基于AVR的筆記本電池檢測儀
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電池放電是充電的反過程，與充電過程很類似，在放電過程中．電池的電壓不斷降低．與充電不同的是電量計量芯片會設置三級到四級保護電壓．一般來說是筆記本電池是不允許電壓跌落到最后一級電壓以下，因為這個時候電芯由于過放可能已經物理損壞，電壓每跌落一個等級，電量計量芯片就會打開這一級的保護電路，減小放電的電流，到最后一級時，放電電路完全斷開，報告電池的電量已經耗盡。ATMEG88要檢測每一級保護都正常．才能確定電池工作良好。
1．3熱敏電阻檢測電路
電池在工作時．部分電能會轉化為熱能，溫度的升高會引起電芯的化學性能發生急劇的變化．甚至有爆炸的危險．因此對電池溫度的檢測是必須的。筆記本電池一般使用一個IOK的負系數熱敏電阻來檢測溫度的變化，熱敏電阻工作正常才能保證電池的安全。在電池檢測過程，熱敏電阻的檢測也是其中重要的一環。檢測電路如圖所示，兩個LM358組成了一個窗口比較器來檢測輸入的信號。由圖3可知窗口比較器上的上限是VH=5*(10+3.3)/(20+3.3)=2.8V，下限是VL=5*10/(20+3.3)=2.1V，熱敏電阻和上拉電阻分壓作為輸入信號Uin由窗口比較器的原理可知，若VL
圖3熱敏電阻檢測電路
2 軟件功能的實現
軟件的實現分單片機和程序兩部分。其中單片機完成協議轉換功能上位機軟件實現檢測功能。
2．1 SMBUS總線與RS232協議的轉換
電池檢測儀是由ATMEGA88把數據從電池取出，通過RS232把數據發給上位機。或從上位機接收數據轉發給電池，可見在信息傳送過程中，電池檢測儀起到了橋接的作用。電池版本的不同信息容量也不同，如對于BQ2060系列的電池，只有127個字節的信息。ATMEGA88共有lK的SRAM，完全可以將全部寄存器存入到單片機中，而對于BQ20280的智能電池，電池信息容量為1752個字節，無法完全存放，只能將數據分批發送出去。本文使用分組發送的方法轉發數據，在單片機內部為SMBUS總線和RS232各分配32字節的收發緩沖區，數據都組裝成幀發送．單片機在收發到一個完整的幀后才啟動后續操作。數據幀的格式為：第一字節同步字符0xFE，第二字節數據長度字節，最大值29．從第三字節開始數據字節。內容為ASCII碼的數字和字母。最后一字節是數據幀結束字節OxFD。當收到幀起始字，ATMEG88把數據放入接收緩沖區，當收到幀結束字節后，處理數據并放人到發送緩沖區．啟動發送。為了避免數據溢出現象，還加入了超時處理．當處理一幀數據超過2ms時視為數據收發失敗。將此幀數據刪除。
2．2電池可配置編程的實現
對于BQ20270等系列的高檔電池，電量計量芯片內部集成了Flash存儲器。可以使用SMBUS總線對電池的配置在線更新。本文提出的電量檢測儀實現了對Flash的編程操作，完成了生產一塊電池的全部操作。在進行編程之前，要先準備一個原裝鏡象文件。這個文件里包含了電池的器件配置信息如電阻特性曲線、化學特定數據等．對電池執行一個寫操作，寫入0x08，置電池為編程模式．數據通過SMBUS寫入電池，完成后發送校正命令．電池執行內部的自動校正算法把電池校準，再將電池專用信息寫入包括生產日期、序列號等．將所有寫入的信息再讀出來與原有信息比較進行數據校驗，如檢查數據無誤，復位電池恢復5分鐘后，向電池發送阻抗匹配追蹤使能命令0x21，電池就可以正常工作了。
2．3智能電池檢測流程
檢測智能電池的整個流程是在七位機的軟件下控制完成的，在電池的生產流程中，參數的變化是很頻繁的，為了能適應各種不同電池的檢測本文采用讀取配置文件的方法。在上位機軟件啟動時，首先要加載的后綴為INI的電池配置文件，配置文件主要結構是一個settings段。段中存儲的是關鍵字．智能電池的每一個寄存器都三個關鍵字。分別是寄存器的地址、寄存器的最大值、寄存器的最小值。上位機軟件根據配置文件動態生成要檢測的內容界面，根據地址向檢測儀發送串口命令．檢測儀把此命令轉發給電池，電池會返回此命令的值，上位機收到后與加載的最大值和最小值比較。如果超出范圍則檢測不通過．軟件會用不同的顏色標出。上位機加載配置文件完畢后，第一步檢測電池的的基本信息如設計電壓、設計容量、電壓、電流、循環次數等．如不正確上位機軟件自動寫入正確值；第二步啟動充放電電路檢測電池內部的保護電路和加載電流，如不正確則報警，并記入日志文件：第三步檢測熱敏電阻是否工作正常．如不正常報警并記往日志文件：最后校正電路參數。如果電池不能正常工作．還可以用智能電池檢測儀對電池重新編程。
3 結論
本文對智能電池檢測儀的工作原理和實現方法進行了詳細闡述。實現了電池的基本信息檢測、充放電檢測、熱敏電阻等檢測．并且實現了智能電池的在線編程。智能電池檢測儀具有效率高、配置靈活、使用方便等特點．在電池生產中取得了良好的效果。
本文創新點：本文提出了采用AVR單片機對筆記本電池檢測進行充放電、溫度等檢測．流程采用上位機軟件配置，提高了電池檢測流程的效率和靈活性。
本文提出電池檢測儀已批量生產30套，每套售價2萬元。一個檢測儀每月可檢測約4K塊電池．可節省大量人工和時間，直接經濟效益1萬元左右。
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