鋰電池以其容量大、充電性能好的優(yōu)點，已經得到了廣泛引用，特別在小型的需電池供電的電子設備上。但是鋰電池的充電和使用條件比較嚴格，比如充電必須以恒流恒壓方式，使用時電壓不能低于3V等，所以用鋰電池供電的系統(tǒng)一般都需要專門的鋰電池管理功能，確保鋰電池在正確的工作狀態(tài)下。
這部分內容以講述在STM8S單片機系統(tǒng)中，如何使用典型的鋰電池充電管理芯片TP4056來實現鋰電池的充電，以及如何使用單片機內置的AD轉換功能測量電池電壓，實現電池電量監(jiān)控。
1、電路設計
電路圖如下，使用TP4056做充電管理，TP4056是一款采用恒定電流/恒定電壓線性鋰電池充電管理IC，電路簡單，只需要外接一個編程電容即可實現恒流恒壓充電，充電電流取決編程于電阻的阻值，電阻和電流大致有這個關系：R=1200/I(誤差10%)，如2K編程電阻下，充電電流為580mA。下圖中R1即編程電阻。
發(fā)光二極管D1和限流電阻R2組成充電指示電路，正在向鋰電池充電時，D1發(fā)光。
D2穩(wěn)壓管TL431，和R2一起組成穩(wěn)定的2.5V參考電壓。這個參考電壓輸入到STM8S單片機的PD2引腳上（同時也是模擬輸入3AIN3），通過單片機的ADC功能可以測量到AIN3（2.5V固定電壓）的ADC讀數，從而反推出電池的電壓。
外部充電電源通過MircoUSB接口P1接入電路。
2、軟件設計
鋰電池充電功能不需要軟件參與，TP4056芯片可獨立完成。但是開機狀態(tài)下的鋰電池電量監(jiān)控需要軟件配合實現。軟件要實現的功能是，周期性的采集AIN3的ADC讀數，然后計算出電池電壓，當電池電壓低于3V時，需要自動關機。
STM8S單片機的ADC是10位的，即最大讀數是1023，VCC就是其AD轉換參考電壓，所以有如下關系：
1023/AIN3讀數=VCC電壓/2.5V
所以，VCC電壓，也即是電池電壓=2.5V*1023/AIN3讀數
1）設置ADC工作模式
可以使用STM8S_StdPeriph_Lib庫中的ADC1_Init(), ADC1_DeInit(), ADC1_Cmd()來實現ADC工作模式的設置。這三個函數，分別是設置ADC，重置ADC，啟用或停用ADC，這里重點說明一下ADC1_Init(),。
ADC1_Init()的接口定義：
void ADC1_Init(ADC1_ConvMode_TypeDef ADC1_ConversionMode, ADC1_Channel_TypeDef ADC1_Channel, ADC1_PresSel_TypeDef ADC1_PrescalerSelection, ADC1_ExtTrig_TypeDef ADC1_ExtTrigger, FunctionalState ADC1_ExtTriggerState, ADC1_Align_TypeDef ADC1_Align, ADC1_SchmittTrigg_TypeDef ADC1_SchmittTriggerChannel, FunctionalState ADC1_SchmittTriggerState)
ADC1_Init()入參較多，看看每個參數的說明：
ADC1_ConversionMode: 轉換模式，指定單次或連續(xù)轉換，相應取值是：ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE/ADC1_CONVERSIONMODE_CONTINUOUS
ADC1_Channel: 指定轉換通道，取值為ADC1_CHANNEL_0~ADC1_CHANNEL_12，注意不同的單片機子型號支持的通道不同，比如STM8S103只支持7個通道，具體要看單片機的數據手冊。
ADC1_PrescalerSelection:指定預分頻，可以從fcpu/2到fcpu/18，對應取值為ADC1_PRESSEL_FCPU_D2/~3/~4/~6/~8/~10/~12/~18。
ADC1_ExtTrigger: 指定ADC專用外部中斷(ADC_ETR)或者定時器觸發(fā)信號(TRGO)來作為外部觸發(fā)信號，取值分別為：ADC1_EXTTRIG_GPIO/ADC1_EXTTRIG_TIM
ADC1_ExtTriggerState：外部觸發(fā)狀態(tài)，DISABLE或ENABLE
ADC1_Align:數據對齊方式，左對齊或右對齊，取值：ADC1_ALIGN_LEFT/ADC1_ALIGN_RIGHT
ADC1_SchmittTriggerChannel：指定施密特觸發(fā)器，ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL0~12
ADC1_SchmittTriggerState：指定施密特觸發(fā)器狀態(tài)，DISABLE或ENABLE
這里要通過AIN3引腳采集2.5V固定電壓的值，所以使用下面三條代碼設置ADC1：
ADC1_DeInit();
ADC1_Init(ADC1_CONVERSIONMODE_SINGLE, ADC1_CHANNEL_3, ADC1_PRESSEL_FCPU_D2, ADC1_EXTTRIG_TIM, DISABLE, ADC1_ALIGN_RIGHT, ADC1_SCHMITTTRIG_CHANNEL3, ENABLE);
ADC1_Cmd(ENABLE);
2）啟動ADC并獲取讀數
ADC1設置好之后，執(zhí)行一次AD轉換就比較簡單了，先使用ADC1_StartConversion()啟動轉換，然后用ADC1_GetConversionValue()獲取值，ADC1_GetConversionValue()的返回值就是裝換結果。
為了避免一次采集數據存在干擾誤差較大，一般都要多采集幾次，比采集10次取平均值。如下采集10次取平均值：
u16 u16_adc1_value=0 ;
for(int i=0;i<10;i++)
{
ADC1_StartConversion();
u16_adc1_value += ADC1_GetConversionValue();
}
u16 vref=u16_adc1_value/10;
已經算出了2.5V固定電壓的值vref，那么最后只要用2.5V*1023/vref就能計算出VCC也就是鋰電池的電壓了。不過直接計算誤差會非常大（因為u16最大值也就是65535，做除法結果精度低），所以改成以下方式計算提高結果精度，結果的單位是mv：
u16 vcc=(51200/(vref/10))*5;
3）實現電池電量低自動關機
上面已經得出了電池的電壓了，那么結合上一篇《STM8S單片機入門2(關機模式開關機按鈕)》，就很容易實關機了，只要在將開機標志fPowerOn_flag設置為FALSE即可，在下一個主循環(huán)中就能執(zhí)行關機了。
if(vcc<3000)
{
fPowerOn_flag=FALSE;
}
3、總結
STM8S單片機的ADC功能很強大，這里只以一個監(jiān)測鋰電池電壓來說明一下最基本的用法，其他更多的用法還是要看數據手冊。現在回顧一下涉及到的知識點：
1）ADC工作模式設置
2）啟動AD轉換并獲取結果
下載文檔
