BMS系统设计入门分析（下）

一路上

BMS前端芯讲解

在电动车的BMS项目中用到了LTC6804这块片子，初次使用它的采集精度确实令我惊讶到了，设备用于监测2V的铅酸电池组，硬件上几乎没有加任何滤波，直接读取数据就能达到3mv以下的精度，片子真的很好用。

下面总结一下自己的使用心得。
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LTC6804是一款专门用来做多节电池电池组的监测芯片，最高可监测12节电池，官方误差是低于1.2mv，12 个通道的最快采样速度可以达到290us。

芯片分为两种型号，6804-1和6804-2，区别在于，6804-1采用级联的形式（级联控制），6804-2采用并联形式（分开控制）。

除开硬件连接之外，这两种型号的操作都是大同小异，基本可以视为一样，本文以6804-1为例进行讲解。

原理图和手册中的推荐一样，就不贴出来了，MCU与芯片的通信方式采用四线SPI，这种通信方式很常见，各种MCU的驱动也好找。（看了数据手册，芯片似乎还支持IIC和2线通信，不过我没有用）

驱动代码可以从本文附件去下载

下载下来的代码是C++文件，不能直接在STM32上使用，需要进行一些修改。

首先修改后缀名，改成C文件，然后打开LTC6804.c文件。

第一步进行驱动的移植：

1. void spi_write_array(uint8_t len, // Option: Number of bytes to be written on the SPI port
   
2.                      uint8_t data[] //Array of bytes to be written on the SPI port
   
3.                      )
   
4. {
   
5.     uint8_t i;
   
6. 
   
7.     for(i = 0; i < len; i++)
   
8.     {
   
9.         SPI2_Send_byte((int8_t)data[i]);
   
10.     }
    
11. }

复制代码

1. void spi_write_read(uint8_t tx_Data[],//array of data to be written on SPI port
   
2.                     uint8_t tx_len, //length of the tx data arry
   
3.                     uint8_t *rx_data,//Input: array that will store the data read by the SPI port
   
4.                     uint8_t rx_len //Option: number of bytes to be read from the SPI port
   
5.                     )
   
6. {
   
7.     uint8_t i;
   
8. 
   
9.     for(i = 0; i < tx_len; i++)
   
10.     {
    
11.         SPI2_Send_byte(tx_Data[i]);
    
12.     }
    
13. 
    
14.     for(i = 0; i < rx_len; i++)
    
15.     {
    
16.         rx_data[i] = (uint8_t)SPI2_Receive_byte();
    
17.     }
    
18. 
    
19. }

复制代码

只需要把自己的SPI驱动替换上去就可以了。

1. void wakeup_idle()
   
2. {
   
3.   output_low(LTC6804_CS);
   
4.   delayMicroseconds(2); //Guarantees the isoSPI will be in ready mode
   
5.   output_high(LTC6804_CS);
   
6. }

复制代码

自己把这个函数中间的部分实现，或者替换成自己的函数：

1. void wakeup_idle(void)
   
2. {
   
3.   output_low(LTC6804_CS);
   
4.   delay_ms(4); //Guarantees the isoSPI will be in ready mode
   
5.   output_high(LTC6804_CS);
   
6. }

复制代码

下面是原版的初始化函数：

1. void LTC6804_initialize()
   
2. {
   
3.   quikeval_SPI_connect();
   
4.   spi_enable(SPI_CLOCK_DIV16); // This will set the Linduino to have a 1MHz Clock
   
5.   set_adc(MD_NORMAL,DCP_DISABLED,CELL_CH_ALL,AUX_CH_ALL);
   
6. }

复制代码

我把它根据自己的实际情况修改一下 ：

1. void LTC6804_initialize(void)
   
