CN105044608B - 电池状态监控方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池状态监控方法和装置,所述方法包括步骤:检测模块检测电池的热敏电阻电压,比较热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平;当检测模块输出的电平发生变化时,中断控制模块触发中断;中断处理模块响应中断,获取电池当前的状态。从而,使得***在正常运行过程中,软件单元(中断处理模块)不需要关注电池温度的变化,只有硬件单元(检测模块和中断控制模块)间接检测到电池状态发生变化而触发中断时,才获取电池当前的状态。从而极大简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在一些电池温度敏感环境中,比如对电池充电时,当电池温度正常时,***可进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种电池状态监控方法和装置。
背景技术
移动终端的锂电池必须在其额定工作温度范围内工作,过温环境下对锂电池的充放电操作,一方面会加速锂电池容量衰减,另外也会影响锂电池安全性能。传统的移动终端中锂电池温度检测功能主要通过软件轮询监控的方式实现。在***启动后,通过一个定时器周期性采样热敏电阻Rntc两端的分压,然后根据采样的电池分压,从温度~电压映射表T1中获取与该分压对应的电池温度。
传统的软件轮询方式具有以下缺陷:1)在充电模式下,软件周期性轮询方式会导致移动终端无法休眠,从而增大了***功耗,降低了充电效率;2)在一些电池温度敏感的使用场景中,***需要专门维护一个软件定时器来负责电池温度的周期性采样、检测,增加了软件设计的复杂度,并且降低了响应速度。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种电池状态监控方法和装置,旨在简化设计逻辑,减少***功耗,提高响应速度。
为实现上述目的,本发明提出一种电池状态监控方法,包括步骤:
检测模块检测电池的热敏电阻电压,比较所述热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平;
当所述检测模块输出的电平发生变化时,中断控制模块触发中断;
中断处理模块响应所述中断,获取所述电池当前的状态。
优选地,所述检测模块包括至少两个比较器,所述中断控制模块包括至少两个通用输入/输出GPIO;
每一所述比较器对应一所述GPIO,并向对应的所述GPIO输出电平,当所述比较器输出的电平发生变化时,对应的所述GPIO触发中断。
优选地,所述中断处理模块响应所述中断包括:
所述中断处理模块检测所述GPIO的电压状态,根据所述GPIO的电压状态获取所述电池的当前状态。
优选地,所述中断控制模块包括GPIO1、GPIO2和GPIO3,所述检测模块包括第一比较器、第二比较器和第三比较器,各比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第一电池状态门限电压V1、第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V1>V2>V3;
当所述热敏电阻电压大于V1时,所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出高电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO1的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池被拔出;
当所述热敏电阻电压介于V1和V2之间时,所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,所述第一比较器和第三比较器分别向所述GPIO1和GPIO3输出低电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO1和GPIO2的电压状态分别为低电平状态和高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;
当所述热敏电阻电压小于V3时,所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出低电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
优选地,所述中断控制模块包括GPIO2和GPIO3,所述检测模块包括第二比较器和第三比较器,各比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V2>V3;
当所述热敏电阻电压大于V2时,所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO2的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;
当所述热敏电阻电压小于V3时,所述第二比较器向所述GPIO2输出低电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
本发明同时提出一种电池状态监控装置,包括:
检测模块,用于检测电池的热敏电阻电压,比较所述热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平;
中断控制模块,用于当所述检测模块输出的电平发生变化时,触发中断;
中断处理模块,用于响应所述中断,获取所述电池当前的状态。
优选地,所述检测模块包括至少两个比较器,所述中断控制模块包括至少两个通用输入/输出GPIO,每一所述比较器对应一所述GPIO;
所述检测模块用于:通过所述比较器向对应的所述GPIO输出电平;
所述中断控制模块用于:通过所述GPIO检测所述比较器输出的电平是否发生变化,当发生变化时,控制对应的所述GPIO触发中断。
优选地,所述中断处理模块用于:检测所述GPIO的电压状态,根据所述GPIO的电压状态获取所述电池的当前状态。
优选地,中断控制模块包括GPIO1、GPIO2和GPIO3,所述检测模块包括第一比较器、第二比较器和第三比较器,各比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第一电池状态门限电压V1、第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V1>V2>V3;
所述检测模块用于:当所述热敏电阻电压大于V1时,通过所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出高电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平;当所述热敏电阻电压介于V1和V2之间时,通过所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,通过所述第一比较器和第三比较器分别向所述GPIO1和GPIO3输出低电平;当所述热敏电阻电压小于V3时,通过所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出低电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平;
所述中处理模块用于:当检测到所述GPIO1的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池被拔出;当检测到所述GPIO1和GPIO2的电压状态分别为低电平状态和高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;当检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
优选地,所述中断控制模块包括GPIO2和GPIO3,所述检测模块包括第二比较器和第三比较器,各比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V2>V3;
所述检测模块用于:当所述热敏电阻电压大于V2时,通过所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平;当所述热敏电阻电压小于V3时,通过所述第二比较器向所述GPIO2输出低电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平;
