单片机如何通过ADC检测电压来监控电池电量

　　单片机可通过ADC检测电压来监控电池电量

　　我们一般通过检测电压来判断锂电池的电量。单节锂电池标称电压为3.7V，充满电压为4.2V。电压大于等于4.2V我们认为电量为100%，电池电压等于3.82V时认为电量为50%，电池电压小于等于3.0V时认为电量为0%。当然不同的锂电池是有差异的，需要根据锂电池的规格来定。

　　要监测电池电量就离不开ADC，如果单片机本身有ADC就简单了，没有ADC的话可以外置一个ADC芯片。

　　锂电池电压测量电路设计

　　首先，需要设计一个用于测量锂电池电压的分压电路，为了省电，我们可以设计一个带开关的电路，在需要测量电压的时候再给分压电阻供电，如下图，当EN_CHK_V为低电平时，Q3截止，关断分压电阻的供电；需要测量电池电压时，EN_CHK_V设置为高电平，Q3导通，单片机的ADC通道（CHK_V）就可以检测电压了。

　　大家可能问，为什么要分压呢？为什么不直接测量电池的电压？这与单片机的参考电压有关系，不分压的话，电池电压高于参考电压就没法测量了，大家继续往下看就明白了。

　　ADC检测电压，需要有一个参考电压基准或者参照电压

　　任何测量，都需要有一个参照或者参考，ADC测量电压也不例外。假如参考电压为2.5V，那么ADC测出满量程就是2.5V了。因为锂电池的电压在3.0V~4.2V间变化的，所以比较适合用LDO或者TL431设计一个2.5V的参考电压。锂电池的电压经过上面的分压电路后，最大测量值就不会超过2.5V这个参考电压了。

　　如果单片机的ADC是12bit，那么满量程为0xFFF（4095）=2.5V，电压计算如下：

　　0xFFF / AD值 = 2.5/V

　　V = （2.5 x AD值） / 0xFFF

　　当然这个测量出来的电压值是经过电阻分压的，大家还需要按分压比例算出真正的电池电压值，得到锂电池的电压值，就可以按照电量与电压的对应关系，计算得到锂电池的电量。

　　如果单片机内部有参照电压，就更为简单的。以STM32系列的单片机为例，STM32的内部有一个参照电压VREFINT，相当于一个标准电压测量点，它和ADCx_IN17连接，这个参考电照与参考电压是不一样的哦。有了这个参照电压，即使锂电池的电压发生变化，也可以通过参照电压计算出真实的电压值，在测量锂电池电压值之前，我们需要先读出参照电压的ADC测量数值，记为ADrefint，再去读出锂电池电压ADC数值，记为ADchx，则要测量的电压为：

　　Vchx = Vrefint * （ADchx/ADrefint）

　　其中ADrefint是固定值，需要查看对应单片机的规格书。

　　如果你用的是STM32有单片机，可以去了解一下内部参照电压的使用哦。