BQ24295电源管理芯片驱动

一、BQ24295简介
数据手册：
https://www.ti.com/cn/lit/ds/symlink/bq24295.pdf
芯片作用：给锂电池充电和放电给系统
输入电压：3.9~6.2V
输入电流：100mA、150mA、500mA、900mA、1A、1.5A、2A、3A。
电脑端的USB-(TYPE-C接口)的电压时5V,500mA。
SYS端口提供3.5V电压给MCU。

管脚功能(可能理解不全面或者有误狗头狗头~~)：
VBUS：输入充电电压。
PMID：接入VBUS时，PMID电压等于VBUS，没接入VBUS时，BOOST模式下，BAT升压提供电压给PMID。
OTG：OTG模式，设备对设备模式。没用到接GND。
D+/D-检测输入电压和电流，没用到，两端接个10R电阻。
INT：中断管脚，报告充电设备的状态和错误。
CE：低电平使能充电功能。
ILIM：输入电流最大值设置，EN_ILIM=1时，输入电流最大值有外电路和寄存器REG00[2:0]共同决定。
STAT：指示灯作用，输出低电平时，
SCL：IIC时钟线
SDA：IIC数据线
SW：输出PWM波形
SYS：输出3.5V电压给MCU供电。
BAT：接电池的正极。
QON：低电平有效，BAT和QON之间接一个按键。是按下按键，QON接地，使能电池BAT给MCU供电？？
TS：温度检测管脚，过温保护。

二、寄存器操作：
IIC Address: 6BH. REG00-07寄存器可读可写、 REG08-0A只可读。
写寄存器值时，IIC Address为：D6H
读寄存器值时，IIC Address为：D7H

I2C地址的问题：
最低位方向位0表示写，1表示读
1101011(address 0x6B)+0(direction)=11010110(B)，即D6(H) 写寄存器
1101011(address 0x6B)+1(direction)=11010111(B)，即D7(H) 读寄存器

寄存器0：输入电压和输入电流最大值设置。
寄存器1：寄存器复位、看门狗功能、OTG模式使能、CHG充电模式使能。
寄存器2：充电电流设置。
寄存器3：预充电电流和充电完成电流设置
寄存器4：充电电压设置
寄存器5：充电最长时间设置、看门狗时间设置
寄存器6：升压电压设置、过温阈值设置
寄存器7：D+/D-检测使能、电池错误和充电错误产生中断使能。
寄存器8：状态标志位(只读)
寄存器9：错误标志位(只读)。
寄存器10(A)：芯片型号获取(只读)
过于具体的可以看数据(我理解的可能也有误，或者过于浅显)。

三、IIC驱动代码(还没验证过)
正点原子的IIC驱动。
只填了两个新函数：

u8 BQ24295_Write_Reg(u8 reg,u16 val);//写BQ24295寄存器
u8 BQ24295_Read_Reg(u8 reg);//读BQ24295寄存器

