单片机锂电池容量测试仪设计小创意 附后实物及软件语言源代码
前几天在家看到我家的锂电吸尘器没电了，但是充满后用了一会就又没了，电量明明显示还有两格，心想这个东西太不靠谱了，于是就寻思如果能测试出电池的容量就好了，便自己动手做了一个锂电容量测试仪，然后实际测试了一下，发现准确度和精度都还可以，下面分享出来供大家学习参考一下。
说明：本次实验项目是用汇编语言开发的，如果感兴趣的小伙伴也可以试着用C语言开发一下哦！
老规矩废话不多说，先上实物图：
工作原理：此设计是用万能板搭建，显示用12864字库屏，主板与屏幕分开，这个单片机电池容量测试仪对于锂电/镍氢程序实现自动识别。该设备会自动识别电池类型（锂电池还是镍氢电池）。
识别的方法：电压高于2.7就是锂电，低于2.7高于2V就是锂电低电压，会有提示；高于1低于2，就是镍氢电池。左下角放电测试时会显示截止电压。
本设计仅供参考如果设计有不合理之处请大神勿喷，再次仅仅起到学习和抛砖引玉的效果。
本设计汇编语言参考源代码如下：
;-------------------------
; LCD12864.ASM
;
;12864液晶屏显示驱动程序
;-------------------------
SENDI:;------串行控制命令写入------------------------
; LCALL FD ;等忙时间
MOV RAM0,#15
DJNZ RAM0,$
;------------第一字节,11111000,从MCU到屏,控制字 ,rs,rw都为0
SETB RS ;片选为1
MOV R7,#5
SENDI1: SETB RW ;前四位都为1
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDI1
MOV R7,#3
SENDI2: CLR RW
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDI2
;-------第二三字节,8位的高四位------------------
MOV R6,#2
SENDI5: MOV R7,#4
SENDI3: RLC A
MOV RW,C
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDI3
MOV R7,#4
CLR C
SENDI4: MOV RW,C ;后4位全为0
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDI4
DJNZ R6,SENDI5
CLR RS
RET
;-----------------------------------------------
SENDD: ;------串行数据字节写入---------------------
; LCALL FD ;等忙时间
MOV RAM0,#15
DJNZ RAM0,$
;------------第一字节,11111000,从MCU到屏,控制字
SETB RS ;片选为1
MOV R7,#5
SENDD1: SETB RW ;前四位都为1
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDD1
CLR RW ;第三位,从MCU到LCD,0
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
SETB RW ;第二位,数据,1
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
CLR RW ;第1位,,0
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
;-------第二三字节,8位的高四位------------------
MOV R6,#2
SENDD5: MOV R7,#4
SENDD3: RLC A
MOV RW,C
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDD3
MOV R7,#4
CLR C
SENDD4: MOV RW,C ;后4位全为0
NOP
NOP
CLR E
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB E
DJNZ R7,SENDD4
DJNZ R6,SENDD5
CLR RS
RET
/*从缓存取数据送显示*/
LCDDS: MOV DPTR,#TAB1F ;
LCDDS1: MOV A,@R0 ;取列表
MOVC A,@A+DPTR
LCALL SENDD
INC R0
DJNZ DSDAT,LCDDS1 ;取完N个数
RET
LCDDS2: MOV DPTR,#TAB1F
LCDDS3: MOV A,R0
MOV CA,@A+DPTR
LCALL SENDD
INC R0
DJNZ DSDAT,LCDDS3
RET
TAB10: DB " 电池容量测试 " ;
TAB11: DB "V=0.00V I=0.00A "
TAB12: DB "0:00:00 0mAh "
TAB13: DB "SV2.70V SR0.00A"
; 0 10 141618 22 30
TAB1F: DB "0123456789: -.=VRLAmD 待机....SV已结束! ",0
/*
TAB1:
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,96,0,0,96,0,0,0,0;
DB 0,0,192,0,102,0,195,128,99,0,99,96,49,128,0,0;
DB 0,0,192,0,99,0,222,0,97,128,99,252,49,128,0,0;
DB 0,0,192,0,96,0,198,192,96,240,103,96,49,128,0,0;
DB 0,0,192,0,126,0,255,128,127,176,121,240,49,240,0,0;
DB 0,0,248,7,192,3,204,3,248,1,231,48,63,176,0,0;
DB 0,31,152,0,243,0,219,128,126,192,103,240,241,224,0,0;
DB 0,1,152,0,243,0,254,0,118,96,118,48,49,252,0,0;
