電源管理芯片

高精度鋰電池監(jiān)測(cè)芯片DS2762的原理及應(yīng)用摘要：DS2762是MAXIM公司推出的智能高精度鋰電池監(jiān)測(cè)芯片。該芯片集數(shù)據(jù)采集、信息儲(chǔ)存及安全保護(hù)

于一身，且功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。文章介紹了DS2762的特性，給出了DS2762與單片機(jī)的硬件連接電路及

應(yīng)用軟件流程。關(guān)鍵詞：DS2762；鋰電池監(jiān)測(cè)；單片機(jī)1主要特點(diǎn)為了滿足當(dāng)前移動(dòng)性和輕便性的要求，設(shè)計(jì)便攜式產(chǎn)品時(shí)通常采用電池供電。而使用電池供電時(shí)，電池的當(dāng)前狀態(tài)往往是用戶所關(guān)心的問(wèn)題之一，當(dāng)前的智能電話、數(shù)碼相機(jī)等都需要實(shí)時(shí)顯示電池的當(dāng)前狀態(tài)。通過(guò)MAXIM公司的DS2762即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、充放電狀況及剩余電量等參數(shù)，并可以把這些數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)，提供給單片機(jī)作相應(yīng)處理。ccE面VinPLS2回YDDDCE回PIOSNSE由V件SNS[IDS2762I街電國(guó)VssSNS叵LlIVssDQH可psIS3[IUisiDS2762芯片是MAXIM公司推出的新一代智能鋰電

池監(jiān)測(cè)芯片，該芯片集數(shù)據(jù)采集、信息儲(chǔ)存、安全保護(hù)于一身，

而且功能強(qiáng)大、硬件接線簡(jiǎn)單。其主要特性如下：

?僅用一根雙向數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通訊。?內(nèi)含溫度傳感器，可免去在電池塊內(nèi)裝設(shè)熱敏電阻。?片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換器可進(jìn)行電池電壓監(jiān)測(cè)，以用于判定電池充電和放電的結(jié)束。?通過(guò)片內(nèi)電流累加器可實(shí)時(shí)記錄電流流入、流出的總量。?具有兩種電流感應(yīng)模式一是片內(nèi)25m。電阻感應(yīng)方式，二是可由片外用戶選擇的電阻感應(yīng)方式。圖1引腳功能?具有兩種電源模式：即工作方式和睡眠方式。在正常工作模式，DS2762可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓、溫度和剩余電量等參數(shù)，而在睡眠模式，DS276圖1引腳功能2引腳功能DS2762的引腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下：CC:充電保護(hù)控制腳;PLS:用戶端電壓正極；DC:放電保護(hù)控制腳；SNS:感應(yīng)電阻連接端；DQ:數(shù)據(jù)輸入、輸出端口；IS1，IS2:感應(yīng)輸入端；PS:電源模式選擇端；VSS:接地；PIO：可編程I/O端:可根據(jù)需要控制用戶定義的外圍電路;VDD:電池正極輸入Vin:感應(yīng)電壓輸入。lQOOpFIMOpF顯示屏其它電路單片機(jī)CCVinPLSVDD噸有/IOSNSVssSNSVssSNSVssDQPSIS2IS1圖2DS2762的硬件電路圖3DS2762的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)DS2762內(nèi)含EEPROM、可鎖存EEPROM.SRAM和其它一些功能寄存器，表1是DS2

762的內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。其中EEPROM是非易失性存儲(chǔ)器，具有掉電保護(hù)功能，可用于儲(chǔ)存電池的

重要信息；處于鎖存狀態(tài)時(shí)，也可用可鎖存EEPROM儲(chǔ)存其它一些固定信息；SRAM一般用于儲(chǔ)存

一些不重要的臨時(shí)數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)先存到RAM，然后進(jìn)入EEPROM；實(shí)際上，EEPROM中

的信息也可復(fù)制到RAM，這兩者是鏡像關(guān)系。表1DS2762的內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)表地址內(nèi)容讀寫狀況00H保護(hù)寄存器可讀寫01H狀態(tài)寄存器只讀02H-06H保留07HEEPROM寄存器可讀寫08H特殊寄存器可讀寫09H-0BH保留0CH電壓寄存器的最高有效位只讀0DH電壓寄存器的最低有效位只讀0EH電流寄存器的最高有效位只讀

