专利名称：一种小容量电池的充电检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池的充电及控制，更具体地说，涉及一种小容量电池的充电检测方
法及装置。
背景技术：
在许多使用微控制器的控制电路或设备中，都需要在断电期间保持数据或时钟， 使得该电路或设备中的数据在断电期间不会丢失，时钟在断电期间不会中断，以保持电路 或设备断电之前的状态。通常，在这种情况下，使用的在断电期间提供电源的电池均为可充 电的小容量电池。一般情况下，使用独立的充电控制电路在电路或设备有电源工作时对该 小容量电池进行充电，而电路或设备的主要功能由微控制器实现。但是，这种方法需要额外 的充电及控制电路，其电路较为复杂、成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电路较为复杂、成本较高的 缺陷，提供一种电路较为简单、成本较低的小容量电池的充电检测方法及装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种小容量电池的充电检测方 法，所述小容量电池与微控制器第一端口电连接，所述方法包括如下步骤A)设置所述微控制器的第一端口为数模转换端口模式；B)通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压；C)判断所述当前电压是否大于电压设定值，如是，执行步骤D)；否则执行步骤 E)；D)等待第一设定时间，并返回步骤A)；E)在第二设定时间内通过所述第一端口对所述小容量电池充电；F)返回步骤A)。在本发明所述的小容量电池的充电检测方法中，，所述步骤E)进一步包括El)设置所述第一端口为输出端口模式并输出高电平，为所述小容量电池充电；E2)在所述第二设定时间内维持所述第一端口状态。在本发明所述的小容量电池的充电检测方法中，所述步骤D)进一步包括Dl)设置所述第一端口为高阻状态，并保持所述第一设定时间；D2)返回步骤A)。在本发明所述的小容量电池的充电检测方法中，所述步骤D)进一步包括Dl')设置所述第一端口为输出端口模式，输出低电平并保持所述第一设定时 间；D2')返回步骤 A)。在本发明所述的小容量电池的充电检测方法中，所述步骤A)中进一步包括Al)设置所述第一端口输出高电平；
A2)转换所述第一端口为模数转换端口模式。本发明还涉及一种小容量电池的充电检测装置，所述小容量电池与微控制器第一 端口电连接，还包括如下模块端口模数模式设置模块用于设置所述微控制器的第一端口为模数模式；当前电压取得模块用于通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压；当前电压判断模块用于判断所述当前电压是否大于电压设定值；等待模块用于在所述当前电压判断模块判断所述当前电压大于所述电压设定值 时控制所述充电检测装置；充电模块用于在所述当前电压判断模块判断所述当前电压小于或等于所述电压 设定值时控制所述充电检测装置对所述小容量电池充电。在本发明所述的小容量电池的充电检测装置中，所述当前电压判断模块还包括将 当前取得的小容量电池电压值与设定电压值比较并判断其大小的电压比较单元。在本发明所述的小容量电池的充电检测装置中，所述充电模块还包括用于将所述 第一端口设置为输出端口并使其输出高电平的第一端口电平设置单元和维持所述第一端 口高电平保持第二设定时间的第二设定时间维持单元。在本发明所述的小容量电池的充电检测装置中，所述等待模块进一步包括用于将 所述第一端口设置为高阻状态的高阻设置单元和维持所述第一端口当前状态并保持第一 设定时间的第一设定时间维持单元。在本发明所述的小容量电池的充电检测装置中，所述等待模块进一步包括用于将 所述第一端口设置为输出端口状态并输出低电平的第一端口低电平设置单元和维持所述 第一端口当前状态并保持第一设定时间的第一设定时间维持单元。实施本发明的小容量电池充电检测方法及装置，具有以下有益效果由于根据小 容量电池的不同状态来设置微控制器第一端口的状态，使得对于电池的充电、检测等动作 均在同一个微控制器端口上实现，不需要额外的充电电路及检测电路，而是利用微控制器 的剩余端口实现，所以其电路较为简单、成本较低。
图1是本发明小容量电池充电检测方法及装置第一实施例中方法流程图；图2是所述第一实施例中装置的结构示意图；图3是所述第一实施例中硬件的电原理图；图4是本发明小容量电池充电检测方法及装置第二实施例中方法流程图；图5是所述第二实施例中装置的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。如图1所示，在本发明小容量电池充电检测方法及装置第一实施例中，其方法流 程包括如下步骤步骤Sll将与小容量电池电连接的第一端口设置为模数转换模式在本实施例 中，小容量电池与微控制器的第一端口电连接(参见图3)，微控制器的第一端口，实际上是微控制器中的一个具有多种可设置功能的端口，例如，该第一端口可以在软件的设置下成 为模数转换输入功能的端口(也就是设置为模数转换模式)，也可以在软件设置下成为输 入/输出端口(即通常所讲的得I/O端口)。