DB 0,1,176,1,182,1,247,240,236,0,251,224,63,128,0,0;
DB 0,3,48,1,188,15,254,1,225,193,225,188,113,128,0,0;
DB 0,3,48,195,56,96,198,199,111,3,111,225,195,192,0,0;
DB 0,6,48,198,112,96,222,192,99,0,97,192,6,96,0,0;
DB 0,12,48,204,240,97,223,193,227,240,99,96,12,56,0,0;
DB 0,56,31,152,31,224,248,192,254,0,102,48,56,30,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,124,28,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,48,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,48,0,3,0,0,48,1,128,24,0,0,0,0;
DB 0,0,0,96,0,115,1,158,48,97,176,27,48,0,0,0;
DB 0,0,0,96,3,195,0,246,48,49,152,49,176,0,0,0;
DB 0,0,0,254,0,3,224,103,176,1,128,49,176,0,0,0;
DB 0,0,1,134,0,127,102,127,176,1,240,108,48,0,0,0;
DB 0,0,1,134,7,195,99,127,176,239,128,118,96,0,0,0;
DB 0,0,1,246,0,195,96,127,179,225,128,243,96,0,0,0;
DB 0,0,1,134,1,182,96,255,176,99,193,177,224,0,0,0;
DB 0,0,1,134,3,118,97,255,176,110,192,48,192,0,0,0;
DB 0,0,1,246,3,252,193,156,48,102,96,49,224,0,0,0;
DB 0,0,1,134,0,24,195,54,48,119,236,51,56,0,0,0;
DB 0,0,1,254,0,51,192,102,112,124,60,62,30,0,0,0;
DB 0,0,1,206,0,97,128,192,48,0,28,48,0,0,0,0;
DB 0,0,0,6,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 7,156,243,224,12,32,15,128,0,0,0,0,13,136,0,192;
DB 8,136,74,64,18,96,10,128,0,0,0,0,5,24,1,32;
DB 8,8,72,143,130,35,226,0,0,0,0,0,5,8,1,32;
DB 8,8,72,128,12,32,2,0,0,0,0,0,5,8,1,32;
DB 8,8,73,0,2,32,2,0,0,0,0,0,5,8,1,32;
DB 8,136,73,32,18,32,2,0,0,0,0,0,2,8,1,32;
DB 7,8,243,224,12,112,7,0,0,0,0,0,2,28,64,192;
DB 0,48,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
/* (128 X 64 )*
TAB2:
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,24,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,192,0,0;
DB 0,0,28,0,0,0,0,0,1,192,56,0,48,112,0,0;
DB 0,0,28,0,0,222,0,0,1,192,24,0,48,96,0,0;
DB 0,0,62,0,0,254,3,128,1,192,24,0,112,96,0,0;
DB 0,0,119,0,0,206,31,192,3,224,24,0,112,96,0,0;
DB 0,0,115,128,0,207,249,128,3,123,24,0,224,126,0,0;
DB 0,0,225,192,0,206,219,128,7,61,152,0,195,240,0,0;
DB 0,1,192,224,0,254,219,128,14,13,152,1,192,96,0,0;
DB 0,3,128,112,0,254,219,0,12,1,152,3,192,96,0,0;
DB 0,3,15,252,0,206,223,128,24,225,152,3,192,127,128,0;
DB 0,6,126,63,128,206,240,0,63,241,152,6,195,240,0,0;
DB 0,12,0,31,192,254,192,0,110,97,152,12,206,224,0,0;
DB 0,56,0,0,0,238,192,0,198,97,152,24,192,96,0,0;
DB 0,96,1,128,1,204,192,24,7,225,152,0,192,96,0,0;
DB 0,0,31,192,1,140,192,24,6,225,152,0,192,252,0,0;
DB 0,3,241,224,1,140,192,56,6,192,24,0,195,224,0,0;
DB 0,1,129,192,3,140,224,120,6,12,24,0,192,96,0,0;
DB 0,1,193,128,3,60,127,248,6,28,24,0,192,96,0,0;
DB 0,0,193,128,6,28,31,192,7,252,24,0,192,127,192,0;
DB 0,0,255,128,6,28,0,0,1,240,248,1,255,240,0,0;