所述中断处理模块用于:当检测到所述GPIO2的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;当检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
本发明所提出的一种电池状态监控方法,通过硬件单元(检测模块和中断控制模块)间接检测到电池状态发生变化时触发中断,软件单元(中断处理模块)检测到中断后才予以启动,进行电池状态的获取。使得***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化(例如不需要通过定时器周期性采样电池温度,并对采样获取电池温度进行处理),只有在电池状态发生变化时,才获取电池当前的状态。从而极大简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在一些电池温度敏感环境中,比如对电池充电时,当电池温度正常时,***可进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
附图说明
图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意图;
图2为如图1所示的移动终端的无线通信***示意图;
图3为本发明的电池状态监控方法第一实施例的流程图;
图4为本发明的电池状态监控方法第二实施例的流程图;
图5为本发明的电池状态监控方法第三实施例的流程图;
图6为本发明的电池状态监控装置第一实施例的模块示意图;
图7为本发明的电池状态监控装置第二实施例的模块示意图;
图8为本发明的电池状态监控装置第三实施例的模块示意图;
图9为本发明的电池状态监控装置一实例的电路示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身并没有特定的意义。因此,"模块"与"部件"可以混合地使用。
移动终端可以以各种形式来实施。例如,本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面,假设终端是移动终端。然而,本领域技术人员将理解的是,除了特别用于移动目的的元件之外,根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意。
移动终端100可以包括无线通信单元110、A/V(音频/视频)输入单元120、用户输入单元130、感测单元140、输出单元150、存储器160、接口单元170、控制器180和电源单元190等等。图1示出了具有各种组件的移动终端,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。
无线通信单元110通常包括一个或多个组件,其允许移动终端100与无线通信***或网络之间的无线电通信。例如,无线通信单元可以包括广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114和位置信息模块115中的至少一个。
广播接收模块111经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道和/或地面信道。广播管理服务器可以是生成并发送广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收之前生成的广播信号和/或广播相关信息并且将其发送给终端的服务器。广播信号可以包括TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号等等。而且,广播信号可以进一步包括与TV或无线电广播信号组合的广播信号。广播相关信息也可以经由移动通信网络提供,并且在该情况下,广播相关信息可以由移动通信模块112来接收。广播信号可以以各种形式存在,例如,其可以以数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、数字视频广播手持(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等的形式而存在。广播接收模块111可以通过使用各种类型的广播***接收信号广播。特别地,广播接收模块111可以通过使用诸如多媒体广播-地面(DMB-T)、数字多媒体广播-卫星(DMB-S)、数字视频广播-手持(DVB-H),前向链路媒体(MediaFLO@)的数据广播***、地面数字广播综合服务(ISDB-T)等等的数字广播***接收数字广播。广播接收模块111可以被构造为适合提供广播信号的各种广播***以及上述数字广播***。经由广播接收模块111接收的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器160(或者其它类型的存储介质)中。
移动通信模块112将无线电信号发送到基站(例如,接入点、节点B等等)、外部终端以及服务器中的至少一个和/或从其接收无线电信号。这样的无线电信号可以包括语音通话信号、视频通话信号、或者根据文本和/或多媒体消息发送和/或接收的各种类型的数据。
无线互联网模块113支持移动终端的无线互联网接入。该模块可以内部或外部地耦接到终端。该模块所涉及的无线互联网接入技术可以包括WLAN(无线LAN)(Wi-Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波互联接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等等。
短程通信模块114是用于支持短程通信的模块。短程通信技术的一些示例包括蓝牙TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂TM等等。
位置信息模块115是用于检查或获取移动终端的位置信息的模块。位置信息模块的典型示例是GPS(全球定位***)。根据当前的技术,GPS模块115计算来自三个或更多卫星的距离信息和准确的时间信息并且对于计算的信息应用三角测量法,从而根据经度、纬度和高度准确地计算三维当前位置信息。当前,用于计算位置和时间信息的方法使用三颗卫星并且通过使用另外的一颗卫星校正计算出的位置和时间信息的误差。此外,GPS模块115能够通过实时地连续计算当前位置信息来计算速度信息。
A/V输入单元120用于接收音频或视频信号。A/V输入单元120可以包括相机121和麦克风1220,相机121对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示模块151上。经相机121处理后的图像帧可以存储在存储器160(或其它存储介质)中或者经由无线通信单元110进行发送,可以根据移动终端的构造提供两个或更多相机1210。麦克风122可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风接收声音(音频数据),并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由移动通信模块112发送到移动通信基站的格式输出。麦克风122可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。
用户输入单元130可以根据用户输入的命令生成键输入数据以控制移动终端的各种操作。用户输入单元130允许用户输入各种类型的信息,并且可以包括键盘、锅仔片、触摸板(例如,检测由于被接触而导致的电阻、压力、电容等等的变化的触敏组件)、滚轮、摇杆等等。特别地,当触摸板以层的形式叠加在显示模块151上时,可以形成触摸屏。
感测单元140检测移动终端100的当前状态,(例如,移动终端100的打开或关闭状态)、移动终端100的位置、用户对于移动终端100的接触(即,触摸输入)的有无、移动终端100的取向、移动终端100的加速或减速移动和方向等等,并且生成用于控制移动终端100的操作的命令或信号。例如,当移动终端100实施为滑动型移动电话时,感测单元140可以感测该滑动型电话是打开还是关闭。另外,感测单元140能够检测电源单元190是否提供电力或者接口单元170是否与外部装置耦接。感测单元140可以包括接近传感器1410将在下面结合触摸屏来对此进行描述。
接口单元170用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如,外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。识别模块可以是存储用于验证用户使用移动终端100的各种信息并且可以包括用户识别模块(UIM)、客户识别模块(SIM)、通用客户识别模块(USIM)等等。另外,具有识别模块的装置(下面称为"识别装置")可以采取智能卡的形式,因此,识别装置可以经由端口或其它连接装置与移动终端100连接。接口单元170可以用于接收来自外部装置的输入(例如,数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端和外部装置之间传输数据。
