请问PFS122B是如何利用内部参考电压反推VDD的？

在一些电池产品设计中，往往需要单片机去检测电池电压的使用情况。在以往的设计中，多少设计者会利用一路AD输入口来对电池分压，然后检测分压点的电压来计算VDD的值是多少。如图所示：

采用这种方法计算VDD的优点是精度相对较高，缺点是会消耗静态电流和占用一个AD口。所以在后来的设计中，设计者往往直接把电池的电压接在MCU的VDD上，然后通过内部提供的一路或者多路参考电压来计算VDD。以利用内部1.2V作为一路AD输入为例，当设置VDD为AD转换参考的参考电压，那么在不同的VDD时，对1.2V参考电压转换的结果不一样。

如果AD为12位数字精度，那么VDD对应的值为 VDD= 1200*4095/AD转换值。其他的参考电压1.6V,2.0V,2.4V计算方式类似。一般普通的锂电池电压，在使用过程中的电压值会是3.0V~4.25V之间，低于3.0V会被做低压保护处理，不让用户继续使用该产品，以起到保护电池的作用。

因为PFS122B，内部具有多路的参考电压，1.2V,1.6V,2.0V,2.4V，3.0V,4.0V等。考虑到电池放电的低压情况，一般参考电压用到2.4V以下就可以了。因为当VDD都没有参考电压高时，参考电压的实际值肯定也不准了，这时已经失去了参考的意义。

为了比较一下看看PFS122B，采用哪种参考电压反推VDD的效果会更好，我做了一个实验。实验利用PFS122B一个IO口输出显示数据，其他只接VDD和GND，利用内部的参考电压来计算测试的VDD值。实验的ADC采样只是简单地做了16次短时间内求平均的方法。单次采集的数据并没有取中间值：

voidGet_16_AD (void)

{

word ad_temp;

word ad16;

byte cnt;

AD_Start=1;//Skip first ADC, can delete by your select

while(!AD_DONE)

{

nop;

}//

   ad16=0;

cnt=16;

do

{

  AD_Start=1;//Skip first ADC, can delete by your select

  while(!AD_DONE)

  {

  nop;

   }// 

// 

ad_temp = adcrh << 8 | adcrl;

ad16    += ad_temp >> 4;      

//    get_middle_adc_from_3();

//ad16    += adcr;8bit

.wdreset; 

} while (--cnt);

adc_result=ad16 >> 4;// >> 4;

}

ADC初始化做了很多种设置：

void    ad_init(void)

{

/*

       $ ADCM /2, 12bit;

       $ ADCC Enable, ADC;//PB7 通道

       $ ADCRGC VDD; // */

       $ ADCM 12bit,/8;

       $ ADCC Enable, ADC; 

       switch(sys_mode)

       {

        case 0:

        {

        $ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V2; //  

        break;

        }

        case 1:

        {

        $ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V6; //  

        break;

        }       

        case 2:

        {

        $ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_2V; //  

        break;

        }       

        case 3:

        {

        $ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_2V4; //  

        break;

        }       

        case 4:

        {

        $ ADCRGC 2V,ADC_VDD/4; //  目前看起来是这种设置，利用内部2V参考电压，转化1/4VDD效果更为理想。

        break;

        }       

        default:

        {

        $ ADCRGC VDD,ADC_BG,BG_1V2; //  

        break;

        }       

        }

       .delay 1600;//延时400us      

}

实验照片结果比较，当AD转换的高电压为VDD时，直接采用内部1.2V作为一路输入的误差最大，2.4V作为一路输入的误差最小。但是这种效果，还是没有采用内部2V作为AD转换的参考高电压，利用1/4VDD作为输入读取的结果值更为接近实际值。

利用VDD做AD转换高电压，内部1.2V作为一路输入的误差约60mv。

利用VDD做AD转换高电压，内部1.6V作为一路输入的误差约50mv。

利用VDD做AD转换高电压，内部2.0V作为一路输入的误差约40mv。

利用VDD做AD转换高电压，内部1.2V作为一路输入的误差约30mv。

利用内部2V做AD转换高电压，1/4VDD作为一路输入的误差约15mv。

这可是相当的准确了，检测误差有时在10mV以内。

审核编辑：刘清