CC2541之电池电量服务

转自：http://blog.csdn.net/feilusia

一、简介

本篇以SimpleBLEPeripheral工程为例，介绍如何添加一个电池电量服务。

二、实验平台

协议栈版本：BLE-CC254x-1.4.0

编译软件： IAR 8.20.2

硬件平台： Smart RF开发板

手机平台： 红米1S

安卓系统： Android 4.3

APP： BLE Device Monitor

三、版权声明

博主：甜甜的大香瓜

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四、CC2541的电池电量服务简介

1、电池电量服务是什么？

答：它是电池电量专用的服务，手机能通过这个服务获取到CC2541的电池电量。

2、为什么需要电池电量服务？

答：CC2541一般通过USB直接供电或纽扣电池供电。其中通过纽扣电池供电的方式，纽扣电池的电量使用情况是用户必须知道的数据。

否则手机与CC2541通信不成功，到底是CC2541死机了还是没电了，就说不清楚了。

3、通过什么方式获取电池电量？

答：

方法一、通过内部的10bit的adc通道采集电池电量（最高位是符号位，所以实际是9bit精度）。

方法二、通过最高12bit的adc通道采集电池电量（最高位是符号位，所以实际是11bit精度）。

4、采集电池电量是如何计算的？

答：

把CC2541的纽扣电池电压从2.0v～3.0v，当做电量的0%～100%。（香瓜猜测这么做是因为2~3V正好是CC2541的正常工作电压）

而CC2541的内部带符号的10bit的adc通道，量程范围为0～511，使用的参考电压为1.25v。

由于adc只有1.25v的参考电压，不能采集到2~3v的电压，因此我们把电池电压经过分压后采集，也就是采集1/3的电池电压，adc把2v/3~3v/3当做电压的0%～100%。

因此，由以上信息获得一个公式：（v/3）/ 1.25  = adc/511

其中，v是电池的实际纽扣电池的电压，adc是2541采集到的数值。

当v= 2时，adc=273。也就是CC2541采集到的adc值为273时，电压值为2v，是0%的电量。

当v= 3时，adc=409。也就是CC2541采集到的adc值为409时，电压值为3v，是100%的电量。

假设2v~3v时的变化是线性的，则可得到下图：

其中上图的Xadc和percentage是当前读到的adc值和当前电量的百分比。

利用两个相似三角形的特性，可以得到公式：

Percentage / (X – 273) = 100 / 136

变换后为：
Percentage = (X - 273) * 25 / 34

由上式四舍五入提高计算精度则有：
Percentage = [(X - 273) * 25 + 33] / 34

五、代码修改

1、保证项目中有hal_adc.c和hal_adc.h

2、在工程的PROFILES分类中添加battservice.c与battservice.h两个文件

两文件路径：C:\Texas Instruments\BLE-CC254x-1.4.0\Projects\ble\Profiles\Batt

3、IAR设置中添加俩路径

4、开启ADC的宏

5、添加电池服务的头文件（simpleBLEPeripheral.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. #include "battservice.h"  

6、定义一个电池默认临界值的宏（simpleBLEPeripheral.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. #define DEFAULT_BATT_CRITICAL_LEVEL  6  

定义为6，也就是电量低于6%时CC2541会主动notify通知主机电量过低。

7、添加初始化电池电量的代码（simpleBLEPeripheral.c的SimpleBLEPeripheral_Init()函数中）

[cpp] view plain copy

 

1. void SimpleBLEPeripheral_Init( uint8 task_id )  
2. {  
3.   simpleBLEPeripheral_TaskID = task_id;  
4.   
5.   //电池服务  
6.   {     
7.   
8.     uint8 critical = DEFAULT_BATT_CRITICAL_LEVEL;  
9.   
10.     Batt_SetParameter( BATT_PARAM_CRITICAL_LEVEL, sizeof (uint8 ), &critical );/* 设置默认临界电量 */  
11.   
12.   }  
13.   
14.   Batt_AddService();  /* 添加电池服务 */  
15.   
16.   Batt_Register(BattCB); /* 注册电池服务的应用回调函数 */  
17.   
18.   ……  
19. }  

8、定义电池电量服务的回调函数（simpleBLEPeripheral.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. //******************************************************************************    
2. //name:             BattCB  
3. //introduce:        电池电量服务的回调函数  
4. //parameter:        event:事件               
5. //return:           none  
6. //author:       甜甜的大香瓜  
7. //changetime:       2015.12.13  
8. //******************************************************************************  
9. static void BattCB(uint8 event)  
10. {  
11.   if (event == BATT_LEVEL_NOTI_ENABLED)  
12.   {  
13.     if (gapProfileState == GAPROLE_CONNECTED)  
14.     {         
15.   
16.     }   
17.   }  
18.   
19.   else if (event == BATT_LEVEL_NOTI_DISABLED)  
20.   {  
21.      
22.   }  
23. }  

回调函数的作用只是在开、关通知时告知应用层。

回调函数是在下面的情况被调用的：

9、声明电池电量服务的回调函数（simpleBLEPeripheral.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. static void BattCB(uint8 event);  

10、添加一段周期监测电量的代码（simpleBLEPeripheral.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. static void performPeriodicTask( void )  
2. {  
3.   if ( gapProfileState == GAPROLE_CONNECTED )  
4.   {  
5.     // perform battery level check  
6.     Batt_MeasLevel( );  
7.   }  
8. }  

协议栈默认的周期事件是5S。也就是连接状态下，每5S会执行上面的代码去更新电量。

当电量小于我们设置的DEFAULT_BATT_CRITICAL_LEVEL（本篇设置为6）时，会在Batt_MeasLevel( )函数里主动notify告知主机。

六、实验结果

1、仿真查看adc采集到的电量

单步执行查看内部adc采集到的电源值为459

将adc=459，代入公式“（v/3）/ 1.25  = adc/511”中，得到v=3.36839530332681

2、万用表测试开发板的电源电压

实测VCC=3.20V

3、用手机app查看电源电量百分比

由于暂时使用USB供电，所以实测电压在3.20V，大于3V的都算100%电量。

因此读出了默认值0x64，也就是电量100%。

七、相关问题

1、实测外部电压2V时，对应为10%的电量，偏差太大怎么办？

答：

1）实测2V、3V时的ADC值（假设测出2V对应为287、3V对应为425）。

2）修改宏定义（Battservice.c中）

[cpp] view plain copy

 

1. // ADC voltage levels  
2. #define BATT_ADC_LEVEL_3V           425//409  
3. #define BATT_ADC_LEVEL_2V           287//273