另外,当移动终端100与外部底座连接时,接口单元170可以用作允许通过其将电力从底座提供到移动终端100的路径或者可以用作允许从底座输入的各种命令信号通过其传输到移动终端的路径。从底座输入的各种命令信号或电力可以用作用于识别移动终端是否准确地安装在底座上的信号。输出单元150被构造为以视觉、音频和/或触觉方式提供输出信号(例如,音频信号、视频信号、警报信号、振动信号等等)。输出单元150可以包括显示模块151、音频输出模块152、警报模块153等等。
显示模块151可以显示在移动终端100中处理的信息。例如,当移动终端100处于电话通话模式时,显示模块151可以显示与通话或其它通信(例如,文本消息收发、多媒体文件下载等等)相关的用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。当移动终端100处于视频通话模式或者图像捕获模式时,显示模块151可以显示捕获的图像和/或接收的图像、示出视频或图像以及相关功能的UI或GUI等等。
同时,当显示模块151和触摸板以层的形式彼此叠加以形成触摸屏时,显示模块151可以用作输入装置和输出装置。显示模块151可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看,这可以称为透明显示器,典型的透明显示器可以例如为TOLED(透明有机发光二极管)显示器等等。根据特定想要的实施方式,移动终端100可以包括两个或更多显示模块(或其它显示装置),例如,移动终端可以包括外部显示模块(未示出)和内部显示模块(未示出)。触摸屏可用于检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。
音频输出模块152可以在移动终端处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时,将无线通信单元110接收的或者在存储器160中存储的音频数据转换音频信号并且输出为声音。而且,音频输出模块152可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如,呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出模块152可以包括扬声器、蜂鸣器等等。
警报模块153可以提供输出以将事件的发生通知给移动终端100。典型的事件可以包括呼叫接收、消息接收、键信号输入、触摸输入等等。除了音频或视频输出之外,警报模块153可以以不同的方式提供输出以通知事件的发生。例如,警报模块153可以以振动的形式提供输出,当接收到呼叫、消息或一些其它进入通信(incomingcommunication)时,警报模块153可以提供触觉输出(即,振动)以将其通知给用户。通过提供这样的触觉输出,即使在用户的移动电话处于用户的口袋中时,用户也能够识别出各种事件的发生。警报模块153也可以经由显示模块151或音频输出模块152提供通知事件的发生的输出。
存储器160可以存储由控制器180执行的处理和控制操作的软件程序等等,或者可以暂时地存储己经输出或将要输出的数据(例如,电话簿、消息、静态图像、视频等等)。而且,存储器160可以存储关于当触摸施加到触摸屏时输出的各种方式的振动和音频信号的数据。
存储器160可以包括至少一种类型的存储介质,所述存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如,SD或DX存储器等等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且,移动终端100可以与通过网络连接执行存储器160的存储功能的网络存储装置协作。
控制器180通常控制移动终端的总体操作。例如,控制器180执行与语音通话、数据通信、视频通话等等相关的控制和处理。另外,控制器180可以包括用于再现(或回放)多媒体数据的多媒体模块1810,多媒体模块1810可以构造在控制器180内,或者可以构造为与控制器180分离。控制器180可以执行模式识别处理,以将在触摸屏上执行的手写输入或者图片绘制输入识别为字符或图像。
电源单元190在控制器180的控制下接收外部电力或内部电力并且提供操作各元件和组件所需的适当的电力。
这里描述的各种实施方式可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施,这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施,在一些情况下,这样的实施方式可以在控制器180中实施。对于软件实施,诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施,软件代码可以存储在存储器160中并且由控制器180执行。
至此,己经按照其功能描述了移动终端。下面,为了简要起见,将描述诸如折叠型、直板型、摆动型、滑动型移动终端等等的各种类型的移动终端中的滑动型移动终端作为示例。因此,本发明能够应用于任何类型的移动终端,并且不限于滑动型移动终端。
如图1中所示的移动终端100可以被构造为利用经由帧或分组发送数据的诸如有线和无线通信***以及基于卫星的通信***来操作。
现在将参考图2描述其中根据本发明的移动终端能够操作的通信***。
这样的通信***可以使用不同的空中接口和/或物理层。例如,由通信***使用的空中接口包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和通用移动通信***(UMTS)(特别地,长期演进(LTE))、全球移动通信***(GSM)等等。作为非限制性示例,下面的描述涉及CDMA通信***,但是这样的教导同样适用于其它类型的***。
参考图2,CDMA无线通信***可以包括多个移动终端100、多个基站(BS)270、基站控制器(BSC)275和移动交换中心(MSC)280。MSC280被构造为与公共电话交换网络(PSTN)290形成接口。MSC280还被构造为与可以经由回程线路耦接到基站270的BSC275形成接口。回程线路可以根据若干己知的接口中的任一种来构造,所述接口包括例如E1/T1、ATM,IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。将理解的是,如图2中所示的***可以包括多个BSC2750。
每个BS270可以服务一个或多个分区(或区域),由多向天线或指向特定方向的天线覆盖的每个分区放射状地远离BS270。或者,每个分区可以由用于分集接收的两个或更多天线覆盖。每个BS270可以被构造为支持多个频率分配,并且每个频率分配具有特定频谱(例如,1.25MHz,5MHz等等)。
分区与频率分配的交叉可以被称为CDMA信道。BS270也可以被称为基站收发器子***(BTS)或者其它等效术语。在这样的情况下,术语"基站"可以用于笼统地表示单个BSC275和至少一个BS270。基站也可以被称为"蜂窝站"。或者,特定BS270的各分区可以被称为多个蜂窝站。
如图2中所示,广播发射器(BT)295将广播信号发送给在***内操作的移动终端100。如图1中所示的广播接收模块111被设置在移动终端100处以接收由BT295发送的广播信号。在图2中,示出了几个全球定位***(GPS)卫星300。卫星300帮助定位多个移动终端100中的至少一个。
在图2中,描绘了多个卫星300,但是理解的是,可以利用任何数目的卫星获得有用的定位信息。如图1中所示的GPS模块115通常被构造为与卫星300配合以获得想要的定位信息。替代GPS跟踪技术或者在GPS跟踪技术之外,可以使用可以跟踪移动终端的位置的其它技术。另外,至少一个GPS卫星300可以选择性地或者额外地处理卫星DMB传输。
作为无线通信***的一个典型操作,BS270接收来自各种移动终端100的反向链路信号。移动终端100通常参与通话、消息收发和其它类型的通信。特定基站270接收的每个反向链路信号被在特定BS270内进行处理。获得的数据被转发给相关的BSC275。BSC提供通话资源分配和包括BS270之间的软切换过程的协调的移动管理功能。BSC275还将接收到的数据路由到MSC280,其提供用于与PSTN290形成接口的额外的路由服务。类似地,PSTN290与MSC280形成接口,MSC与BSC275形成接口,并且BSC275相应地控制BS270以将正向链路信号发送到移动终端100。
基于上述移动终端硬件结构以及通信***,提出本发明电池状态监控方法各个实施例。
如图3所示,提出本发明的电池状态监控方法第一实施例,所述方法包括以下步骤:
