嵌入式软件解决ADC电量显示问题经验分享

[导读]现在基本上每周末都要去上国硕的课提升自己的非技术技能，同时也希望两年后顺利拿到硕士学位，完成我人生第一阶段的目标；所以最近一段时间个人基本上忙得不可开支，既需要完成老师布置的课题，也需要完成课程总结等等。

现在基本上每周末都要去上国硕的课提升自己的非技术技能，同时也希望两年后顺利拿到硕士学位，完成我人生第一阶段的目标；所以最近一段时间个人基本上忙得不可开支，既需要完成老师布置的课题，也需要完成课程总结等等：

我也是个非常爱做笔记的人，所以我每次听完课都会肝一张思维导图，以作为课程的总结复习提纲，同时我也是个喜欢分享的人，每次肝完笔记都会第一时间分享给我的同学；我的同学也都是社会上的中流砥柱，基本上90%以上都是boss，不过说实话圈子是真的小，竟然还有前ST(意法半导体)的市场总监，能认识如此优秀的同学实属非常荣幸！跟着优秀的人一起慢慢也会变得优秀；后续我也会将我学习技术的思维导图分享给大家。

好了，话说再怎么忙，文章还是要更的，今天就来解决开源群里一位小伙伴的问题，我和这位小伙伴的聊天记录如下：

正好最近在工作中也遇到了这样的问题，但我的问题可能会比这位小伙伴更严重一些，但一样可以采用相同的方式来解决。

1、我自己遇到的问题

这个项目我上的是TencentOS tiny物联网操作系统，由于需要实时更新产品的一些状态，比如传感器、时间、电量、信号等等，更新这些我统一都放在一个任务里执行：

/*状态栏任务显示处理*/
void StartStatus_Bar_Task(void *argument);

我是如何完成这些状态的更新呢？采用状态机的模式，以下为伪代码：

void StartStatus_Bar_Task(void *argument)
{
    static uint8_t status = 0;
    while(1)
    {
        switch(status)
        {
          //更新时间
          case 0:
            //业务逻辑开始
            //....
            //业务逻辑结束
            //状态切换
            status = 1 ;  
            break ;
          //更新传感器状态
          case 1:
            //业务逻辑开始
            //....
            //业务逻辑结束
            //状态切换
            status = 2 ;
            break ;
          //更新电量
          case 2:
            //业务逻辑开始
            Update_Battery();
            //业务逻辑结束
            //状态切换
            status = 0 ;
            break ;
          default:
            break ;
        }
    
    }
    tos_sleep_ms(300);
}

那么这样做有什么好处呢？这样子就可以完成各个状态的间隔刷新了，个人经验使用感觉效率会高一些，当然如果你使用的MCU的主频够快，想一次性更新那也没问题。

好，这么做思路是对的，后面也配合硬件的充电模块完成了一些其它的逻辑：

当插入充电器时，电池未充满电，显示充电红色图标
当插入充电器时，电池充满电，显示充电绿色图标
当没有插入充电器时，读取AD值，根据当前的AD值计算电压，然后分级显示

按照逻辑，我编写以下代码：

//更新电池
void Update_Battery(void)
{
    int level = 0;
    double Vol_value = 0.0;
    level = Get_Battery();
    Vol_value = level * 3.3 / 4096 ;

    //当前正在充电
    if(GPIO_PIN_RESET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port, CHARG_0_Pin))
        Display_Battery_Level(4);

    //当前电已充满
    if(GPIO_PIN_RESET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port, CHARG_1_Pin))
        Display_Battery_Level(5);

    //没插充电器
    if(GPIO_PIN_SET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port, CHARG_1_Pin)
            && GPIO_PIN_SET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port, CHARG_0_Pin))
    {
            if(Vol_value > 0.90)
                Display_Battery_Level(3);
            else if(Vol_value > 0.87 && Vol_value <= 0.90)
                Display_Battery_Level(2);
            else if(Vol_value > 0.84 && Vol_value <= 0.87)
                Display_Battery_Level(1);
            else
                Display_Battery_Level(0);
    }
}