I對(duì)嶼2兀2初始化讀地址I寫控制寄存器讀控制寄存器讀RAM的數(shù)據(jù)，取電

蜻寄存器的數(shù)值讀控制寄存器讀RAM的數(shù)據(jù)，取電

蜻寄存器的數(shù)值丫流寄.器值正==^~|顯次設(shè)備充電|_丁_國(guó)亦設(shè)君濕電S3電池工作方式監(jiān)測(cè)流程圖0FH電流寄存器的最低有效位只讀10H電流累加寄存器的最高有效位可讀寫11H電流累加寄存器的最低有效位可讀寫12-17H保留18H溫度寄存器的最高有效位只讀19H溫度寄存器的最低有效位只讀1AH-1FH保留20H-2FHEEPROM,塊0鎖存時(shí)只讀，未鎖存時(shí)可讀寫30H-3FHEEPROM,塊1鎖存時(shí)只讀，未鎖存時(shí)可讀寫40H-4FH保留80H-8FHSRAM可讀寫90H-FFH保留DS2762的操作命令有兩類：一類是地址命令，包括讀地址、地址匹配、跳過(guò)、SWAP等。另一類是功能命令，包括讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、復(fù)制數(shù)據(jù)、取消數(shù)據(jù)和鎖存等。4應(yīng)用以DS2762為核心設(shè)計(jì)的智能鋰電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。本系統(tǒng)采用片內(nèi)電阻感應(yīng)方式。本電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由DS2762鋰電池監(jiān)測(cè)芯片、51單片機(jī)和液晶顯示模塊組成°DS2762主要完成對(duì)電池當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，包括當(dāng)前電池的充、放電狀態(tài)、電壓、電流、溫度和剩余電量等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，

同時(shí)它還能自動(dòng)采集這些數(shù)據(jù)，并將其放在存儲(chǔ)器中。場(chǎng)效應(yīng)管FET1.FET2等構(gòu)成了DS2762的充、放電保護(hù)回路，可用于實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、充電過(guò)流以及短路保護(hù)等功能。通過(guò)8051單片機(jī)可以按照用戶需要對(duì)電池的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行讀取和處理，然后送往液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。由于存放這些參數(shù)的EEPROM具有非易失性，所以本系統(tǒng)同時(shí)具有掉電保護(hù)功能。圖2電路中的單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制處理中心，由于大量的工作均可由單片機(jī)來(lái)完成，因而明顯地降低了該系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度。液晶顯示模塊可用來(lái)顯示用戶需要了解的電池當(dāng)前狀態(tài)信息，以便用戶可根據(jù)這些信息作出相應(yīng)的處理。實(shí)際上，該液晶顯示模塊只接受單片機(jī)的控制和訪問(wèn)。對(duì)DS2762初始化讀地址寫控制寄存器由于DS2762與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)僅用一根數(shù)據(jù)線，因此，必須嚴(yán)格按照芯片的讀寫時(shí)序要求來(lái)編寫程序，這樣才能保證數(shù)據(jù)的正確讀寫。下對(duì)DS2762初始化讀地址寫控制寄存器電池工作方式的監(jiān)測(cè)讀控制寄存器要確定電池在使用中處于何種工作方式，可利用DS2762中電流寄存器的值來(lái)進(jìn)行判斷。單片機(jī)每88ms監(jiān)測(cè)一次電壓，并將IS1和IS2兩端的壓差(Vis=Vis1—Vis2)轉(zhuǎn)換成電流存入電流寄存器。若Vis為正值，說(shuō)明電池正在充電；若Vis為負(fù)值，說(shuō)明電池正在放電，也就是儀器正由鋰電池供電。其軟件流程圖見(jiàn)圖3所示。讀控制寄存器電池電壓和溫度的測(cè)量復(fù)制旺PR響的數(shù)據(jù)到RAM一「一…讀咯忌鑫葡鐲的