DB 0,0,224,0,0,24,0,0,0,0,120,0,192,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,56,0,192,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,128,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 1,0,0,128,0,0,0,0,0,128,0,0,0,0,0,0;
DB 1,0,1,224,3,0,7,240,1,128,0,240,3,0,0,248;
DB 25,112,7,192,3,0,5,80,1,248,61,160,1,128,7,16;
DB 24,192,7,0,3,224,7,96,31,0,41,32,4,192,0,16;
DB 0,96,2,128,31,48,1,120,18,224,41,160,12,96,3,144;
DB 17,128,7,224,23,176,15,192,3,32,41,96,9,48,28,16;
DB 48,224,7,128,23,32,2,96,6,160,57,216,19,24,7,144;
DB 39,160,0,248,15,160,4,48,11,32,41,224,54,28,25,144;
DB 36,36,31,128,15,224,15,252,50,160,34,96,69,198,15,16;
DB 40,36,32,128,3,2,53,167,3,32,34,16,15,32,14,16;
DB 24,38,0,128,1,6,6,96,2,32,34,78,31,96,0,16;
DB 0,54,0,128,0,254,0,0,2,32,35,130,0,0,0,112;
DB 0,14,0,128,0,0,0,0,0,96,0,0,0,0,0,16;
DB 0,0,0,128,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;"
汇编语言显得有些复杂，感兴趣的小伙伴也可以用C语言试一下哦！
鉴于篇幅有限，只能写部分参考代码，如果需要完整源代码请私信我或者留言,谢谢！
如果喜欢我的文章请评论转发加关注哦。
RT9422A芯片：锂电池电量计电路方案
工程师，在开发一些项目，尤其是锂电池供电的项目，可能就会碰到一个电路问题
如何测量锂电池剩余的电量呢？
这是因为，锂电池的电量，它不是一直保持不变的，是随着使用的时间，逐渐会被消耗的。如果不准确实时地知道锂电池的电量信息，整个项目都有可能会因为突然断电，而被迫停止工作。
锂电池
怎么办呢？
常规的做法，工程师是通过一个单片机的ADC采集，实时采集锂电池的电压；稍微更好一点的做法，是再加上一个ADC采集，还采集锂电池的电流。
这样做，芯片哥认为是可行的，而且也比较受工程师喜欢。只是，它只适合一般的项目，对于要求比较高的项目，显然是远远不够的。
比如，锂电池的电量是2000mAh，标准的电压是4.2V。在项目工作一段时候后，它还有多少电量呢？
两个ADC采集，只能检测锂电池的电压和电流，却不知道它的电量信息。因此，需要换种其他的解决方案。
01 RT9422A芯片
RT9422A芯片，是一个精确测量单节锂电池电量计的芯片，它能检测的电池信息，包括实时电压、实时电流、平均电压、平均电流、温度、剩余电量、剩余工作时间、充电状态、使用次数。
其中电压测量的精度是在±7.5mV，电流测量的精度是±1%。
RT9422A芯片引脚图
在这个芯片中，它有12个Pin脚。分别是
VBATS & VBATG：芯片检测锂电池电压的两个引脚CSP & CSN：芯片检测锂电池电流的两个引脚VPTS & TS： 芯片检测温度的两个引脚ALERT & SAFE：芯片的两个安全保护引脚SDA & SCL：芯片的两个IIC通信引脚VDD & VSS：芯片工作的两个电源引脚工程师，可以借助RT9422A芯片的VBATS引脚与VBATG引脚，实现测量锂电池的实时电压和平均电压值；
可以借助CSP引脚与CSN引脚，实现测量锂电池的实时电流和平均电流值；
借助VPTS引脚与TS引脚，实现测量锂电池的当前温度值；
然后利用芯片内部的自有算法，可以通过IIC通信，向外输出锂电池的剩余电量值、剩余的工作时间、充电状态和循环使用的次数。
02 RT9422A芯片应用电路方案
既然RT9422A芯片，能测量锂电池这么多的信息，那到底该怎么开发出它的应用电路呢？别急，芯片哥会给出的。
RT9422A芯片应用电路方案
左边BATT是锂电池，它直接输入到芯片的Pin4引脚VBATS和Pin2引脚VBATG，同时还作为电源，连接到Pin3引脚VDD和Pin6引脚VSS。
可以看到，锂电池电压的两端，是直接并联在VBATS引脚和VBATG引脚上的。也就是说RT9422A芯片，通过内部的ADC 采集，就可以直接测量到锂电池实时电压值的。
RT9422A芯片内部电路
另外，电阻R2的电流，由于与锂电池是串联关系，所以它们的电流是相同的。通过芯片的CSP引脚与CSN引脚测量电阻R2两端的电压，就能测量出电池的实时电流值。
其中电阻R3和电阻R4，是限流作用，防止电池的大电流倒灌到芯片CSP引脚和CSN引脚，起到保护作用。
而电容C3、C4和C5，是一个简单的滤波作用，让采集的值更可靠稳定一些。
温度的测量是如何进行的呢？
电阻RT1，是一个热敏电阻，也是一个温度传感器，是直接可以采集温度信息的。VPTS引脚，输出一个稳定的1.2V电压源，作为温度传感器ADC采集的参考电压。
这样，电阻RT1与电阻R1，简单的分压电路，就能测量锂电池的温度值。
RT9422A芯片IIC通信输出数据
至于说，锂电池的剩余电量、剩余工作时间、充电状态和循环使用次数这些信息，是芯片根据采集到的锂电池信息，自带的内部算法提供的，工程师只需要通过IIC通信，读取它的相应寄存器值，就能获取到。
03 结尾总结
RT9422A芯片，作为锂电池电量计芯片，它的待机功耗低至0.5uA。如果采样电阻R2是10mΩ，测量电流的最大值可以达到200A。
电压呢？最小可以测量到2.5V。
稍微遗憾的是，它只能适用一节锂电池供电的项目，不适合多节串联的电池。
最后，两种方法对比一下
如果不需要特别精确的电池信息，只是大概判断一下它的实时电压，用单片机ADC采集的方法就可以胜任了，没必要用专用的电量计芯片。
如果是项目对电池的状态要求比较高，则优先考虑使用类似RT9422A电量计芯片了，一方面是采集电池的信息比较多，而且还比较精确。
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