电池电量计,库仑计,用max17040这颗电量IC去计量电池电量,这种方法比较合理。想起比较遥远的年代,做samsung s5pc110/sp5v210的时候,计量电量用一个AD口加两个分压电阻就做了,低电量的时候系统一直判断不准确,“低电关机”提示一会有,一会没有,客户那个郁闷呀,“到底是有电还是没电?”。
如下图,通过两个分压电阻,和一个AD脚去侦测VCC(电池)电压。
一、MAX17040的工作原理
电量计MAX17040,他通过芯片去测量电池电量,芯片本身集成的电路比较复杂,同时可以通过软件上的一些算法去实现一些处理,是测量出的电量更加准确。还有一个好处,就是他 直接 输出数字量,通过IIC直接读取,我们在电路设计、程序处理上更加的统一化。
如下图所示,MAX17040和电池盒主控的关系,一个AD脚接到电池VBAT+,检测到的电量信息,通过IIC传到主控。
下面是电路图,电路接口比较简单,VBAT+,接到max17040的CELL,IIC接到主控的IIC2接口,这个我们在程序中要配置。看这个器件比较简单吧。
看下max17040的内部结构,其实这也是一个AD转换的过程,单独一颗芯片去实现,这样看起来比较专业些。CELL接口,其实就是一个ADC转换的引脚,我们可以看到芯片内部有自己的时钟(time base),IIC控制器之类的,通过CELL采集到的模拟量,转换成数字量,传输给主控。
通过上面的介绍Max17040的硬件、原理我们基本上都了解了,比较简单,下面我们就重点去分析下驱动程序。
二、MAX17040 总体流程
电量计的工作流程比较简单,max17040通过CELL ADC转换引脚,把电池的相关信息,实时读取,存入max17040相应的寄存器,驱动里 首先 申请一个定时器,记时结束,通过IIC去读取电池状态信息,和老的电池信息对比,如果 有变化,那么上报信息,然后重新计时;这样循环操作,流程如下所示:
三、MAX17040这个电量计驱动,我们主要用到以下知识点
1、IIC的注册(这个在TP、CAMERA中都有分析);
2、linux 中定时器的使用;
3、任务初始化宏;
4、linux定时器调度队列;
5、max17040测到电量后如何上传到系统(这个电池系统中有简要的分析);
6、AC、USB充电状态的上报,这个和电池电量是一种方法。
7、电池曲线的测量与加入;
1、IIC的注册
IIC这个总线,在工作中用的比较多,TP、CAMERA、电量计、充电IC、音频芯片、电源管理芯片、基本所有的传感器,所以这大家要仔细看下,后面有时间的话单独列一片介绍下IIC,从单片机时代都用的比较多,看来条总线的生命力很强,像C语言一样,很难被同类的东西替代到,至少现在应该是这样的。
看下他结构体的初始化与驱动的申请,这个比较统一,这里就不想想解释了。
(1)、IIC驱动的注册:
- static const struct i2c_device_id max17040_id[] = {
- { "max17040", 0 },
- { }
- };
- MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, max17040_id);
- static struct i2c_driver max17040_i2c_driver = {
- .driver = {
- .name = "max17040",
- },
- .probe = max17040_probe,
- .remove = __devexit_p(max17040_remove),
- .suspend = max17040_suspend,
- .resume = max17040_resume,
- .id_table = max17040_id,
- };
- static int __init max17040_init(void)
- {
- printk("MAX17040 max17040_init !! ");
- wake_lock_init(&vbus_wake_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, "vbus_present");
- return i2c_add_driver(&max17040_i2c_driver);
- }
- module_init(max17040_init);
(2)在arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c中,IC平台驱动的注册:
- static struct i2c_board_info i2c_devs2[] __initdata = {
- #if defined(CONFIG_BATTERY_MAX17040)
- {
- I2C_BOARD_INFO("max17040", 0x36),//IIC地址;
- .platform_data = &max17040_platform_data,
- },
- #endif
- ……………………
- };
下图就是我们IIC驱动注册生成的文件;
/sys/bus/i2c/drivers/max17040
2、linux 中定时器的使用
定时器,就是定一个时间, 比如:申请一个10秒定时器,linux系统开始计时,到10秒,定时器 清零重新计时并发出信号告知系统计时完成,系统接到这个信号,做相应的处理;
- #include <linux/delay.h>
- #define MAX17040_DELAY msecs_to_jiffies(5000)
3、任务初始化宏
- INIT_WORK(work,func);
- INTI_DELAYED_WORK(work,func);
- INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(work,func);
任务结构体的初始化完成后,接下来要将任务安排进工作队列。 可采用多种方法来完成这一操作。 首先,利用 queue_work 简单地将任务安排进工作队列(这将任务绑定到当前的 CPU)。 或者,可以通过 queue_work_on 来指定处理程序在哪个 CPU 上运行。 两个附加的函数为延迟任务提供相同的功能(其结构体装入结构体 work_struct 之中,并有一个 计时器用于任务延迟 )。
- INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work, max17040_work);
- 调度函数 max17040_work加入chip->work队列;
4、linux定时器调度队列
- INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work, max17040_work);
- schedule_delayed_work(&chip->work, MAX17040_DELAY);
- 通过定时器调度队列;
5、max17040测到电量后如何上传到系统(这个电池系统中有简要的分析);
4中的定时器记时完成,就可以调度队列,chip->work执行:max17040_work函数,把改读取的信息上传,我们看下max17040_work函数的实现:
- static void max17040_work(struct work_struct *work)
- {
- struct max17040_chip *chip;
- int old_usb_online, old_online, old_vcell, old_soc;
- chip = container_of(work, struct max17040_chip, work.work);
- #ifdef MAX17040_SUPPORT_CURVE
- /* The module need to be update per hour (60*60)/3 = 1200 */
- if (g_TimeCount >= 1200) {
- handle_model(0);
- g_TimeCount = 0;
- }
- g_TimeCount++;
- #endif
- old_online = chip->online;//(1)、保存老的电池信息,如电量、AC、USB是否插入;
- old_usb_online = chip->usb_online;
- old_vcell = chip->vcell;
- old_soc = chip->soc;
- max17040_get_online(chip->client);//(2)、读取电池新的状态信息
- max17040_get_vcell(chip->client);
- max17040_get_soc(chip->client);
- max17040_get_status(chip->client);
- if ((old_vcell != chip->vcell) || (old_soc != chip->soc)) {//(3)、如果电池信息有变化,就上报系统;
- /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for battery "); */
- power_supply_changed(&chip->battery);
- }
- #if !defined(CONFIG_CHARGER_PM2301)//(4)、如果用PM2301充电IC,USB充电功能不用;
- if (old_usb_online != chip->usb_online) {
- /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for usb "); */
- power_supply_changed(&chip->usb);
- }
- #endif
- if (old_online != chip->online) {//(5)、如果有DC插入,则更新充电状态;
- /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for AC "); */
- power_supply_changed(&chip->ac);
- }
- schedule_delayed_work(&chip->work, MAX17040_DELAY);
- }
(1)、保存老的电池信息,如电量、AC、USB是否插入
- old_online = chip->online;
- old_usb_online = chip->usb_online;
- old_vcell = chip->vcell;
- old_soc = chip->soc;
(2)、读取电池新的状态信息
- max17040_get_online(chip->client);//读取是否有AC插入;
- max17040_get_vcell(chip->client);//读取电池电压;(这个地方原来写错,多谢细心网友,更正!!)
- max17040_get_soc(chip->client);//读取电池电量;
- max17040_get_status(chip->client);//读取状态;
(3)、如果电池信息有变化,就上报系统
- if ((old_vcell != chip->vcell) || (old_soc != chip->soc)) {
- /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for battery "); */
- power_supply_changed(&chip->battery);
- }
power_supply_changed这个函数比较重要, 我们后面分析;
(4)、如果用PM2301充电IC,USB充电功能不用
这个是由于我们的系统耗电比较大,用USB充电时,电流过小,所以出现越充越少的现象,所以这个功能给去掉了。
(5)、如果有DC插入,则跟新充电状态
- power_supply_changed(&chip->ac);
6、AC、USB充电状态怎么更新到应用
如上面所说,通过power_supply_changed上报;