2. {
   
3.     Drive_LTC6804_Spi_Init();//SPI外设初始化
   
4.     init_cfg();　　　　　　　　//配置LTC6804的寄存器
   
5.     set_adc(MD_FILTERED,DCP_DISABLED,CELL_CH_ALL,AUX_CH_GPIO1);//设置转换方式等
   
6.     wakeup_sleep();//唤醒芯片
   
7.     LTC6804_wrcfg(TOTAL_IC,tx_cfg);//把上面的设置写入芯片
   
8.     if (LTC6804_rdcfg(TOTAL_IC,rx_cfg) == -1)　　//检查一下到底有没有配置成功
   
9.     {
   
10.         printf("LTC6804_MODULAR INIT NG!\n\r");
    
11.     }
    
12.     else
    
13.     {
    
14.         printf("LTC6804_MODULAR INIT OK!\n\r");
    
15.     }
    
16. 
    
17. }

复制代码

1. //手册第49页
   
2. /* 寄存器               8         7          6         5         4         3         2        1        */
   
3. //CFGR0       RD/WR   GPIO5     GPIO4      GPIO3     GPIO2     GPIO1     REFON     SWTRD    ADCOPT
   
4. //CFGR1       RD/WR   VUV[7]    VUV[6]     VUV[5]    VUV[4]    VUV[3]    VUV[2]    VUV[1]   VUV[0]
   
5. //CFGR2       RD/WR   VOV[3]    VOV[2]     VOV[1]    VOV[0]    VUV[11]   VUV[10]   VUV[9]   VUV[8]
   
6. //CFGR3       RD/WR   VOV[11]   VOV[10]    VOV[9]    VOV[8]    VOV[7]    VOV[6]    VOV[5]   VOV[4]
   
7. //CFGR4       RD/WR   DCC8      DCC7       DCC6      DCC5      DCC4      DCC3      DCC2     DCC1
   
8. //CFGR5       RD/WR   DCTO[3]   DCTO[2]    DCTO[1]   DCTO[0]   DCC12     DCC11     DCC10    DCC9
   
9. void init_cfg(void)
   
10. {
    
11.     int i;
    
12. 
    
13.     for(i = 0; i<TOTAL_IC;i++)
    
14.     {
    
15.         tx_cfg[i][0] = 0xFE ;   //GPIO引脚下拉电路关断（bit8~bit4） | 基准保持上电状态（bit3） | SWTEN处于逻辑1（软件定时器） | ADC模式选择为0
    
16.         tx_cfg[i][1] = 0x00 ;   //不使用欠压比较功能
    
17.         tx_cfg[i][2] = 0x00 ;   //不使用过压比较功能
    
18.         tx_cfg[i][3] = 0x00 ;
    
19.         tx_cfg[i][4] = 0x00 ;   //不使用电池放电功能
    
20.         tx_cfg[i][5] = 0x00 ;   //放电超时时间
    
21.     }
    
22. }

复制代码

这里只使用了最基本的电压采集，其他的功能都没有用。

上面的代码里面有一个宏 ：TOTAL_IC。

这个宏是用来定义一共有几片LTC6804-1的，比如我这次使用了2片，那么它的值就是2.

上面的寄存器设置，可以参考手册：

比如需要追加一些别的功能，便可以根据手册的寄存器进行设置，比如设置报警，设置均衡，设置其他的功能。

以上初始化部分就完成了，或者说移植就完成了，然后便不必对代码文件进行任何修改就可以直接使用，接下来是采集部分：

我是把采集放在main中进行。

1. /* 唤醒6804 */
   
2.         wakeup_sleep();
   
3.         /* 启动电压采集 */
   
4.         LTC6804_adcv();
   
5.         delay_ms(50);
   
6.         /* 读取电压 */
   
7.         res = LTC6804_rdcv(0, TOTAL_IC, vol_buff);

复制代码

以上便可以采集出电压了。

※如果发现几个级联起来的6804，有些片子可以运行正常通信，有些又不可以运行甚至无法通信，在排除硬件的原因以后，可以查看一下这个地方：wakeup_sleep()，试着把唤醒时间设置的长一些。

最后：可以看出来，精度还是不错的!