S101、检测模块检测电池的热敏电阻电压。
所述热敏电阻的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低。
本实施例根据热敏电阻的上述特性,通过检测电池的热敏电阻的电压,来监测电池温度的变化。
S102、检测模块比较热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平。
所述电池状态门限电压是指电池状态发生变化时的临界电压值,检测模块比较热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出高电平或低电平。当热敏电阻电压超过电池状态门限电压时,检测模块输出的电平就会发生变化,例如从高电平变化为低电平,或从低电平变为高电平。
中断控制模块判断检测模块输出的电平是否发生变化,当发生变化时,执行步骤S103,否则继续对检测模块输出的电平进行监测。
优选地,检测模块包括至少两个比较器,每一比较器对应一电池状态门限电压,中断控制模块包括至少两个GPIO(General Purpose Input Output,通用输入/输出),每一比较器对应一GPIO。检测模块通过各个比较器比较热敏电阻电压与对应的电池状态门限电压的大小,并向对应的GPIO输出相应的电平(高电平或低电平)。中断模块通过各GPIO检测各比较器输出的电平是否发生变化,当任一比较器输出的电平发生变化时,则判定检测模块输出的电平发生了变化。
S103、中断控制模块触发中断。
当检测到检测模块输出的电平发生变化时,说明电池的状态发生了变化,中断控制模块则触发中断。
具体实现上,中断控制模块包括中断控制器和GPIO,中断控制器对GPIO进行初始化设置,主要包括配置GPIO的传输方向、中断触发条件等。由于GPIO需要工作在中断模式,因此将GPIO的传输方向配置为输入,同时设置中断触发方式为上升延与下降延触发,即电平发生变化是触发;然后设置GPIO对应的中断处理方式,并注册,即将中断源与中断处理方式进行绑定;最后使能电源管理芯片(PMIC,Power Management IC)中与GPIO对应的中断位。
中断控制器通过GPIO检测对应的比较器输出的电平是否发生变化,当检测到任一比较器输出的电平发生变化时,则控制对应的GPIO触发中断。
S104、中断处理模块响应中断,获取电池当前的状态。
具体的,中断处理模块检测到中断控制模块触发中断后,则调用中断处理程序进行中断响应,获取电池当前的状态,实现对电池状态的监控。
可选地,中断处理模块可以利用现有技术的电池状态检测方式来获取电池当前的状态,如通过中断处理程序进行电池温度采样处理获取电池当前的温度状态。
作为优选,中断处理模块调用对应的中断处理程序检测对应的GPIO的电压状态(高电平状态或低电平状态),综合各GPIO的电压状态来判断电池当前的状态,具体将通过下述第二和第三实施例进行详细说明。
中断处理模块获取电池当前的状态后,随即采取相应的处理方法来保护电池或提醒用户。
本实施例中,检测模块和中断控制模块均是硬件单元,中断处理模块为软件单元,只有当检测模块间接检测到电池状态发生变化而使中断控制模块触发中断时,中断处理模块才予以启动,进行电池状态的获取。与传统的软件轮询方式监控电池温度状态相比,本发明中***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化(例如不需要通过定时器周期性采样电池温度,并对采样获取电池温度进行处理),只有在通过硬件单元间接检测到电池状态发生变化时,才通过中断处理程序获取电池当前的状态。从而极大简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在一些电池温度敏感环境中,比如对电池充电时,当电池温度正常时,***可进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
如图4所示,提出本发明的电池状态监控方法第二实施例,所述方法包括以下步骤:
S201、检测模块检测电池的热敏电阻电压。
S202、检测模块分别通过第一、第二和第三比较器比较热敏电阻电压V0与电池状态门限电压V1、V2和V3的大小,且V1>V2>V3。
本实施例中,检测模块包括三个比较器,分别为第一比较器、第二比较器和第三比较器,且每一比较器对应一电池状态门限电压,即:第一比较器对应第一电池状态门限电压V1,第二比较器对应第二电池状态门限电压V2,第三比较器对应第三电池状态门限电压V3。
其中,第一电压状态门限电压V1对应电池被拔出终端的状态,第二电压状态门限电压V2对应电池温度过低的状态,第三电压状态门限电压V3对应电池温度过高的状态。本实施例的热敏电阻为负温度系数热敏电阻,在温度越高时电阻值越低,则热敏电阻电压也越低,因此V1>V2>V3。
第一比较器比较热敏电阻电压V0与第一电池状态门限电压V1的大小,第二比较器比较热敏电阻电压V0与第二电池状态门限电压V2的大小,第三门限电压比较热敏电阻电压V0与第三电池状态门限电压V3的大小。
当V0≥V1时,执行步骤S203;当V2≤V0<V1时,执行步骤S206;当V3<V0<V2时,执行步骤S209;当V0≤V3时,执行步骤S212。
在某些实施例中,检测模块通过比较器检测热敏电阻电压并比较热敏电阻电压与对应的电池状态门限电压的大小。
S203、检测模块通过第一、第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO1、GPIO2和GPIO3输出高电平、高电平和低电平。
具体的,当V0≥V1时,第一比较器获得的比较结果为V0≥V1,则向GPIO1输出高电平;第二比较器获得的比较结果为V0>V2,则向GPIO2输出高电平;第三比较器获得的比较结果为V0>V3,则向GPIO3输出低电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S204,否则结束流程。
例如,第一比较器输出的电平从低电平变为高电平(电池从低温状态变为拔出状态);或者第一和第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平(电池从正常状态变为拔出状态);或者第一和第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,而第三比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从高温状态变为拔出状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S204、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第一比较器输出的电平从低电平变为高电平,中断控制器控制GPIO1触发中断;当第一和第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,中断控制器控制GPIO1和GPIO2同时触发中断;当第一和第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平且第三比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S205、中断处理模块检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为电池被拔出。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO1和GPIO2的电压状态均为高电平状态,GPIO3的电压状态为低电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为电池被拔出。
在某些实施例中,中断处理模块一旦检测到GPIO1的电压状态为高电平状态时,直接判定电池当前的状态为电池被拔出状态,提高处理效率。
S206、检测模块通过第一、第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO1、GPIO2和GPIO3输出低电平、高电平和低电平。
具体的,当V2≤V0<V1时,第一比较器获得比较结果为V0<V1,则向GPIO1输出低电平;第二比较器获得比较结果为V0≥V2,则向GPIO2输出高电平;第三比较器获得比较结果为V0>V3,则向GPIO3输出低电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S207,否则结束流程。
