体的电路设计如下图5所示：
图5 锂电池状态信息采集
该芯片适用于单节的锂离子电池应用，内部采用的是Impedance Track?技术来实现对电池剩余电量、充电状态、电池电流、电池电压、老化程度等信息查询。该芯片内部集成LDO可直接通过电池对芯片进行供电，内部集成处理器，支持电池温度报告，可以配置电池的充电中断方式，该芯片的通信方式是IIC协议，只需通过上拉电阻就可以实现与处理器之间的通信，从而可以读取电池的状态信息。
3.5 DC-DC升压模块电路设计
本次系统设计的DC-DC升压电路是由主芯片LMR62421以及相对应的外围硬件电路来实现的，该芯片的电压输入范围为2.7V到5.5V，最高电压输出可以达到24V，最高的输出电流可以达到2.1A，内部具有很高的1.6MHZ的开关频率。该芯片的外围硬件电路如下图6所示：
图6 LMR62421升压模块电路
该升压电路的工作原理是通过恒定的开关频率和调节占空比来控制内部NMOS的关断，开关周期是从内部振荡器的下降沿开始，通过SR锁存器输出高电平使得NMOS管导通此时SW将通过电阻连接到地，当PWM比较器输出高电平时NMOS管将会断开，开关
4
断开期间电感的电流通过二极管进行放电，此时SW的开关电压为输出电压加上二极管的正向电压。输入电容是用来保证SW开关瞬间输入电压不会下降太多，正常的电容值是10UF，输出电容主要是考虑到输出纹波特性和瞬态响应正常的电容值是4.7UF。
3.6 显示模块电路设计
该显示屏的硬件原理图如下图7所示：
图7 LCD12864原理图
4 系统软件的设计
本系统软件设计主要是对锂电池状态信息的采集、处理与显示，锂电池的状态信息是STM32F103RBT6通过IIC协议来读取BQ27410内部寄存器的值。
BQ27410的读写时序如下图8所示：
图8 BQ27410读写时序
读取内部寄存器的值，要先给BQ27410发送开始信号，然后发送地址，响应后再发送指令，最后读取数据，经过停止信号后完成读的整个过程。对BQ27410写数据时，可以对芯片进行连续写数据，经过开始信号后，向芯片发送地址，再发送指令，响应后发送要写
5
入的值，就完成了写的过程。
本次显示屏用的是LCD12864，数据的传输方式是通过串行传输，先对显示屏进行初始化后，向显示屏发送要显示的地址，然后再发送要显示的数据。
LCD12864串口传输时序如下图9所示：
图9 LCD12864串口传输时序
系统软件框图如下图10所示:
是
6
程序开始 初始化 检测电池是否插入 读取电池的状态信息 处理与显示 结束
图10 软件流程图
5 系统测试
对于BQ24230充放电管理模块的测试，当插上USB线的时候，电源良好状态指示灯能够正常显示，在充电过程中充电指示灯会正常亮起，当充电完成时充电指示灯会熄灭，此时系统的供电时有USB进行供电，然后剩余电流再给电池充电，当拔掉USB线时两个指示灯都会熄灭，此时整个系统由电池完成供电，从而实现电池充放电动态路径管理。
对于电池充电过程电流电压变化的测试如下图6-3：
图6-3 充电电流的测试图
图中I(PRECHG)的值70mA，进入恒流充电的充电电压是3.2V，IO(CHG)的大小为364mA，对于BQ27410电池状态信息采集的测试，电池在充电和放电时，由于电池本身存在内
当电压达到4.07V时电流会不断的下降。
阻，充电时所测量的电压值会高于电池的开路电压，放电时所测量的电压会低于电池的开路电压。充电时电池的端电压与剩余容量的关系图如下图6-4所示：
图6-4 充电时电池电压与剩余容量的关系图
7
放电时电池的端电压与剩余容量的关系图如下图6-5所示：
图6-5 放电时电池电压与剩余容量的关系图
由根据电池内阻与电池端电压以及电池开路电压的关系，可以求出电池的阻抗和开路电压，最后根据电池厂家的OCV曲线得到电池的剩余容量关系，其关系如下图6-6所示：
图6-6 电池的OCV曲线
对于LMR62421升压模块测试，主要分为输出电压测试和负载能力测试，本次升压电路的电流输出为700mA，当负载不断下降时，输出电流不断上升，当输出电流小于最大输出电流时，系统的输出电压将会不断下降升压芯片发热严重。输出电压测试结果如下表6-1：
表6-1 输出电压稳定性测试
输入电压（V）
3.5 3.7 3.8 3.9 4.2
8
输出电压（V）
4.995 4.995 5.001 5.001 5.005