//IIC初始化
void IIC_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();   //使能GPIOH时钟//PH4,5初始化设置GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;     //快速HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);IIC_SDA(1);IIC_SCL(1);
}//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_SDA(1);       IIC_SCL(1);delay_us(4);IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL(0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL(0);IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL(1); delay_us(4);           IIC_SDA(1);//发送I2C总线结束信号
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  IIC_SDA(1);delay_us(1);    IIC_SCL(1);delay_us(1);   while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL(0);//时钟输出0       return 0;
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL(0);SDA_OUT();IIC_SDA(0);delay_us(2);IIC_SCL(1);delay_us(2);IIC_SCL(0);
}
//不产生ACK应答
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL(0);SDA_OUT();IIC_SDA(1);delay_us(2);IIC_SCL(1);delay_us(2);IIC_SCL(0);
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT();         IIC_SCL(0);//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA((txd&0x80)>>7);txd<<=1;      delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL(1);delay_us(2); IIC_SCL(0);    delay_us(2);}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL(0); delay_us(2);IIC_SCL(1);receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;   delay_us(1); }                   if (!ack)IIC_NAck();//发送nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}u8 BQ24295_ADDR=0X6B;  u8 BQ24295_Write_Reg(u8 reg,u16 val)
{ IIC_Start(); //BQ24295芯片的IIC地址：0X6B=110 1011//只有[6:0]7位地址为地址位//方向位为最低位，读数据时最低位为0，写数据时最低位为1.//110 1011(address) + 0(direction)=1101 0110向芯片写数据IIC_Send_Byte((BQ24295_ADDR<<1)&0XFE);                           //发送器件地址+写命令  if(IIC_Wait_Ack())return 1;                                   //等待应答(成功?/失败?) IIC_Send_Byte(reg);                                           //写寄存器地址if(IIC_Wait_Ack())return 2;                                   //等待应答(成功?/失败?) IIC_Send_Byte(val&0XFF);                                      //发送数据if(IIC_Wait_Ack())return 3;                                   //等待应答(成功?/失败?) IIC_Stop();return 0;
}                                                                       //已按照芯片标准重写后的数据写入协议u8 BQ24295_Read_Reg(u8 reg)
{ u8 temp=0;IIC_Start(); //110 1011(address) + 1(direction)=1101 0111向芯片读数据  IIC_Send_Byte((BQ24295_ADDR<<1)|0x01);                           //发送器件地址+读命令     if(IIC_Wait_Ack())return 254;                                   //等待应答(成功?/失败?) IIC_Send_Byte(reg);                                           //写寄存器地址if(IIC_Wait_Ack())return 253;                                   //等待应答(成功?/失败?) IIC_Start(); IIC_Send_Byte((BQ24295_ADDR<<1)|1);                           //发送器件地址+写命令   if(IIC_Wait_Ack())return 252;                                   //等待应答(成功?/失败?)     temp=IIC_Read_Byte(0);IIC_Stop();return temp;
}

四、BQ24295应用代码
初始化参数设置


//1、IIC管脚初始化  battery_IIC_Init(void);
//2、CE管脚拉低使能充电Battery_Shutdown_key_init();
//3、关闭看门狗battery_Set_WatchdogTimer(0);
//4、设置快速充电电流(看电池数据手册) battery_Set_Fast_Charge_Current(1024);//1024mA
//5、设置快速充电电压(看电池数据手册) battery_Set_Fast_Charge_Voltage(4208);//4208mV  电池电压低于该值才会充电？
//6、设置预充电电流限制值   battery_Set_Pre_Charge_Current(1);//预充电的电流限制值：256mA
//7、设置充电输入电压限制值4.76V  110  REG00[6:3]  battery_Set_Input_Voltage(4760);//输入电压限制值:4760mV
//8、设置充电输入电流限制值2A  1011 REG00[2:0]   battery_Set_Input_Current(6);//输入电流限制值:2A
//9、设置SYS系统输出电压最小值，battery_Set_SYS_Voltage(5);//SYS系统输出电压最小值:3.5V   也就是器件的整个电路的供电  REG01[3:1] 系统SYS(管脚15、16)输出电压3.5V
//10、设置充电时间  battery_Set_Fast_Charge_Timer(0);//充电5小时
//11、设置OTG模式 battery_Set_OTG(0);//关闭OTG模式
//12、设置升压值。开启OTG模式下才有用  battery_Set_Boost_Voltage(0X80);