例如,第一比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从拔出状态变为低温状态);或者第二比较器输出的电平从低电平变为高电平(电池从正常状态变为低温状态);或者第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,而第三比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从高温状态变为低温状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S207、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第一比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO1触发中断;当第二比较器输出的电平从低电平变为高电平时,中断控制器控制GPIO2触发中断;当第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,而第三比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO1和GPIO2同时触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S208、中断处理模块检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为电池温度过低。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO1和GPIO3的电压状态均为低电平状态,GPIO2的电压状态为高电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为电池温度过低(低温状态)。
S209、检测模块通过第一、第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO1、GPIO2和GPIO3输出低电平。
具体的,当V3<V0<V2时,第一比较器获得比较结果为V0<V1,则向GPIO1输出低电平;第二比较器获得比较结果为V0<V2,则向GPIO2输出低电平;第三比较器获得比较结果为V0>V3,则向GPIO3输出低电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S210,否则结束流程。
例如,第一和第二比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从拔出状态变为正常状态);或者第二比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从低温状态变为正常状态);或者第三比较器输出的电平均从高电平变为低电平(电池从高温状态变为正常状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S210、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第一和第二比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO1和GPIO2同时触发中断;当第二比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO2触发中断;当第三比较器输出的电平从高电平变为低电平,中断控制器控制GPIO3触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S211、中断处理模块检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为正常状态。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态均为低电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为正常状态。
S212、检测模块通过第一、第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO1、GPIO2和GPIO3输出低电平、低电平和高电平。
具体的,当V0≤V3,第一比较器获得比较结果为V0<V1,则向GPIO1输出低电平;第二比较器获得比较结果为V0<V2,则向GPIO2输出低电平;第三比较器获得比较结果为V0≤V3,则向GPIO3输出高电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S213,否则结束流程。
例如,第一和第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出的电平从低电平变为高电平(电池从拔出状态变为低温状态);或者第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出的电平从低电平变为高电平(电池从低温状态变为高温状态);或者第三比较器输出的电平均从低电平变为高电平(电池从正常状态变为高温状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S213、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第一和第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出的电平从低电平变为高电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断;当第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出的电平从低电平变为高电平时,中断控制器控制GPIO2和GPIO3同时触发中断;当第三比较器输出的电平从低电平变为高电平,中断控制器控制GPIO3触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO1、GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S214、中断处理模块检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为电池温度过高。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO1、GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO1和GPIO2的电压状态为低电平状态,GPIO3的电压状态为高电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为电池温度过高的状态(高温状态)。
在某些实施例中,中断处理模块一旦检测到GPIO3的电压状态为高电平状态时,直接判定电池当前的状态为电池温度过高的状态,提高处理效率。
中断处理模块获取电池当前的状态后,随即采取相应的处理方法来保护电池或提醒用户。例如,当检测到电池为拔出状态时,则显示电池已拔出的图标或/和进行语音提示;当检测到电池为低温状态时,则显示电池温度过低的警示图标或/和发出语音警示;当检测到电池为正常状态时,则显示正常的电池图标;当检测到电池为高温状态时,则显示电池温度过高的警示图标或/和发出语音警示。
从而,本实施例的电池状态监控方法,可以监控电池被拔出状态、低温状态、高温状态等异常状态,并且***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化,只有在通过硬件单元间接检测到电池状态发生变化时,才通过中断处理程序获取电池当前的状态。简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在对电池充电时,***可以进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
如图5所示,提出本发明的电池状态监控方法第三实施例,所述方法包括以下步骤:
S301、检测模块检测电池的热敏电阻电压。
S302、检测模块分别通过第二和第三比较器比较热敏电阻电压V0与电池状态门限电压V2和V3的大小,且V2>V3。
本实施例中,检测模块包括两个个比较器,分别为第二比较器和第三比较器,且每一比较器对应一电池状态门限电压,即:第二比较器对应第二电池状态门限电压V2,第三比较器对应第三电池状态门限电压V3。
其中,第二电压状态门限电压V2对应电池温度过低的状态,第三电压状态门限电压V3对应电池温度过高的状态。本实施例的热敏电阻为负温度系数热敏电阻,在温度越高时电阻值越低,则热敏电阻电压也越低,因此V2>V3。
