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3  系统软件设计
充电单元中的微控制器主要负责充电过程的控制和与总控板的通信，系统软件设计程序流程如图4所示。充电单元首先判断是否有电池，如果有电池放入，则判断充放电状态，默认是充电状态，该状态可由总控单元改变。若充电单元处于充电状态，则继续判断电池的化学性质，针对不同的电池采用不同的充电方式。若处于放电状态，则对电池组进行放电，直到电池电压低于阈值电压后，转为充电状态。

除主程序外，总控单元与充电单元的通信是在中断服务程序中实现的。当充电单元收到总控单元的指令后，进入中断。若指令是查询数据指令，则向总控单元发送需要的数据。若是充电状态设置指令，则依据指令设置充电单元的充电状态。

4  通信协议的实现
通过与电池组中电能计量芯片通信的方法来判断电池的性质。本系统可以与遵循HDQ16接口协议的智能电池组进行通信，除了电池组的化学性质外，还可以将电池组的容量、电压、充电电流、编号等数据一并读取，供充电器显示之用。

充电单元可以通过HDQ总线对智能电池进行读操作。HDQ16接口协议是基于指令的协议。一个处理器发送8位指令码给智能电池，这个8位的指令码由两部分组成，7位HDQ16指令码（位0~6）和1位读/写指令。读/写指令指示智能电池存储接下来的16位数据到一个指定的寄存器，或者从指定的寄存器输出 16位数据。在HDQ16里，数据字节（指令）或者字（数据）的不重要的位会优先传输。

一个块的传输包括三个不同的部分。部分经由主机或者智能电池把HDQ16引脚置逻辑低状态一个tSTRH:B时间后开始发送。接下来的部分是真正的数据传输，数据位在tDSU:B时间间隔里是有效的，负边界用来开始通信。数据位被保持一个tDHV时间间隔，以便允许主机或智能电池采样数据位。

在负边界开始通信后，一部分通过返回给HDQ16引脚一个逻辑高状态，至少保持tSSU:B时间间隔来停止传输。一个逻辑高状态必须保持一个tCYCH:B时间间隔，以便有时间让块传输完全停止。

如果发生通信错误（e.g.,tCYCB>250ms），主机就发送给智能电池一个BREAK信号，让其控制串行接口。当HDQ16引脚在一个时间间隔，或者更长时间里为逻辑低状态时，智能电池就会侦测BREAK.然后，HDQ16引脚回到其正常预设高逻辑状态一个tBR时间间隔。然后，智能电池就准备从主机那里接收指令。

5  结语
本方案中介绍的充电系统从技术上很好地解决了上述问题，通过LCD显示屏可以清晰便捷地读出电源的剩余容量、已有充放电次数、充电及放电电流、电池电压、容量统计和电池特性等重要内容，并且通过设定，可以判断电源是否达到报废标准，及时提醒操作者更新电源。经验证，本方案具有较强的实用性。