寄存器功能函数：


//获取BQ24295芯片型号
//看数据手册是REG0A[7:5]位
//读取到的值为110时，就是BQ24295芯片
//调用:battery_Get_Part_Number();//获取芯片型号
//返回值：1-成功 0-失败
u8 battery_Get_Part_Number()
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x0A);//读取寄存器A(REG0A)的值regvalue=((regvalue>>5)&0x07);//111   取[7:5]高3位的值if(0x06==regvalue) //110 型号正确{//printf("%s","BQ24295");return 1;}else{//printf("%s","false");return 0;}
}//设置看门狗时间来复位BQ24295芯片为默认模式
//看数据手册是REG05[5:4]位
//参数value:00(0) – Disable timer, 01(1) – 40 s, 10(2) –80 s, 11(3) – 160 s
//返回值：无
//调用:battery_Set_WatchdogTimer(0);//关闭看门狗
void battery_Set_WatchdogTimer(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x05);//读取寄存器5(REG05)的值regvalue&=0xCF;//1100 1111  清除[5:4]位regvalue|=(value&0x03)<<4;//11=0x03 设置[5:4]2位 battery_Write_Reg(0x05,regvalue);//写寄存器5(REG05)的值
}//设置预充电的电流限制值。
//看数据手册是REG03[7:4]高四位
//参数value:128 mA – 2048 mA (0000 –1111)   Default: 256 mA 0x01(0b0001)
//返回值：无
//调用:battery_Set_Pre_Charge_Current(1);//预充电的电流限制值：256mA
void battery_Set_Pre_Charge_Current(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x03);//读取寄存器3(REG03)的值regvalue&=0x0F;//0000 1111  清除[7:4]高四位  regvalue|=((value&0x0F)<<4);//1111 =0xF  设置[7:4]高4位battery_Write_Reg(0x03,regvalue);//写寄存器3(REG03)的值
}//设置快速充电的时间。
//看数据手册是REG05[2:1]
//参数value: 0 - 5 hrs, 1 - 8 hrs, 2 - 12 hrs, 3 - 20 hrs. Default: 2-12 Hrs
//返回值：无
//调用: battery_Set_Fast_Charge_Timer(0);//充电5小时
void battery_Set_Fast_Charge_Timer(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x05);//读取寄存器5(REG05)的值regvalue&=0xF9;//1111 1001  清除[2:1] regvalue|=((value&0x03)<<2);//11=0x3  设置[2:1]2位battery_Write_Reg(0x05,regvalue);//写寄存器5(REG05)的值
}//设置升压电压值
//看数据手册是REG06[7:4]高四位
//参数value: Range: 4.55 V – 5.51 V  64mV 128mV 256mV 512mV  Offset is 4.55V.  Default:5.126 V (1001) Set：5.12V 0X80(1000)
//返回值：无
//调用: battery_Set_Boost_Voltage(0X80);//升压电压：5.12V
void battery_Set_Boost_Voltage(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x06);//读取寄存器6(REG06)的值regvalue&=0x0F;//0000 1111  清除[7:4] regvalue|=((value&0x0F)<<4);//1111=0xF  设置[7:4]4位battery_Write_Reg(0x06,regvalue);//写寄存器6(REG06)的值
}//设置OTG模式
//看数据手册是REG01[5]第5位
//参数value: 0-disable 1-enable  default:1-enable  Set=0-disable
//返回值：无
//调用: battery_Set_OTG(0);
void battery_Set_OTG(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x01);//读取寄存器1(REG01)的值regvalue&=0xDF;//1101 1111  清除[5]第五位 regvalue|=((value&0x01)<<5);//1=0x01  设置[5]1位battery_Write_Reg(0x01,regvalue);//写寄存器1(REG01)的值
}//设置充电电压值  重点
//看数据手册是REG04[7:2]高6位
//参数vol:单位是mV  比如4200mV的充电电压
//返回值：无   Default: 4.208V, Range: 3.504V - 4.400V
//调用: battery_Set_Fast_Charge_Voltage(4208);
void battery_Set_Fast_Charge_Voltage(u16 vol)
{u8 temp_vol=0;u8 regvalue;//4208mV对应二进制数101100   (4208-3502)/16=101100temp_vol=((limit(vol,3504,4400)-3504)/16);//需要设置电压对应的寄存器值regvalue=battery_Read_Reg(0x04);//读取寄存器4(REG04)的值regvalue&=0x03;//0000 0011  清除[7:2]高6位 regvalue|=((temp_vol&0x3F)<<2);//1111 11  设置[7:2]6位battery_Write_Reg(0x04,regvalue);//写寄存器4(REG04)的值
}//设置快速充电时的电流限制值(也是充电电流值)。重点配置
//看数据手册是REG02[7:2]高6位
//参数value:512 – 3008 mA (000000 –100111)   Default: 1024mA 0x08(001000)