第二比较器比较热敏电阻电压V0与第二电池状态门限电压V2的大小,第三门限电压比较热敏电阻电压V0与第三电池状态门限电压V3的大小。
当V0≥V2时,执行步骤S303;当V3<V0<V2时,执行步骤S306;当V0≤V3时,执行步骤S309。
S303、检测模块通过第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO2和GPIO3输出高电平和低电平。
具体的,当V0≥V2时,第二比较器获得比较结果为V0≥V2,则向GPIO2输出高电平;第三比较器获得比较结果为V0>V3,则向GPIO3输出低电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S304,否则结束流程。
例如,第二比较器输出的电平从低电平变为高电平(电池从正常状态变为低温状态);或者第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,而第三比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从高温状态变为低温状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S304、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第二比较器输出的电平从低电平变为高电平时,中断控制器控制GPIO2触发中断;当第二比较器输出的电平均从低电平变为高电平,而第三比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO1和GPIO2同时触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S305、中断处理模块检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为电池温度过低。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO3的电压状态为低电平状态,GPIO2的电压状态为高电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为电池温度过低(低温状态)。
在某些实施例中,中断处理模块一旦检测到GPIO2的电压状态为高电平状态时,直接判定电池当前的状态为电池温度过低的状态,提高处理效率。
S306、检测模块通过第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO2和GPIO3输出低电平。
具体的,当V3<V0<V2时,第二比较器获得比较结果为V0<V2,则向GPIO2输出低电平;第三比较器获得比较结果为V0>V3,则向GPIO3输出低电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S307,否则结束流程。
例如,第二比较器输出的电平从高电平变为低电平(电池从低温状态变为正常状态);或者第三比较器输出的电平均从高电平变为低电平(电池从高温状态变为正常状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S307、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第二比较器输出的电平从高电平变为低电平时,中断控制器控制GPIO2触发中断;当第三比较器输出的电平从高电平变为低电平,中断控制器控制GPIO3触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S308、中断处理模块检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为正常状态。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO2和GPIO3的电压状态均为低电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为正常状态。
S309、检测模块通过第二和第三比较器分别向中断控制模块的GPIO2和GPIO3输出低电平和高电平。
具体的,当V0≤V3,第二比较器获得比较结果为V0<V2,则向GPIO2输出低电平;第三比较器获得比较结果为V0≤V3,则向GPIO3输出高电平。
同时,中断控制模块通过各GPIO判断各比较器输出的电平是否发生了变化,当任一比较器输出的电平发生了变化时,执行步骤S310,否则结束流程。
例如,第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出电平从低电平变为高电平(电池从低温状态变为高温状态);或者第三比较器输出的电平均从低电平变为高电平(电池从正常状态变为高温状态);或者终端刚启动时各比较器第一次输出电平。
S310、中断控制模块触发中断。
具体的,当比较器输出的电平发生变化时,中断控制模块的中断控制器控制对应的GPIO触发中断。
例如,当第二比较器输出的电平从高电平变为低电平,而第三比较器输出电平从低电平变为高电平时,中断控制器控制GPIO2和GPIO3同时触发中断;当第三比较器输出的电平从低电平变为高电平,中断控制器控制GPIO3触发中断;当终端刚启动各比较器第一次输出电平时,中断控制器控制GPIO2和GPIO3同时触发中断。
S311、中断处理模块检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获取电池当前的状态为电池温度过高。
具体的,中断处理模块调用对应的中断处理程序分别检测GPIO2和GPIO3的电压状态,获得GPIO2的电压状态为低电平状态,GPIO3的电压状态为高电平状态,从而根据预设的判断规则,判定电池当前的状态为电池温度过高的状态(高温状态)。
在某些实施例中,中断处理模块一旦检测到GPIO3的电压状态为高电平状态时,直接判定电池当前的状态为电池温度过高的状态,提高处理效率。
中断处理模块获取电池当前的状态后,随即采取相应的处理方法来保护电池或提醒用户。
在某些实施例中,比较器根据比较结果输出的高低电平也可以与前述实施例相反,即:当V0≥V1时,第一比较器输出低电平,反之输出高电平;当V0≥V2时,第二比较器输出低电平,反之输出高电平;当当V0≤V3时,第三比较器输出低电平,反之输出高电平。当然,此时,中断处理模块判断的电池状态也相反,在此不再赘述。
前述实施例中,比较器的数量可以根据需要而定,当需要监控的电池状态越多时,则配置的比较器也越多,在此不做限定。
本发明进一步提供一种电池状态监控装置,应用于前述移动终端。现基于上述移动终端硬件结构以及通信***,提出本发明电池状态监控装置各个实施例。
参照图6,提出本发明的电池状态监控装置第一实施例,所述装置包括依次连接的检测模块、中断控制模块和中断处理模块,其中:
检测模块:用于检测电池的热敏电阻电压,比较热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平。
本发明中,检测模块为硬件单元,其根据热敏电阻对温度敏感的特性,通过检测电池的热敏电阻的电压,来间接检测电池的温度状态。
所述电池状态门限电压是指电池状态发生变化时的临界电压值,检测模块比较热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出高电平或低电平。当热敏电阻电压超过电池状态门限电压时,检测模块输出的电平就会发生变化,例如从高电平变化为低电平,或从低电平变为高电平。
中断控制模块:用于当检测模块输出的电平发生变化时,触发中断。
本发明中,中断控制模块也是硬件单元,其判断检测模块输出的电平是否发生变化,当发生变化时,说明电池的状态发生了变化,中断控制模块则触发中断。
中断处理模块:用于响应所述中断,获取所述电池当前的状态。
本发明中,中断处理模块为软件单元,其检测到中断控制模块触发中断后,则调用中断处理程序进行中断响应,获取电池当前的状态,实现对电池状态的监控。
可选地,中断处理模块可以利用现有技术的电池状态检测方式来获取电池当前的状态,如通过中断处理程序进行电池温度采样处理获取电池当前的温度状态。
作为优选,中断处理模块调用对应的中断处理程序检测中断控制模块对应的GPIO的电压状态(高电平状态或低电平状态),综合各GPIO的电压状态来判断电池当前的状态,具体将通过下述第二和第三实施例进行详细说明。
中断处理模块获取电池当前的状态后,随即采取相应的处理方法来保护电池或提醒用户。
