcCalibValue * ADC_PRECISION;//系数在合理范围内if((UDat.fDat >= ADC_MIN_COEFFICIENT) && (UDat.fDat <= ADC_MAX_COEFFICIENT)){stFlashPage.adwDat[0u] = ADC_CALIBRATION_MARK;stFlashPage.adwDat[1u] = UDat.dwDat;stFlashPage.wLen = 8u;bRet = FlashWritePage(&stFlashPage, FLASH_PAGE_MIN_NUM);}else{bRet = FALSE;}return bRet;}

3.3 上电校准方案

上电给定稳定的校准电源，校准方法如下：

上电读取Flash判断是否已校准？
是：通过给定的输入电压进行校准系数k，将系数k存储到Flash，并标记校准完成；
否：读取校准系数k。

//读取校准系数ReadAdcCoefficient(&g_dwAdcCalibMark, &g_fAdcKRVCoefficient);if(g_dwAdcCalibMark != ADC_CALIBRATION_MARK){//没有校准过进入出厂校准模式if(WriteAdcCoefficient(ADC_GetSmpleValue(ADC_CHANNEL1, 5u), ADC_FACTORY_CALIB_BAT)){ReadAdcCoefficient(&g_dwAdcCalibMark, &g_fAdcKRVCoefficient);}}

优点：

校准一次即可。

缺点：

依赖给定的校准电压，与生产流程息息相关，给定校准电压的一致性决定了系数的可靠性。

3.4 满电校准方案

重新上电时使用默认校准系数k，不需要校准源，满电时自校准，校准方法如下：

每次采样过程中判断是否在充电状态
是
存储充电过程中采集的最大adcValue值；如果检测到电压满电，通过已知的满电电压和最大的adcValue值校准系数k；如果新的校准系数k在合理范围内，则存储校准系数k到内部Flash中。
否
存储充电过程中采集的最大adcValue值。

//从非充满到充满状态时写入新的采样系数if((bIsChgFull == ENABLE) && (g_bChargFull != ENABLE)){byBatPercent = CHARGED_FULL_BAT;//新的系数保存判断是否在合理范围里不合理将使用默认的参数if(TRUE == WriteAdcCoefficient(s_wMaxAdcVal, ADC_FULL_CALIB_BAT)){ReadAdcCoefficient(&g_dwAdcCalibMark, &g_fAdcKRVCoefficient);}s_wMaxAdcVal = 0u;}//充满状态变化if(bIsChgFull != g_bChargFull){g_bChargFull = bIsChgFull;}

优点：

自动校准系数，不依赖校准电压和生产流程。

缺点：

第一次充满前使用默认系数k，可能是不准的。

3.5 上电或满电校准方案

MCU实现自校准功能，通过上电校准或满电时校准，校准方法如下：

满足上电校准方案逻辑，只允许出厂时校准一次；
满足满电校准方案逻辑，每次满电重新校准。

优点：

自动校准系数，不强制依赖校准电压和生产流程。

缺点：

如果未进行上电校准，第一次充满前使用默认系数k，可能是不准的。

3.6 确保电量呈现步进变化

周期性检测电池容量(30s)，根据当前的采集到的电压值，计算电量百分比；考虑到电量可能检测不到100%的情况，当软件检测到充满时，将电量百分比强制变更为100%；当处于充电状态时，此次采集的电量百分比大于当前百分比，百分比自增1；当处于放电状态时，此次采集的电量百分比小于当前百分比，百分比自减1。

//充电且满足电量百分比在向上变化每次加1个百分比if((bIsCharge == ENABLE) && (byBatPercent > g_byBatteryPercentage)){g_byBatteryPercentage += 1u;}//当没在充电电量百分比只能每次向下掉1个百分比else if((bIsCharge == DISABLE) && (byBatPercent < g_byBatteryPercentage)){g_byBatteryPercentage -= 1u;}

优点：

无复杂的滤波方法，效率高。保证每次变化的电量百分比不超过预期。对插入充电和拔除充电有比较好的效果。

缺点：

与实际采集有偏差，带延迟。

-08-18 李不清的烦恼，总结篇。

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