嵌入式軟件解決ADC電量顯示問題經驗分享

現在基本上每周末都要去上國碩的課提升自己的非技術技能，同時也希望兩年后順利拿到碩士學位，完成我人生第一階段的目標；所以最近一段時間個人基本上忙得不可開支，既需要完成老師布置的課題，也需要完成課程總結等等：

我也是個非常愛做筆記的人，所以我每次聽完課都會肝一張思維導圖，以作為課程的總結復習提綱，同時我也是個喜歡分享的人，每次肝完筆記都會第一時間分享給我的同學；我的同學也都是社會上的中流砥柱，基本上90%以上都是boss，不過說實話圈子是真的小，竟然還有前ST(意法半導體)的市場總監(jiān)，能認識如此優(yōu)秀的同學實屬非常榮幸！跟著優(yōu)秀的人一起慢慢也會變得優(yōu)秀；后續(xù)我也會將我學習技術的思維導圖分享給大家。

好了，話說再怎么忙，文章還是要更的，今天就來解決開源群里一位小伙伴的問題，我和這位小伙伴的聊天記錄如下：

正好最近在工作中也遇到了這樣的問題，但我的問題可能會比這位小伙伴更嚴重一些，但一樣可以采用相同的方式來解決。

1、我自己遇到的問題

這個項目我上的是TencentOS tiny物聯網操作系統，由于需要實時更新產品的一些狀態(tài)，比如傳感器、時間、電量、信號等等，更新這些我統一都放在一個任務里執(zhí)行：

/*狀態(tài)欄任務顯示處理*/
void?StartStatus_Bar_Task(void?*argument);

我是如何完成這些狀態(tài)的更新呢？采用狀態(tài)機的模式，以下為偽代碼：

void?StartStatus_Bar_Task(void?*argument)
{
????static?uint8_t?status?=?0;
????while(1)
????{
????????switch(status)
????????{
??????????//更新時間
??????????case?0:
????????????//業(yè)務邏輯開始
????????????//....
????????????//業(yè)務邏輯結束
????????????//狀態(tài)切換
????????????status?=?1?;??
????????????break?;
??????????//更新傳感器狀態(tài)
??????????case?1:
????????????//業(yè)務邏輯開始
????????????//....
????????????//業(yè)務邏輯結束
????????????//狀態(tài)切換
????????????status?=?2?;
????????????break?;
??????????//更新電量
??????????case?2:
????????????//業(yè)務邏輯開始
????????????Update_Battery();
????????????//業(yè)務邏輯結束
????????????//狀態(tài)切換
????????????status?=?0?;
????????????break?;
??????????default:
????????????break?;
????????}
????
????}
????tos_sleep_ms(300);
}

那么這樣做有什么好處呢？這樣子就可以完成各個狀態(tài)的間隔刷新了，個人經驗使用感覺效率會高一些，當然如果你使用的MCU的主頻夠快，想一次性更新那也沒問題。

好，這么做思路是對的，后面也配合硬件的充電模塊完成了一些其它的邏輯：

• 當插入充電器時，電池未充滿電，顯示充電紅色圖標
• 當插入充電器時，電池充滿電，顯示充電綠色圖標
• 當沒有插入充電器時，讀取AD值，根據當前的AD值計算電壓，然后分級顯示

按照邏輯，我編寫以下代碼：

//更新電池
void?Update_Battery(void)
{
????int?level?=?0;
????double?Vol_value?=?0.0;
????level?=?Get_Battery();
????Vol_value?=?level?*?3.3?/?4096?;

????//當前正在充電
????if(GPIO_PIN_RESET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port,?CHARG_0_Pin))
????????Display_Battery_Level(4);

????//當前電已充滿
????if(GPIO_PIN_RESET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port,?CHARG_1_Pin))
????????Display_Battery_Level(5);

????//沒插充電器
????if(GPIO_PIN_SET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port,?CHARG_1_Pin)
????????????&&?GPIO_PIN_SET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port,?CHARG_0_Pin))
????{
????????????if(Vol_value?>?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(3);
????????????else?if(Vol_value?>?0.87?&&?Vol_value?<=?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(2);
????????????else?if(Vol_value?>?0.84?&&?Vol_value?<=?0.87)
????????????????Display_Battery_Level(1);
????????????else
????????????????Display_Battery_Level(0);
????}
}

思路是對的，看上去也完全沒有問題；但是實際操作過程中問題就來了，當電壓值計算到了臨界點，假設在沒插充電器時，電量其實一直在消耗中，電壓計算在0.87邊界范圍左右跳動，這樣出現問題的現象就和剛剛聊天那位小伙伴描述的現象基本一致了：

后來根據我個人分析問題的經驗，電池格數跳動它不是一個一直在發(fā)生的事件，它可能是幾秒鐘跳一次，隔幾秒鐘再跳一次，等到電壓降下來了，就又不跳了，又保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，所謂的這種跳動的狀態(tài)，只有可能發(fā)生在格數臨界點的地方。