本实施例中,检测模块和中断控制模块均是硬件单元,中断处理模块为软件单元,只有当检测模块间接检测到电池状态发生变化而使中断控制模块触发中断时,中断处理模块才予以启动,进行电池状态的获取。与传统的软件轮询方式监控电池温度状态相比,本发明中***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化(例如不需要通过定时器周期性采样电池温度,并对采样获取电池温度进行处理),只有在通过硬件单元间接检测到电池状态发生变化时,才通过中断处理程序获取电池当前的状态。从而极大简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在一些电池温度敏感环境中,比如对电池充电时,当电池温度正常时,***可进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
参照图7,提出本发明的电池状态监控装置第二实施例,所述装置包括依次连接的检测模块、中断控制模块和中断处理模块。其中,中断控制模块包括中断控制器(图未示)以及GPIO2和GPIO3;检测模块包括第二比较器和第三比较器,各比较器对应的电池状态门限电压分别为第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V2>V3;中断处理模块包括第二中断处理单元和第三中断处理单元。
检测模块:用于通过各比较器检测电池的热敏电阻以及比较热敏电阻与对应的电池状态门限电压的大小,根据比较结果分别向对应的GPIO输出相应的电平(高电平或低电平)。
具体的,当热敏电阻电压大于V2时,通过第二比较器向GPIO2输出高电平,通过第三比较器向GPIO3输出低电平;当热敏电阻电压小于V3时,通过第二比较器向GPIO2输出低电平,通过第三比较器向GPIO3输出高电平。
中断控制模块:用于通过中断控制器控制各GPIO分别判断各比较器输出的电平是否发生变化,当任一比较器输出的电平发生变化时,则控制对应的GPIO触发中断。
中断处理模块:用于当检测到中断控制模块触发中断时,调用各中断处理单元分别检测各GPIO的电压状态(高电平状态或低电平状态),综合各GPIO的电平状态判断电池当前的状态。
具体的,当通过第二中断处理单元检测到GPIO2的电压状态为高电平状态时,判定电池的当前状态为电池温度过低;当通过第三中断处理单元检测到GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定电池的当前状态为电池温度过高。
本实施例的电池状态监控装置,可以监控电池低温状态、高温状态两个异常状态,并且***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化,只有在通过硬件单元间接检测到电池状态发生变化时,才通过中断处理程序获取电池当前的状态。简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在对电池充电时,***可以进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
参照图8,提出本发明的电池状态监控装置第三实施例,所述装置包括依次连接的检测模块、中断控制模块和中断处理模块。其中,中断控制模块包括中断控制器(图未示)以及GPIO1、GPIO2和GPIO3;检测模块包括第一比较器、第二比较器和第三比较器,各比较器对应的电池状态门限电压分别为第一电池状态门限电压V1、第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V1>V2>V3;中断处理模块包括第一中断处理单元、第二中断处理单元和第三中断处理单元。
检测模块:用于通过各比较器检测电池的热敏电阻以及比较热敏电阻与对应的电池状态门限电压的大小,根据比较结果分别向对应的GPIO输出相应的电平(高电平或低电平)。
具体的,当热敏电阻电压大于V1时,通过第一比较器和第二比较器分别向GPIO1和GPIO2输出高电平,通过第三比较器向GPIO3输出低电平;当热敏电阻电压介于V1和V2之间时,通过第二比较器向GPIO2输出高电平,通过第一比较器和第三比较器分别向GPIO1和GPIO3输出低电平;当热敏电阻电压小于V3时,通过第一比较器和第二比较器分别向GPIO1和GPIO2输出低电平,通过第三比较器向GPIO3输出高电平。
中断控制模块:用于通过中断控制器控制各GPIO分别判断各比较器输出的电平是否发生变化,当任一比较器输出的电平发生变化时,控制对应的GPIO触发中断。
中断处理模块:用于调用各中断处理单元分别检测各GPIO的电压状态(高电平状态或低电平状态),综合各GPIO的电平状态判断电池当前的状态。
具体的,当通过第一中断处理单元检测到GPIO1的电压状态为高电平状态时,判定电池的当前状态为电池被拔出;当通过第一和第二中断处理单元分别检测到GPIO1和GPIO2的电压状态分别为低电平状态和高电平状态时,判定电池的当前状态为电池温度过低;当通过第三中断处理单元检测到GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定电池的当前状态为电池温度过高。
具体实现上,如图9所示,为本实施例的电池状态监控装置一实例的电路图。其中,包括电池、检测模块、中断控制模块和电源管理芯片PMIC;电池包括电池及其热敏电阻NTC;检测模块包括三个比较器COMP1-COMP3以及相应的分压电阻R1-R3,各比较器对应的电池状态门限电压分别为V1、V2和V3;中断控制模块包括三个通用输入/输出GPIO1-GPIO3(中断控制器未示出)。
首先分别对GPIO1、GPIO2和GPIO3进行初始化设置,主要包括:配置GPIO的传输方向、中断触发条件等。由于各个GPIO需要工作在中断模式,因此将GPIO的传输方向配置为输入,同时设置中断触发方式为上升延与下降延触发;然后实现各个GPIO对应的中断处理方法,并注册,即:将中断源与中断处理方法进行绑定;最后使能PMIC中与各个GPIO对应的中断位。
移动终端上电启动后,比较器COMP1、COMP2和COMP3会分别比较电池状态门限分压V1、V2和V3与电池热敏电阻NTC分压VTherm的大小关系。根据比较结果,COMP1、COMP2和COMP3将分别输出相应的高、低电平至GPIO1、GPIO2和GPIO3。
电路图中各硬件单元的工作原理如下:
PMIC输出参考电压VTherm_ref,VTherm_ref经电路分压电阻R后,分为两部分:其一连接至电池的Therm管脚(内部连接到电池热敏电阻NTC),其二连接至检测单元中比较器COMP1、COMP2的同相输入端子(标记+)和COMP3的反相输入端子(标记-)。VTherm_ref经电路分压电阻R后的分压值为VTherm,两者之间的比例关系如下:
VTherm=VTherm_ref*Rntc/(Rntc+R) (公式1)
其中,Rntc为热敏电阻NTC的阻值,当电池温度升高时,Rntc会下降;VTherm为热敏电阻NTC两端电压。由公式1可知,若电池不在位,则存在:VTherm≈VTherm_ref。
另外,PMIC输出的参考电压VTherm_ref和电路分压电阻的阻值R为恒定值(VTherm_ref与PMIC相关,一般为1.8V;R起电路保护作用,阻值一般与电池热敏电阻NTC在常温环境下的阻值相等)。热敏电阻NTC用于表征电池温度,其阻值Rntc与温度的对应关系可以通过查询热敏电阻NTC特性参数表获取。因此,可以通过公式1计算不同电池温度下热敏电阻NTC两端的分压VTherm,从而获取电池温度与分压VTherm的温度~电压映射表T1。
VTherm_ref经电池温度状态分压电阻R1、R2、R3后,分别连接到比较器COMP1、COMP2的反相输入端子(标记-)和COMP3的正相输入端子(标记+)。假设其中的V1、V2、V3分别对应电池不在位状态、电池温度过低状态、电池温度过高状态下的电池状态门限电压,则门限电压可通过查询前述获得的电池温度~电压映射表T1获取。例如:定义电池温度小于-5℃对应电池温度过低状态,则从T1中获得电池温度为-5℃时对应的VTherm电压值,即为V2。同理,可获取V1、V3值。
电池温度状态分压电阻R1、R2、R3与Rn和VTherm_ref存在如下关系:
VTherm_ref*(Rn+R2+R3)/(R1+R2+R3+Rn)=V1 (公式2)
VTherm_ref*(Rn+R3)/(R1+R2+R3+Rn)=V2 (公式3)
VTherm_ref*(Rn)/(R1+R2+R3+Rn)=V3 (公式4)
从公式2、公式3、公式4可知,各门限电压存在如下大小关系:V1>V2>V3;另外,由于V1、V2、V3已通过查表获取,因此可计算出R1、R2、R3、Rn之间的比例关系。当其中任一阻值确定后,其余阻值可通过比例关系计算出来。
