澎湃微PT32x033系列 | 血糖仪专题技术文章连载_08

周三, 28 九月 2022 - 14:10

概述

血糖仪采用纽扣电池供电，随着使用时间的增长，纽扣电池电压逐渐衰减，为了保证血糖仪工作的可靠性和稳定性，血糖仪系统需要获取当前的系统电量信息。

033可以在芯片内部实现高精度的供电电压监测，且无需占用外部资源。

下面就针对这一技术进行详细介绍。

1. 基于PT32x033的低电量监测应用

1.1、监测原理

低电量监测主要是基于ADC实现的。

033内部自带12位的ADC，将ADC的参考电压正端配置为VDDA(电池电压)，ADC通道选择内部高精度的BG1V0(内部1.0V电压)，根据ADC转换的结果即可反推出电池电压。

一旦低压则可通过LCD屏幕的低电量图标警示用户更换电池，电池电压换算公式如下：

其中：Code1V为ADC转换BG1v0电压的数字量

1.2、纽扣电池

纽扣电池也称扣式电池，是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池）。

纽扣电池是从外形上来对电池来分类的，同等对应的电池分类有柱状电池，方形电池，异形电池等。

一般锂锰公称电压是3V，终止电压2V，典型工作电流在0.1-0.2mA，建议的最大脉冲电流在15mA左右，如血糖仪Demo板上就是使用了一颗CR2032的锂锰电池。

1.2.1 基本性能及技术参数

下面表格是3V扣式锂锰电池CR2032的性能参数

1.2.2 电池放电特性

下面是3V扣式锂锰电池CR2032的放电特性

1.3、ADC功能介绍

033有一个12 位的逐次逼近型模数转换器 ADC，该 ADC 有多达 12 个通道，允许 ADC测量9 个外部和3个内部信号源。可选的ADC参考电压有：

<ul>
<li>
DDA
</li>
<li>
BG2V0
</li>
<li>
AVREF+
</li>
<li>
BG1V0
</li>
<li>
BG1V2
</li>
</ul>

ADC模块框图如下：

<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2022-09/wen_zhang_/100564358-272459-4.jpg&…; alt=“图8-1 ADC框图" /></center><center>图8-1 ADC框图</center>

ADC通道11可以选择BG1V0(内部1.0V电压),BG1V0是1.0V内部带隙基准电压，精度0.5%。

1.3.1 ADC通道选择

(ADC_CR寄存器)中的“CHS[4:0]”位可以选择ADC通道输入，在血糖仪检测供电电压的应用中，需要选择ADC_IN11作为通道输入。

ADC_IN11在芯片内部连到了模拟通道电压，模拟通道电压源由(ADC_CR寄存器)的“BGS”位决定。当设置为’1’时，选择的就是BG1V0。

1.3.2 ADC参考电压

ADC参考电压正端可以通过(ADC_CR寄存器)中的“ADVRPS[2:0]”进行选择:

<ul>
<li>
当设置为“001”时，参考电压为VDDA；
</li>
<li>
当设置为“010”时，参考电压为外部管脚AVREF+(PD6)；
</li>
<li>
当设置为“100”时，参考电压为BG2V0(内部2.0V电压)。
</li>
</ul>

ADC参考电压负端默认连接至VSSA。在血糖仪检测供电电压的应用中，ADC参考电压正端需要设置为VDDA。

2. 软件代码实现

主要包括ADC初始化配置和ADC转化取均值。

ADC初始化配置代码如下：

ADC_StructInit函数主要用于初始化ADC_InitStruct结构体：

<ul>
<li>
配置ADC时钟。对PCLK进行2分频作为ADC时钟。
</li>
<li>
配置ADC转换模式。将转换模式配置为单次转换模式。
</li>
<li>
配置ADC 转换结果对齐格式。将结果对齐配置为右对齐。
</li>
<li>参考电压选择。正端选择为BG2V0,负端选择VSSA。</li>
</ul>

ADC_Init，这个函数根据ADC_InitStruct结构体的内容，配置ADC寄存器。

ADC转化取均值代码如下：

该函数主要实现功能如下：

<ul>
<li>
重新配置参考电压正端为VDDA。
</li>
<li>
ADC通道配置。ADC_ChannelConfig(ADC, 0x400C)这个函数就是配置ADC 控制寄存器(ADC_CR)，使得BGS位设置为“1”(BG1V0)，CHS位设置为“01100 ”(选择ADC模拟输入通道11)。
</li>
<li>
ADC转化并存入一个数组“DATA[15:0]”。这包括ADC使能，等待ADC使能完成，开始转化，等待ADC转换完成，读取ADC转换结果。
</li>
<li>
去掉数组中最大值和最小值，然后取一个平均值。此值就是ADC转换BG1V0电压的数字量Code1V。
</li>
<li>
最后根据2.1 监测原理中的公式即可得出电池电压VBAT。
</li>
</ul>

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来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/7UDd2FK1L00s4SrtzcHqCw">澎湃微电子</a>
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