电子装置与所连的电池间通信的方法和装置的制作方法
专利名称：电子装置与所连的电池间通信的方法和装置的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及在互相连接的电子装置和电池之间进行的信息交换，具体地说，涉及电子装置对连接的电池的识别和通信。
相关技术蜂窝电话技术的发展也同样促进了电池和电池组领域的发展，特别是促进了电池和电子装置，例如蜂窝电话，之间的通信方法的发展。蜂窝电话必须使用电池才能够提供移动能力。对于蜂窝电话用户来说电池是至关重要的，因为是电池使得他们能够自由移动而不需要跟静止的电源连接。
这样，为了充分发挥蜂窝电话的作用，用户使连接的电池达到最佳性能非常重要。这可以通过正确地对电池进行充电并且总是能够了解电池的准确充电状态来做到。这样就使用户能够知道电话还有多长的待机时间。这种信息使得用户能够判断电池中的电量是否足以满足他们的需求，或者这个电池是否应该充电。
电池和电池组技术的发展为用户提供了各种各样的电池，可以将它们用于电子装置，比方说蜂窝电话。用户可以用使用所谓的“哑”低端电池，它只给电子装置提供电力，而不提供任何其它信息。这些电池不能跟其它装置进行通信。这些电池价格相对较低，使用起来非常简单。所谓的“智能”电池为用户的电子装置提供电力，同时在电池和连接的电子装置之间提供数据传输能力。“超级智能”电池能够告诉连接的电子装置电池的当前状态，并且在内部计算这一信息，而不需要连接的电子装置给出任何额外的输入。“智能”电池能够跟连接的电子装置进行通信，其中包括寄存器，用于储存电池的容量信息。
蜂窝电话应该能够使用“超级智能”、“智能“和“哑”电池，以便充分利用所有技术。但是，目前在电池和电子装置之间没有任何类型的接口使得电子装置能够识别跟电子装置连接的电池的类型，进而在连接的电池被识别成“智能”电池的时候，能够在电池和电子装置之间进行通信。此外，对于“哑”电池，需要为电子装置的用户提供信息，在电池的当前电量基础之上告诉用户目前还剩下多少电力和待机时间。
人们已经开发了跟个人计算机一起使用的电池通信系统。这些电池通信系统尽管用于个人计算机操作环境的时候非常满意，但是用于较小、较便宜的电子装置，比方说蜂窝电话，的时候却显得过于复杂和昂贵。此外，这些系统不能使用“哑”电池。这样，需要一种系统来克服这些局限性。
发明简述本发明利用一种装置，通过一个接口支持在电池和电子装置之间进行电阻键控和通信，能够解决上述问题和其它问题。本发明的这一装置能够在电子装置的处理器和电池或者电池组之间形成一个连接。电子装置内部的电路使得电子装置能够判断它连接的是哪一种电池。这个电路包括开关和电阻或者电流源，它们能够跟处理器一起确定单针(single pin)接口和接地针(ground pin)之间电阻或者电容确切的电阻或者电容值。这个电阻或者电容值对应于一种电池类型。
一旦确定了电池的类型，如果电子装置连接的是一个“智能”电池，电子装置的处理器就能够通过包括一个收发器和一对数据寄存器的一个通信接口跟电池进行通信。要发送给电池的数据被写入输出数据寄存器，然后由收发器通过一个单针接口发送给电池的通信电路。从电池组的通信电路回来的数据由收发器收到，并且暂时储存在一个输入数据寄存器中。这些信息保存在输入数据寄存器中，直到被处理器读走。
如果发现电池是一个“哑”电池(也就是不能跟电子装置进行数据通信)，那么这个电池还可以包括第一个和第二个存储器存储区域。第一个存贮器存贮区域包括一个数字，代表电池的总容量。第二个存储器储存一个数字，代表电池的当前容量。电池跟电子装置连接的时候，电子装置根据电池的使用或者充电情况改变第二个存储器中的数字。利用存储器存储区中的数字信息，电子装置中的处理器能够确定电池的电量。例如，这个系统可以判断这个电池是只有一半的电量还是充满了电或者只有四分之一的电量，跟燃料表为汽车驾驶员提供信息的方式完全一样。
附图简述为了更加完整地了解本发明，请参考以下详细描述和附图，其中