当电池处于某温度状态时,电池VTherm电压将处于V1、V2、V3门限电压中某个区间,例如:如果存在V2<VTherm<V1的大小关系,则通过检测模块计算后,COMP1、COMP3将输出低电平,COMP2将输出高电平。
当COMP1、COMP2或COMP3输出的电平发生变化时,中断控制器会控制与对应的比较器关联的GPIO触发中断;中断处理模块检测到这些中断后,调用对应注册的中断处理单元进行中断响应。
中断处理单元检测对应的GPIO的电压状态,如果GPIO电压为高电平状态,说明此时电池温度状态超过该GPIO表征的电池温度状态门限;如果GPIO电压为低电平状态,说明电池温度状态还未超过该GPIO表征的电池温度状态门限。
例如:如果COMP1输出高电平,则说明电池被移除了,此时电池处于不在位状态;如果COMP1输出低电平,则说明电池在位。同理,如果COMP2输出高电平,则说明电池温度过低,此时电池处于低温状态;如果COMP1、COMP2和COMP3都输出低电平,则说明电池温度正常。
通过上述中断处理后,软件***可迅速检测出电池当前所处的温度状态。然后根据电池温度检测结果,对电池进行合理保护,避免电池长时间处于过温环境,造成电池损害。在中断处理函数完成后,如果***未进行关机操作,则继续循环处理。
本实施例的电池状态监控装置,可以监控电池被拔出状态、低温状态、高温状态三个异常状态,并且***在正常运行过程中,软件不需要关注电池温度的变化,只有在通过硬件单元间接检测到电池状态发生变化时,才通过中断处理程序获取电池当前的状态。简化了软件设计逻辑,提高了响应速度,并且在对电池充电时,***可以进入休眠状态,减少了***功耗,提高了充电效率。
前述实施例中,比较器的数量可以根据需要而定,当需要监控的电池状态越多时,则配置的比较器也越多,在此不做限定。
上述实施例提供的电池状态监控装置与电池状态监控方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,且方法实施例中的技术特征在装置实施例中均对应适用,这里不再赘述。
上述实施例的电池监控方法和装置除了应用于移动终端外,也可以应用其它电子设备。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种电池状态监控方法,其特征在于,包括步骤:
检测模块检测电池的热敏电阻电压,比较所述热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平;所述检测模块包括至少两个比较器,分别为第二比较器和第三比较器,所述第二比较器和第三比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V2>V3;
当所述检测模块输出的电平发生变化时,中断控制模块触发中断;包括:所述中断控制模块包括至少两个通用输入/输出GPIO,分别为GPIO2和GPIO3,每一所述比较器对应一所述GPIO,并向对应的所述GPIO输出电平;
当所述热敏电阻电压大于V2时,所述第二比较器输出高电平,所述第三比较器输出低电平,所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平;
当所述热敏电阻电压小于V3时,所述第二比较器输出低电平,所述第三比较器输出高电平,所述第二比较器向所述GPIO2输出低电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平;
中断处理模块响应所述中断,获取所述电池当前的状态;包括:
所述中断处理模块检测到所述GPIO2的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;
所述中断处理模块检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
2.根据权利要求1所述的电池状态监控方法,其特征在于,所述中断控制模块还包括GPIO1,所述检测模块还包括第一比较器,所述第一比较器与所述GPIO1对应,所述第一比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第一电池状态门限电压V1,且V1>V2>V3;
当所述热敏电阻电压大于V1时,所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出高电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO1的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池被拔出;
当所述热敏电阻电压介于V1和V2之间时,所述第二比较器向所述GPIO2 输出高电平,所述第一比较器和第三比较器分别向所述GPIO1和GPIO3输出低电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO1和GPIO2的电压状态分别为低电平状态和高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;
当所述热敏电阻电压小于V3时,所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出低电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平,所述中断处理模块检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
3.一种电池状态监控装置,其特征在于,包括:
检测模块,用于检测电池的热敏电阻电压,比较所述热敏电阻电压与电池状态门限电压的大小,根据比较结果输出相应的电平;包括:所述检测模块包括至少两个比较器,分别为第二比较器和第三比较器,所述第二比较器和第三比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第二电池状态门限电压V2和第三电池状态门限电压V3,且V2>V3;
中断控制模块,用于当所述检测模块输出的电平发生变化时,触发中断;包括:所述中断控制模块包括至少两个通用输入/输出GPIO,分别为GPIO2和GPIO3,每一所述比较器对应一所述GPIO,并向对应的所述GPIO输出电平;
当所述热敏电阻电压大于V2时,所述第二比较器输出高电平,所述第三比较器输出低电平,所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平;
当所述热敏电阻电压小于V3时,所述第二比较器输出低电平,所述第三比较器输出高电平,所述第二比较器向所述GPIO2输出低电平,所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平;
中断处理模块,用于响应所述中断,获取所述电池当前的状态,包括:
所述中断处理模块检测到所述GPIO2的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;
所述中断处理模块检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
4.根据权利要求3所述的电池状态监控装置,其特征在于,
所述中断控制模块还包括GPIO1,所述检测模块还包括第一比较器,所述第一比较器与所述GPIO1对应,所述第一比较器对应的所述电池状态门限电压分别为第一电池状态门限电压V1,且V1>V2>V3;
所述检测模块用于:当所述热敏电阻电压大于V1时,通过所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出高电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出低电平;当所述热敏电阻电压介于V1和V2之间时,通过所述第二比较器向所述GPIO2输出高电平,通过所述第一比较器和第三比较器分别向所述GPIO1和GPIO3输出低电平;当所述热敏电阻电压小于V3时,通过所述第一比较器和第二比较器分别向所述GPIO1和GPIO2输出低电平,通过所述第三比较器向所述GPIO3输出高电平;
所述中断处理模块用于:当检测到所述GPIO1的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池被拔出;当检测到所述GPIO1和GPIO2的电压状态分别为低电平状态和高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过低;当检测到所述GPIO3的电压状态为高电平状态时,判定所述电池的当前状态为电池温度过高。
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