单片机检测电池电压利用单片机内部基准电压测量电源电压|技术文档|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

利用单片机内部基准电压测量电源电压

最近做一个蓝牙温度记录仪的项目，MCU采用意法半导体（ST）的STM8L151，纽扣电池供电，需要检测纽扣电池电压，低电量的时候报警。由于纽扣电池的电压在不断的改变， 在做设计验证的时候，使用一颗LDO降压后作为ADC基准源，电路图如下：

图中（1）为LDO降压电路，作为ADC的外部电压基准源，如图（3），纽扣电池电压变化的时候VREF_1.8V保持不变。

图中（2）部分为纽扣电池电压的分压电路，分压后作为ADC的采样输入，如图（4）

采用上图电路，可以实现对纽扣电池电压的检测，但是既增加了成本，又增加了电路的复杂性。是否可以考虑其他方法呢？答案是肯定的。

在STM8L151芯片的内部，有一个固定的内部参考电压，ST的技术手册里命名为VREFINT

该内部参考电压的值即使芯片电源电压在工作范围内波动时，它基本维持不变即1.224V,而且该电压信号可以通过指令控制直接连接到ADC 的某个AD 通道而求得该电压对应的AD 值。

这里需要说明一下，该内部参考电压VREFINT并非ADC 的参考电压，ADC 的参考电压

依然是VDD。即使VDD 有所波动，这个VREFINT电压恒定不变，对于ADC 电路而言，它只是个测试点。这里经常有人犯迷糊，把VREFINT内部基准参考电压跟ADC 模块的参考电压混为一谈。

此时在程序上把VREFINT作为ADC的采样电压，纽扣电池电压作为ADC的外部基准电压，那么可以得到一下公式：

只要读出ADC的值，就可以计算出纽扣电池的电压了，电路图如下：

通过和上图对比，可以看此图更加精简。

蓄电池里面有大量的硫酸等可供电离的溶液，当插上电源，电流就通过里面的铅板（有些电池不是铅）电离溶液，这样就将电能转化为化学能；如果要使用，溶液就会转化为电能通过电极输送出去。这是原理上的描述，事实上，真实的情况十分复杂，可参考相关专业书籍。

2.一般采用恒流充电法

恒流充电法：是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。

恒压充电法：这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。

1，利用单片机在片A/D转换器定期（比如间隔5秒）检测电池电压，当电压低于某值（例如对12v蓄电池可定在13.8v）时，接通太阳板电压直接给电池充电；高于某值时断开太阳板电压。

2，太阳板电压不做任何降压等处理，只需串一只大电流肖特基二极管防反充即可（夜间）。

3，单片机设计在极低功耗状态，可由蓄电池供电。

4，利用单片机，可以给充电器增加很多功能，例如蓄电池过低电压切断供电、通过串口输出各种工作状态参数等等。