图1是说明电池和电子装置之间接口的一个框图；图2A说明一个“哑”电池，包括一个电池识别电阻；图2B画出了一个“智能”电池；图3是说明识别电池类型的装置和跟“智能”电池进行通信的一个框图；图4A和4B说明识别跟电子装置连接的电池的类型的电路的各种发明简述现在参考附图，特别是图1，其中画出了电子装置10跟电池或者电池组15之间的一个接口。为了进行讨论，将电子装置10看成一个蜂窝电话。但是，应当认识到可以使用任意电子装置，这种电子装置跟电池或者电池组15采用相似的接口，而不会偏离本发明的实质。电池15将包括所谓的“智能”电池或者“哑”电池。
蜂窝电话10和电池15之间的物理接口20包括一个三针连接。针Bbat25和针GND构成蜂窝电话10和电池15之间的电源连接。第三根针Bcom35在蜂窝电话10和电池15之间通过一个单针接口进行串行通信。蜂窝电话10和电池15之间的通信接口通过针Bcom35采用半双工串行通信方式。在一个优选实施方案中，这一通信是异步的，有两个开始位，8个数据位和1个停止位。比特率不会超过1200波特，并且采用RS 232通信。当然应当认识到在蜂窝电话10和电池15之间可以采用其它类型的通信协议和数据格式以及数据速率来传输数据。
现在参考图2A和2B，其中分别画出了一个“哑”电池和一个“智能”电池。图2A画出了一个低成本的“哑”电池，在电池组中不包括任何额外的逻辑或者电路，使得蜂窝电话10和电池15之间能够进行通信。“哑”电池在Bcom35和GND针30之间有一个电池识别电阻(BIR)。BIR电阻40的值只跟电池的类型有关。通过这种方式，测量Bcom35和GND 30之间的电阻，蜂窝电话10就能够很容易地区分不同类型的电池。
现在参考图2B，其中画出了一个高端或者“智能”电池15，它能够跟蜂窝电话10通信。从电池15传递给蜂窝电话10的信息可以包括电池类型、电池容量、当前电池状态/容量、负载循环数、制造商或者制造日期。“智能”电池15常常包括一个处理器50和某种收发器45，比方说通用异步接收器发送器(UART)。除了处理器50以外，还可以使用一种硬线逻辑电路。
收发器45能够通过Bcom针35跟电池交换信号。另外，可以在电池15和蜂窝电话10之间进行某种鉴别。例如，蜂窝电话10可以向电池15发送一个8位字，电池用一个16位字答复。在一个优选实施方案中，处理器50和收发器45能够在电池15和蜂窝电话10之间进行半双工串行通信。但是，应当认识到，也可以采用全双工或者各种其它通信格式。
现在参考图3，其中给出了本发明的一个实施方案。这个系统包括一个蜂窝电话10，它跟电池15对接，如上所述，电池15是一个“智能”电池或者一个“哑”电池。蜂窝电话10和电池15用三针接口20连接，它包括Vbat针25、Bcom针35和GND针30。
蜂窝电话10包括一个处理器60和一个电池接口65。检测到“智能”电池的时候，处理器60跟电池15进行串行通信。电池接口65包括一个电池识别电路70、一个收发器75(最好是通用异步接收器发送器(UART))以及一个发送数据寄存器80(DataToBat)和接收器寄存器85(DataFromBat)。数据寄存器80和85也可以合并成单独一个寄存器。在一个优选实施方案中，电池接口65用单独一片专用集成电路(ASIC)实现。专用集成电路被设计成处理电池电压信息，并且包括能够从蜂窝电话10进行外部访问的针。
电池识别电路70包括确定跟蜂窝电话10连接的电池15的类型的装置。这是通过识别电池识别电阻40(图2A)或者电池15中的通信电路来做到的。或者，电池识别电阻可以包括一个电容器或者电容器跟电阻器的组合。现在参考图4A和4B，其中画出了电池识别电路70的两个不同实施方案。在第一个实施方案中，电池识别电路70包括一个电阻器90，通过一对开关95能够有选择地连接在Vbat针25和Bcom针35之间。为了计算BIR 40的值，测量电阻90上的电压降。然后可以按照以下公式计算电池识别电阻40的电阻值BIR＝Vcom/(Vbat-Vcom)Rint电阻90只要有足够的精度保证所需要的测量即可。但是如果用一次额外的测量来消除误差，并且采用软件，也可以使用具有很大离散性的电阻90。