2、解決方案

適當給顯示電量的地方延時，不要頻繁的更新電池電量的顯示；以上面狀態(tài)欄任務的更新頻率是每300ms的頻率更新每個顯示狀態(tài)，其它的可以保持不變，但是電量這塊可以做一下處理，我們把代碼稍微改一下：

//更新電池
void?Update_Battery(void)
{
????int?level?=?0;
????double?Vol_value?=?0.0;
????/*延時計數器*/
????static?uint8_t?count_delay?=?0?;
????/*拔插充電器時候實時更新當前電量狀態(tài)*/
????static?uint8_t?update_flag?=?0?;
????level?=?Get_Battery();
????Vol_value?=?level?*?3.3?/?4096?;

????//當前正在充電
????if(GPIO_PIN_RESET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port,?CHARG_0_Pin))
????{
????????/*解鎖刷新標志，當拔掉充電器時候需要更新一次電量顯示*/
????????update_flag?=?0?;
????????Display_Battery_Level(4);
????}

????//當前電已充滿
????if(GPIO_PIN_RESET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port,?CHARG_1_Pin))
????{
????????/*解鎖刷新標志，當拔掉充電器時候需要更新一次電量顯示*/
????????update_flag?=?0?;
????????Display_Battery_Level(5);
????}

????//沒插充電器
????if(GPIO_PIN_SET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port,?CHARG_1_Pin)
????????????&&?GPIO_PIN_SET?==?HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port,?CHARG_0_Pin))
????{
????????/*當更新標志解鎖時，更新一次電量顯示*/
????????if(update_flag?==?0)
????????{
????????????if(Vol_value?>?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(3);
????????????else?if(Vol_value?>?0.87?&&?Vol_value?<=?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(2);
????????????else?if(Vol_value?>?0.84?&&?Vol_value?<=?0.87)
????????????????Display_Battery_Level(1);
????????????else
????????????????Display_Battery_Level(0);
????????????/*更新完畢后上鎖，直到下一次插入充電器的時候再解鎖*/
????????????update_flag?=?1?;
????????}

????????/*持續(xù)計數，一次是300ms，那么計數60次就是18s，也就是18s才更新一次電量*/
????????++count_delay;
????????if(count_delay?>=?60)
????????{
????????????count_delay?=?0?;

????????????if(Vol_value?>?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(3);
????????????else?if(Vol_value?>?0.87?&&?Vol_value?<=?0.90)
????????????????Display_Battery_Level(2);
????????????else?if(Vol_value?>?0.84?&&?Vol_value?<=?0.87)
????????????????Display_Battery_Level(1);
????????????else?if(Vol_value?>?0.80?&&?Vol_value?<=?0.84)
????????????????Display_Battery_Level(0);
????????}
????}
}

在這里，代碼主要解決了兩個問題：

• 當拔插充電器時，需要完成狀態(tài)切換，并更新一次電量顯示
• 在沒有插充電器時，每18s完成一次電量更新

我改完以后再去測試的時候就不會再有電池格數頻繁跳動的問題了，當然項目里還有其它的一些業(yè)務問題，比如處理休眠喚醒時，狀態(tài)欄的更新問題，所有的處理方式也是類似的；如果有些還是會有明顯跳動現象的話，我們可以考慮把計數時間繼續(xù)拉長，比如1分鐘就只更新一次電量；這樣也是合理的。

這里透露一些產品研發(fā)上的潛規(guī)則，比如我要讓客戶感覺這個設備的續(xù)航時間夠長，其實我可以在電池分級分少一些，不要分那么多狀態(tài)，只有滿電、低電、充電、充滿四種狀態(tài)，這樣從用戶的使用角度上來說，只要客戶看著產品的電量指示有電，那么它就是有電，這也是一種研發(fā)產品上的商務手段，我們簡稱這種手段叫投機取巧；當然作為一個剛直的技術人員，我其實是非常反對這種為了迎合資本市場而去做的這種不道德的行為！這是需要被公眾所譴責的；希望我們技術人員都要有一顆不投機取巧的心，努力把產品做好！

3、其它

感謝前天汪哥在分享的TencentOS tiny的會議上提到了我的開源項目：

TencentOS tiny危險氣體探測儀產品級開發(fā)

并且TencetOS官方號也做了一次轉發(fā)表示支持：

這個項目會繼續(xù)維護，后面會將代碼做得更優(yōu)雅，界面做得更漂亮；功能做得更完善，并且在做完一次迭代更新的同時會及時通過本公眾號告訴大家。

我的開源之路會一直堅持不懈的繼續(xù)走下去，如下，手上的東西還有很多，比如手持PDA掃碼器、4G DTU、智能小車，還有超多的各種各樣的開發(fā)板；接下來期待我的持續(xù)分享：

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