思路是对的，看上去也完全没有问题；但是实际操作过程中问题就来了，当电压值计算到了临界点，假设在没插充电器时，电量其实一直在消耗中，电压计算在0.87边界范围左右跳动，这样出现问题的现象就和刚刚聊天那位小伙伴描述的现象基本一致了：

后来根据我个人分析问题的经验，电池格数跳动它不是一个一直在发生的事件，它可能是几秒钟跳一次，隔几秒钟再跳一次，等到电压降下来了，就又不跳了，又保持在一个稳定的状态，所谓的这种跳动的状态，只有可能发生在格数临界点的地方。

2、解决方案

适当给显示电量的地方延时，不要频繁的更新电池电量的显示；以上面状态栏任务的更新频率是每300ms的频率更新每个显示状态，其它的可以保持不变，但是电量这块可以做一下处理，我们把代码稍微改一下：

//更新电池
void Update_Battery(void)
{
    int level = 0;
    double Vol_value = 0.0;
    /*延时计数器*/
    static uint8_t count_delay = 0 ;
    /*拔插充电器时候实时更新当前电量状态*/
    static uint8_t update_flag = 0 ;
    level = Get_Battery();
    Vol_value = level * 3.3 / 4096 ;

    //当前正在充电
    if(GPIO_PIN_RESET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port, CHARG_0_Pin))
    {
        /*解锁刷新标志，当拔掉充电器时候需要更新一次电量显示*/
        update_flag = 0 ;
        Display_Battery_Level(4);
    }

    //当前电已充满
    if(GPIO_PIN_RESET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port, CHARG_1_Pin))
    {
        /*解锁刷新标志，当拔掉充电器时候需要更新一次电量显示*/
        update_flag = 0 ;
        Display_Battery_Level(5);
    }

    //没插充电器
    if(GPIO_PIN_SET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_1_GPIO_Port, CHARG_1_Pin)
            && GPIO_PIN_SET == HAL_GPIO_ReadPin(CHARG_0_GPIO_Port, CHARG_0_Pin))
    {
        /*当更新标志解锁时，更新一次电量显示*/
        if(update_flag == 0)
        {
            if(Vol_value > 0.90)
                Display_Battery_Level(3);
            else if(Vol_value > 0.87 && Vol_value <= 0.90)
                Display_Battery_Level(2);
            else if(Vol_value > 0.84 && Vol_value <= 0.87)
                Display_Battery_Level(1);
            else
                Display_Battery_Level(0);
            /*更新完毕后上锁，直到下一次插入充电器的时候再解锁*/
            update_flag = 1 ;
        }

        /*持续计数，一次是300ms，那么计数60次就是18s，也就是18s才更新一次电量*/
        ++count_delay;
        if(count_delay >= 60)
        {
            count_delay = 0 ;

            if(Vol_value > 0.90)
                Display_Battery_Level(3);
            else if(Vol_value > 0.87 && Vol_value <= 0.90)
                Display_Battery_Level(2);
            else if(Vol_value > 0.84 && Vol_value <= 0.87)
                Display_Battery_Level(1);
            else if(Vol_value > 0.80 && Vol_value <= 0.84)
                Display_Battery_Level(0);
        }
    }
}

在这里，代码主要解决了两个问题：

当拔插充电器时，需要完成状态切换，并更新一次电量显示
在没有插充电器时，每18s完成一次电量更新

我改完以后再去测试的时候就不会再有电池格数频繁跳动的问题了，当然项目里还有其它的一些业务问题，比如处理休眠唤醒时，状态栏的更新问题，所有的处理方式也是类似的；如果有些还是会有明显跳动现象的话，我们可以考虑把计数时间继续拉长，比如1分钟就只更新一次电量；这样也是合理的。

这里透露一些产品研发上的潜规则，比如我要让客户感觉这个设备的续航时间够长，其实我可以在电池分级分少一些，不要分那么多状态，只有满电、低电、充电、充满四种状态，这样从用户的使用角度上来说，只要客户看着产品的电量指示有电，那么它就是有电，这也是一种研发产品上的商务手段，我们简称这种手段叫投机取巧；当然作为一个刚直的技术人员，我其实是非常反对这种为了迎合资本市场而去做的这种不道德的行为！这是需要被公众所谴责的；希望我们技术人员都要有一颗不投机取巧的心，努力把产品做好！