福建零丁二胎，ebates，财税[2016]36号
描述大多数手持设备使用碱性电池或可充电电池供电，因此测量电池容量是这类设计的一个关键特性。然则，在大多数环境下，对预算重要的项目而言，使用电池电量监控IC可能是一种奢望。本文供应了一种更简洁、更廉价的选择。
现在，即使是最廉价的MCU也经常包含内部模数转换器（ADC）模块，然则由于其分辨率（相对）较低，噪声程度较高，因此这一模块并非总是获得使用。然而，那些未使用的内部ADC通道之一，足以用于执行测试，从而确定电池是否仍然可用。
本文所述检测电池康健状况的方法称为电化学动态响应（EDR）。该方法已由Cadex Electronics申请专利，USA专利号为7，622，929。
EDR通过施加负载脉冲，评估电池对攻击和恢复的响应时间，来对电池在负载下的状况与所存储的与电池性能相关的参数进行对照。如图1所示，好的电池具有很强的恢复特征，而险些耗尽的电池则具有较大的放电斜率和较差的恢复能力。造成耗尽的电池显现这些差别的原因有多种，例如内部电阻增加。
图1：比拟各种充电状态下电池对临时负载脉冲的响应，能够发现它们在EDR方面的差别。
行使EDR理论，对电池电压进行采样，找到在特定时间下（例如最大功耗产生时）的最小电池电量，即可得到有关电池康健状况的信息。体系的初始开机时间（也称为“打招呼”时间）是衡量电池康健状况的一个稀奇好的机遇。在体系完全启动之前，电池电量似乎处于平安工作程度，然则，如果电池将近用尽了，则当体系到达满负荷时，电池电量可能会立刻降至平安程度以下。该设备会在不执行EDR测试的环境下以正常模式启动，然则却会在第一次重载时不受掌握地关闭（即电压降落到如图1所示的关键电池电量程度）。
图2表现了实现EDR测试的简化硬件版本。此处选用负载电阻来代表整个体系负载，因此其值能够根据体系的分歧进行改变。体系要天生此地方示的内容，必要一个10Ω的值。电阻R1和R2用作分压器，实现对电池电压（Vcc）的测量，而升压电路则用于确保即使在测试期间电池电压降落时，ADC的基准也连结恒定。电阻R3是开关晶体管的下拉电阻。
图2：以上简化原理图表现了EDR测试实现的总体设计。
测试体系在设定的时间段（约200ms）内对电池电压进行采样。在固件掌握下，MOSFET仅在测量周期的一半时间内导通，然后关闭。这样，体系就能够测量满载环境下的电压，以及最小负载时的电池恢复响应。（能够在固件中变动时间段，但我发现200ms足以充裕评估电池容量。）测量完成后，能够通过UART链路读出效果。
在为演示EDR所搭建的示例体系中，我使用了两节AA碱性电池，因此Vcc的最大值为3.2V。升压电压Vdd设置为恒定的3.6V。体系在正常环境下消耗55mA，但在满载时消耗127mA。使用“好”电池（图3a）和“坏”电池（即耗尽的电池，图3b）对体系进行测试时所得到的示波器迹线，表明了欠载电压的差别有多大。
图3：电池电压的负载测试效果表现，布满电的电池（a）和险些耗尽的电池（b），它们的响应之间存在显著差别。
我在某些项目中使用的示例设计基于STM32F303 MCU，其固件使用KEIL IDE用C语言编写。能够在此GitHub页面上找到这个固件。
测试代码的流程图如图4所示。一旦UART收到“S”字符，就会执行测试。ADC采样频率设置为250Hz，如前所述，测试周期约为200ms。
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