//返回值：无
//调用:battery_Set_Fast_Charge_Current(1024);//快速充电时的电流限制值：1024mA
void battery_Set_Fast_Charge_Current(u16 value)
{u8 temp_cur=0;u8 regvalue;//1024mV对应二进制数001000   (1024-512)/64=001000temp_cur=((limit(value,512,3008)-512)/64);//需要设置电流对应的寄存器值regvalue=battery_Read_Reg(0x02);//读取寄存器2(REG02)的值regvalue&=0x03;//0000 0011  清除[7:2]高6位regvalue|=((temp_cur&0x3F)<<2);//111111=0x3F  设置[7:2]高6位battery_Write_Reg(0x02,regvalue);//写寄存器2(REG02)的值
}设置充电输入电压限制值 4.76 (也充电电流最大值，大于这个值就会保护)110  REG00[6:3]
//看数据手册是 REG00[6:3]
//参数value:3.88 V – 5.08 V (0000 –1111)  Offset Default: 4.76V 0x0B(1011)
//返回值：无
//调用:battery_Set_Input_Voltage(4760);//输入电压限制值:4760mV
void battery_Set_Input_Voltage(u16 value)
{u8 temp_cur=0;u8 regvalue;//4760mV对应二进制数1011   (4760-3880)/80=temp_cur=((limit(value,3880,5008)-3880)/80);//需要设置电流对应的寄存器值regvalue=battery_Read_Reg(0x00);//读取寄存器0(REG00)的值regvalue&=0x03;//1000 0111  清除[6:3]四位regvalue|=((temp_cur&0x0F)<<4);//1111=0x0F  设置[6:3]四位battery_Write_Reg(0x00,regvalue);//写寄存器0(REG00)的值
}//设置充电输入电流限制值2A  1011 REG00[2:0]
//看数据手册是 REG00[2:0]
//参数value:0-100mA  1-150mA 2-500mA 3-900mA
//          4-1A     5-1.5A  6-2A    7-3A
//返回值：无
//调用:battery_Set_Input_Current(6);//输入电流限制值:2A
void battery_Set_Input_Current(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x00);//读取寄存器0(REG00)的值regvalue&=0xF8;//1111 1000  清除[2:0]3位regvalue|=((value&0x07)<<0);//111=0x07  设置[2:0]3位battery_Write_Reg(0x00,regvalue);//写寄存器0(REG00)的值
}//设置SYS系统输出电压最小值，也就是器件的整个电路的供电  REG01[3:1] 系统SYS(管脚15、16)输出电压3.5V
//看数据手册是 REG01[3:1]
//参数value:  Bit3~Bit1  0.4V 0.2V 0.1V  Offset:3.0V  Range:3.0V~3.7V Defalut: 3.5V  (101)=0X05
//返回值：无
//调用:battery_Set_SYS_Voltage(5);//SYS系统输出电压最小值:3.5V
void battery_Set_SYS_Voltage(u8 value)
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x01);//读取寄存器1(REG01)的值regvalue&=0xF1;//1111 0001  清除[3:1]3位regvalue|=((value&0x07)<<1);//111=0x07  设置[3:1]3位battery_Write_Reg(0x01,regvalue);//写寄存器1(REG01)的值
}//限制值在指定的范围
u16 limit(u16 val,u16 min,u16 max)
{if(val<min)return min;if(val>max)return max;return val;
}//读取寄存器8的值,状态值，只读寄存器 看数据手册P36页分析每个位的作用
void battery_Get_Reg8()
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x08);//读取寄存器8(REG08)的值printf("REG08=%x",regvalue);
}//读取寄存器9的值,状态值，只读寄存器 看数据手册P37页分析每个位的作用
void battery_Get_Reg9()
{u8 regvalue;regvalue=battery_Read_Reg(0x09);//读取寄存器9(REG09)的值printf("REG09=%x",regvalue);
}

学习链接：
https://www.ti2k.com/112599.html 硬件原理分析
https://www.ti2k.com/tag/bq24195/page/2 TI问题贴
https://daumemo.com/diy-signal-generator-battery-charging-circuit-with-bq24295-part-6/ GitHub上的硬件设计步骤原理分析
https://www.freesion.com/article/80311003089/
https://www.eefocus.com/analog-power/416673
http://www.eissass.com/power-art/80039465
https://github.com/electricimp/BQ24295/tree/master/examples
https://e2echina.ti.com/support/power-management/f/power-management-forum/112806/bq24295-ts
https://e2echina.ti.com/support/power-management/f/power-management-forum/65768/bq24295

五、总结
一步一步慢慢来就行了，慢就是快，急不得。
没认证过代码(狗头~~)。

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