本步骤作为对电池充电检测的一个周期的开 始步骤，将上述第一端口设置为模数转换模式。在本实施例中，在设置上述第一端口之前， 需要将上述第一端口先设置为高电平，在设置为模数转换模式。步骤S12通过第一端口读取上述电池当前电压值本步骤中，通过上述设置为模 数转换模式的第一端口，将与上述第一端口电连接的小容量电池的当前电压值读取到，并 将其由模拟值转换为数字信号值，传送到微处理器中。其中需经过取样、量化等步骤得到上 述数字信号值。模数转换的位数与微处理器第一端口本身的特性相关。步骤S13当前电压值大于设定电压值？如是，执行步骤S17 ；如否，执行步骤S14。 在本实施例中，上述取得的表示当前小容量电池电压的数字信号值进入微控制器后，与存 储在上述微控制器中的电压设定值比较，该电压设定值表示上述小容量电池的临界电压， 大于该电压表示该小容量电池不需要充电，等于或小于该电压值则表示该电池需要充电。步骤S14设置第一端口为输出端口，并输出高电平在本步骤中，由于以判断上述 小容量电池需要充电，因此将上述第一端口设置为I/O端口中的输出端口，同时，将其输出 设置为高电平，使得该端口的输出电压为上述小容量电池充电。由于是小容量电池，上述微 控制器输出端又能够输出一定的电流，具有一定的带负载能力。所以，利用该输出端为电池 充电是可行的，这样的设置使得在该微控制器上仅使用一个端口就能实现对电池的检测及 充电，节省了专门的检测电路和充电电路，其成本较低、电路简单。步骤S15维持第一端口的高电平第二设定时间在本步骤中，维持上述第一端口 的状态一定的时间，使得第一端口对上述小容量电池在一段时间内不间断地充电。这是由 于充电不可能是在瞬间完成的，总有一定的时间。同时，为防止对电池的过度充电，也需要 在一段时间之后，停止充电，对上述小容量电池加以检测。所以，在执行完本步骤之后，返回 步骤S11，开始下一周期的检测及充电。在第一实施例中，本步骤维持的时间是第二设定时 间，该时间同样是事先设置并存储在微控制器中的。步骤S17设置所述第一端口为高阻状态本步骤及步骤S18是在步骤S14判断上 述小容量电池不需要充电时进行的。由于已经判断上述小容量电池不需要充电，因此，不需 要将第一端口设置为高电平。在本步骤中，将该第一端口设置为高阻状态，使得小容量电池 不会受到微控制器的影响。步骤S18维持第一端口的状态第一设定时间由于电池的电压不可能突变，所以， 只要判明电池不需要充电，在一段时间内该电池不需要充电。所以，在本步骤中，保持第一 端口的高阻状态一定时间。步骤中的第一设定时间同样是事先设定并存储在微控制器中 的。执行本步骤后，返回步骤S11，开始下一周期的电池电压测试及充电。本发明第一实施例还涉及一种小容量电池充电检测装置，如图2所示，该装置包 括端口模数模式设置模块1、当前电压取得模块2、当前电压判断模块3、等待模块4以及充 电模块5。其中，模数模式设置模块1用于设置所述微控制器的第一端口为模数模式；当前 电压取得模块2用于通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压；当前电压判断模块 3用于判断所述当前电压是否大于电压设定值；等待模块4用于在所述当前电压判断模块 判断所述当前电压大于所述电压设定值时控制所述充电检测装置；充电模块5用于在所述
6当前电压判断模块判断所述当前电压小于或等于所述电压设定值时控制所述充电检测装 置对所述小容量电池充电。在本发明第一实施例中，当前电压判断模块3还包括将当前取得的小容量电池电 压值与设定电压值比较并判断其大小的电压比较单元31。充电模块5还包括用于将第一端 口设置为输出端口并使其输出高电平的第一端口电平设置单元51和维持第一端口高电平 保持第二设定时间的第二设定时间维持单元52。等待模块4进一步包括用于将第一端口设 置为高阻状态的高阻设置单元41和维持第一端口当前状态并保持第一设定时间的第一设 定时间维持单元42。图3是第一实施例的电路图，在图3中，电源正常工作时，VCC源通过D2直接对电 路供电；同时，具有A/D转换功能的微控制器第一端口输出高电平，然后转换到模数转换模 数，对A点电压采样检测；A点电压值减去0. 3V即为当前电池电压值。将上述电池电压模 数转换后送入微控制器与设定电压值比较，当检测到电池电压低于设定电压值时，第一端 口转换为输出端口模数并输出高电平，通过R2、D1A对电池充电。由于微控制器的I/O电流 一般有IOmA左右，所以可以通过R2限流对小容量电池充电。充电过程中，可将I/O转换到 A/D功能，对A点电压采样检测，并根据检测值判断是否可以结束充电。充电完成或不需要 充电时，可将第一端口置为高阻状态，置高阻状态时，VCC将通过Rl以极微弱电流对电池微 充电可对冲掉电池的自放电，而保持电池电压，微充电流值关联Rl的取值。在第二实施例 中，将第一端口设置为输出端口并输出低电平，即将第一端口置“0”，此时，A点电压将接近 为0V，DlA反偏而隔离电池。