數(shù)值并顯不—ETCM)圖4剩余電量監(jiān)測(cè)流程圖由于DS復(fù)制旺PR響的數(shù)據(jù)到RAM一「一…讀咯忌鑫葡鐲的

數(shù)值并顯不—ETCM)圖4剩余電量監(jiān)測(cè)流程圖剩余電量的監(jiān)測(cè)電池的剩余電量是用戶所需要的重要信息之一，它可利用電流累加寄存器中的值來(lái)求得。電流累加寄存器的值是由DS2762實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量電池電流后得到的，因而無(wú)須對(duì)其進(jìn)行控制。通常在電池充電時(shí)，該值增加，電池放電時(shí)，該值減少。這樣，通過(guò)單片機(jī)讀取此值即可獲得剩余電量。剩余電量監(jiān)測(cè)的流程圖見(jiàn)圖4所示。在單片機(jī)對(duì)DS2762進(jìn)行任意存儲(chǔ)命令操作時(shí)，每個(gè)命令發(fā)出之前都必須按照DS2762的復(fù)位時(shí)序要求先發(fā)出復(fù)位信號(hào)且等待DS2762的應(yīng)答(以示DS2762準(zhǔn)備接受或發(fā)送數(shù)據(jù))，然后再發(fā)出一個(gè)ROM命令以用于選擇總線上要訪問(wèn)的DS2762。在本文的程序流程圖中，此過(guò)程巳在“DS2762的初始化”程序中所包含。一般情況下，在讀取電流累加寄存器的值時(shí)，為防止讀取錯(cuò)誤，要先檢查DS2762是否正在修改寄存器的內(nèi)容。這一點(diǎn)可通過(guò)判斷EEPROM寄存器的EEC位來(lái)實(shí)現(xiàn)。5結(jié)束語(yǔ)本文介紹的基于DS2762芯片的智能鋰電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是便攜式儀器的一部分。本系統(tǒng)功能強(qiáng)大、操作方便，能夠與其它系統(tǒng)協(xié)同工作。隨著各種便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，電池實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巳成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種必不可少的功能，因此，本文所介紹的系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性。從DS2761升級(jí)到DS2762作者：佚名來(lái)源：本站整理發(fā)布時(shí)間：2009-4-3011:48:48［收藏］［評(píng)論］摘要：DS2762是DS2761引腳兼容的替代產(chǎn)品，兩款芯片只有微小的差異。它們具有不同的倒裝芯片封裝尺寸、不同的上電狀態(tài)以及不

同的DQ、PS濾波器和短路延遲時(shí)間，并提供額外的中斷功能。從DS2761電池監(jiān)視器升級(jí)到DS2762電池監(jiān)視器只需少量的軟件修改。大多數(shù)情況下不需要修改PCB。本文給出了兩款器件的差異和在原有的DS2761設(shè)計(jì)中使用DS2762時(shí)需要考慮的問(wèn)題。安裝差異DS2762TSSOP封裝與DS2761的尺寸和引腳排列完全相同，因此，在DS2761PCB設(shè)計(jì)中安裝DS2762TSSOP封裝芯片時(shí)不需要做任何修改。DS2762倒裝芯片與DS2761采用相同的基板，不需要修改PCB或焊接流程。表1給出了DS2762倒裝芯片在物理尺寸上與DS2761的差另0。有關(guān)DS2762倒裝芯片的物理尺寸，可參考56-G7003-003文件。表1.DS2761X與DS2762X物理尺寸的差別DieLength(mm)DieWidth(mm)MinimumDieThickness(mm)MaximumDieThickness(mm)DS2761X2.692.410.600.793DS2762X2.692.520.380.46功能差異DS2762的保護(hù)器和電量計(jì)量功能除了以下差別外與DS2761完全相同。上電一DS2762上電后總是進(jìn)入有效工作模式，并在出現(xiàn)將其置為休眠模式的條件之前將一直保持有效工作模式。DS2761上電后的狀態(tài)不確定，可能進(jìn)入休眠模式，也可能進(jìn)入工作模式。短路一DS2762的短路延時(shí)為2003,是DS2761延遲時(shí)間的兩倍。這一差別使DS2762在上電過(guò)程中能夠承受更高的浪涌電流。PS和DQ延遲濾波器一DS2762在PS和DQ輸入提供100ms的延遲濾波器，從而使這些線路具有更高的抗干擾能力。DQ濾波器只對(duì)瞬變狀態(tài)起作用，1-Wire通信不受影響。軟件考慮DS2762具有一個(gè)報(bào)警功能，能夠在PIO引腳產(chǎn)生中斷信號(hào)。報(bào)警功能通過(guò)中斷使能位(IE)-狀態(tài)寄存器的第2位控制。如果系統(tǒng)中沒(méi)有使用PIO,更換DS2762時(shí)不需要修改軟件。如果系統(tǒng)中使用了PIO,則必須將IE位置為邏輯“0”(工廠缺省狀態(tài))。這一