[發明專利]一種電池狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201410554421.9
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104317688B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李偉;白軼榮;張士峰;辛義磊;朱偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22;G06F13/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種電池狀態檢測方法，基于一系統，該系統包括主機、SMBUS控制核和電池狀態芯片，SMBUS控制核負責主機和電池狀態芯片的交互，所述主機只跟電池狀態芯片進行一次交互，交互狀態由SMBUS控制核進行控制，讀操作和寫操作在SMBUS控制核中實現，在SMBUS控制核狀態機中執行每一操作步驟的握手；SMBUS控制核包括7個寄存器，分別是PRERLo時鐘低位寄存器、PRERHi時鐘高位寄存器、CTR控制寄存器、TXR傳輸寄存器、RXR接收寄存器、CR命令寄存器、SR狀態寄存器。本發明的電池狀態檢測方法，為了消除主機時間片空轉，盡可能的提高傳輸速度。

技術領域

本發明涉及電子測量技術領域，特別涉及一種電池狀態檢測方法。

背景技術

在電子測量領域，手持式的測量和臺式測量儀器帶有電池，對于電池狀態采用SMBUS總線讀取電池狀態。一般情況下，當讀取一個電池參數時，CPU要與電池進行多次交互，造成CPU時間片空轉，傳輸效率低，同時采用傳統狀態機，狀態冗余。

SMBUS(Smart Manegement Bus)總線是智能電池系統中SBS(Smart BatterySystem)中主機、智能電池充電器、智能選擇器、智能電池及外設之間的互聯接口。SMBUS總線是智能電池系統元件之間的標準總線結構，在I2C總線的基礎上發展而來，是一種與I2C總線高度兼容的總線。由SBS-IF(Smart Battery Implementer Forum)定義IC器件之間進行連接的二線制總線，其為雙向、兩線、串行、多主控接口標準，具有總線仲裁機制，非常適合器件間的近距離傳輸，由于具有接口線少，控制簡單，通信速率高等優點，SMBUS總線的應用非常廣泛。

SMBUS總線是由SDA和SCL構成的串行總線，可以發送和接收數據，在CPU與被控IC之間，IC與IC之間都可以進行雙向傳輸。CPU發出的信號包括地址碼和命令碼兩種，地址碼用來選址，即找到要通訊的電池狀態芯片(slave)。命令碼用于告訴電池狀態芯片要進行的操作類型。

SMBUS總線在傳送過程中，有三種類型信號，包括開始信號、停止信號和應答信號。

開始信號，SCL為高電時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。

結束信號，SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束數據傳輸。

應答信號，接收數據的電池狀態芯片在接收到數據后，向發送數據的SMBUS主控單元發出特定的低電平脈沖，表示接收到數據。CPU向受控IC發送一個信號后，等待受控單元發送一個應答信號，CPU收到應答信號后，進行下一步的操作。若未收到應答信號，終止當前傳輸，從新開始傳輸。

實現SMBUS總線通訊協議主要有兩種方法，其一是利用軟件對兩根I/O口進行軟件編程，實現SMBUS總線的時序，這種方法使本身不具備SMBUS接口功能的器件具有SMBUS功能，常用的器件為單片機。但是這種方法會占用CPU的資源，造成系統執行效率低，適用于傳輸要求不高的情況下。

另一種方法是使用專用的SMBUS控制核，例如大型的FPGA生產廠商美國美信和Intesil公司都推出了專用的SMBUS總線控制核。專用的SMBUS控制核可以簡化設計，縮短開發周期，這種方式的缺點是專用芯片價格高，使用專用的Ip核接口不靈活，不利于擴展，功能修改不夠靈活。

傳統電池狀態檢測方法具有以下缺陷：

(1)傳統過程中，如果通過SMBUS控制核讀取電池的狀態參數，CPU按照SMBUS協議產生規定的數據時許，軟件需要進行如下操作過程，在通常情況下，每執行一步操作，CPU都需要與電池狀態芯片進行一次交互，這樣在完成一次讀寫過程，CPU與SMBUS控制核進行多次的交互，CPU進行一次寫操作，要等待電池狀態芯片返回一個應答信號，等到應答信號后，進入下一步操作，在等待過程中，會占用CPU資源，造成時間片空轉，降低執行效率。