在非充电期间，第一端口可随时对A点电压取样监测；取样时 第一端口先置高电平，再转换为模数转换模式；当电源VCC断电或跌落到低于电池电压时， D2反偏，实现电源切换隔离，电池通过DlB对需要不断电保护的网络供电。图4和图5分别示出了本发明第二实施例中的方法流程图和装置结构示意图，基 本上而言，第一实施例和第二实施例大部分步骤及模块均相同，不同的是在第二实施例中， 当电池不需充电时(即当前电池电压大于设定电压时)，是将第一端口设置为“0”状态，即 将第一端口设置为低电平，并保持第一端口状态第一设定时间(参见图4中步骤S170、步骤 S180)，同样，在第二实施例的装置中，其等待模块40就变为进一步包括用于将第一端口设 置为输出端口状态并输出低电平的第一端口低电平设置单元410和维持第一端口当前状 态并保持第一设定时间的第一设定时间维持单元420 (参见图5)。除上述描述外，第一实施 例和第二实施例的其他部分大致相同。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种小容量电池的充电检测方法，其特征在于，所述小容量电池与微控制器第一端 口电连接，所述方法包括如下步骤A)设置所述微控制器的第一端口为数模转换端口模式；B)通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压；C)判断所述当前电压是否大于电压设定值，如是，执行步骤D)；否则执行步骤E)；D)等待第一设定时间，并返回步骤A)；E)在第二设定时间内通过所述第一端口对所述小容量电池充电；F)返回步骤A)。
2.根据权利要求1所述的小容量电池的充电检测方法，其特征在于，所述步骤E)进一 步包括El)设置所述第一端口为输出端口模式并输出高电平，为所述小容量电池充电； E2)在所述第二设定时间内维持所述第一端口状态。
3.根据权利要求2所述的小容量电池的充电检测方法，其特征在于，所述步骤D)进一 步包括Dl)设置所述第一端口为高阻状态，并保持所述第一设定时间； D2)返回步骤A)。
4.根据权利要求3所述的小容量电池的充电检测方法，其特征在于，所述步骤D)进一 步包括Dl')设置所述第一端口为输出端口模式，输出低电平并保持所述第一设定时间； D2')返回步骤A)。
5.根据权利要求4所述的小容量电池的充电检测方法，其特征在于，所述步骤A)中进 一步包括Al)设置所述第一端口输出高电平；A2)转换所述第一端口为模数转换端口模式。
6.一种小容量电池的充电检测装置，其特征在于，所述小容量电池与微控制器第一端 口电连接，还包括如下模块端口模数模式设置模块用于设置所述微控制器的第一端口为模数模式； 当前电压取得模块用于通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压； 当前电压判断模块用于判断所述当前电压是否大于电压设定值； 等待模块用于在所述当前电压判断模块判断所述当前电压大于所述电压设定值时控 制所述充电检测装置；充电模块用于在所述当前电压判断模块判断所述当前电压小于或等于所述电压设定 值时控制所述充电检测装置对所述小容量电池充电。
7.根据权利要求6所述的小容量电池的充电检测装置，其特征在于，所述当前电压判 断模块还包括将当前取得的小容量电池电压值与设定电压值比较并判断其大小的电压比 较单元。
8.根据权利要求7所述的小容量电池的充电检测装置，其特征在于，所述充电模块还 包括用于将所述第一端口设置为输出端口并使其输出高电平的第一端口电平设置单元和 维持所述第一端口高电平保持第二设定时间的第二设定时间维持单元。
9.根据权利要求8所述的小容量电池的充电检测装置，其特征在于，所述等待模块进 一步包括用于将所述第一端口设置为高阻状态的高阻设置单元和维持所述第一端口当前 状态并保持第一设定时间的第一设定时间维持单元。
10.根据权利要求8所述的小容量电池的充电检测装置，其特征在于，所述等待模块进 一步包括用于将所述第一端口设置为输出端口状态并输出低电平的第一端口低电平设置 单元和维持所述第一端口当前状态并保持第一设定时间的第一设定时间维持单元。
全文摘要
本发明涉及一种小容量电池的充电检测方法，所述方法包括如下步骤设置所述微控制器的第一端口为数模转换端口模式；通过所述第一端口取得所述小容量电池当前电压；判断所述当前电压是否大于电压设定值，如是，等待第一设定时间，并返回；否则在第二设定时间内通过所述第一端口对所述小容量电池充电并返回。本发明还涉及一种小容量电池的充电检测装置。实施本发明的小容量电池充电检测方法及装置，具有以下有益效果由于根据小容量电池的不同状态来设置微控制器第一端口的状态，使得对于电池的充电、检测等动作均在同一个微控制器端口上实现，不需要额外的充电电路及检测电路，而是利用微控制器的剩余端口实现，所以其电路较为简单、成本较低。
文档编号H01M10/44GK102005791SQ20101054269
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者姜西辉, 邹志华 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司