在图2B所示的第二个实施方案中，电池识别电路70包括一个电流发生器100，用开关105有选择地连接在Vbat针25和Bcom针之间。在一个优选实施方案中，电流发生器100将产生1毫安的电流通过电池识别电阻40。然后利用通过电池识别电阻40的已知电流和Bcom针35上的电压，可以按照以下公式计算出BIR电阻40的电阻值BIR＝Vcom/Isource如果电池15被识别为能够跟蜂窝电话进行通信的“智能”电池，就使用收发器75以及发送和接收器数据寄存器80、85。一旦建立起“智能”电池连接，处理器60就将数据写入电池接口65中的发送(DataToBat)寄存器80。收发器75被设置成输出模式，寄存器80中的数据以串行方式通过Bcom35发送给电池15中的通信电路(没有画出)。收到的数据通过Bcom针35从电池15传递给蜂窝电话10，收发器75收到以后就将它储存在接收器数据(DataFromBat)寄存器85中。接口65向处理器60发出一个中断请求，处理器从寄存器85读出数据。
现在参考图5，其中画出了一个流程图，描述蜂窝电话10和电池15之间的数据流。在步骤110中蜂窝电话10开机或者跟电池15连接起来的时候，在步骤115测量电池识别电阻40的电阻值。蜂窝电话10也可以在测量电池识别电阻之前尝试跟电池15进行通信。然后在步骤120中在电阻值的基础之上判断跟蜂窝电话10连接的是一个“智能”电池还是一个“哑”电池15，如果这个电池被识别成“哑”电池，就在步骤125中在BIR 40的基础之上将它确定为“哑”电池。
如果BIR 40具有非常高的电阻值(或者特定的电阻值)，就认为跟蜂窝电话10连接的是一个“智能”电池，可以跟它进行串行通信。蜂窝电话10的处理器60会随后在步骤130中将数据写入电池接口的65的DataToBat寄存器80。然后在步骤135中将收发器75设置成输出模式，从而可以在步骤140中将DataToBat寄存器80中的数据发送给电池15。蜂窝电话10在步骤145中等待对这一数据的应答。一旦收发器75在步骤150中收到应答，就在步骤155中将收到的数据储存在DataFromBat寄存器85中。向处理器160发出一个中断请求，告诉它DataFromBat 85中有数据。处理器60也可以周期性地查询DataFromBat寄存器85，以确定它是否包括数据。在步骤165中，处理器60从DataFromBat寄存器85读取信息。
现在参考图6，其中画出了在蜂窝电话10和电池15之间进行通信的另外一种方法。电池15是一个“哑”电池，包括第一个和第二个存储器170和175。第一个存储器170有一个总容量存储器，其中包括代表电池15满容量的一个数字。例如，能够提供500 mAh的电池15用代码20表示。第二个存储器175有一个当前容量存储器，用于储存代表电池15当前容量的一个数字。充满电的电池15在总容量存储器170和当前容量存储器175都具有相同的数字。这样，按照前一个实例，充满电的时候，两个存储器中都将储存数字20。
使用或者进行充电的电子装置10，比方说蜂窝电话或者电池充电器，用一个处理器60监视电池15输出的电流。从电池15输出电流或者给电池15提供电流的时候，无论什么时候使用了或者提供了给定量的电流，都要更新当前容量存储器175。例如，如果20代表电池的满容量，那么当电话使用了25mAh电流的时候，当前容量就减去一个单位。对于电子装置，比方说电池充电器，每次将25mAh的能量充入电池的时候，这个数字都要增加一个单位。应该在所有类型的电池和充电器中使用同样的充电单位，以便正确地发挥这一功能。
现在参考图7，它说明了处理器60控制第一个和第二个存储器170和175中储存的数字并且确定电池当前容量的方式。处理器在步骤180中监视电池15输出的电流。在步骤185中判断电池15是否输出了一个单位的电流，或者增加了一个单位的电流。如果没有，就返回步骤180，继续监视电流。
当电池15输出了一定量的电流或者增加了一定量电流的时候，就将这一信息发送给当前容量存储器175，更新电池的当前容量存储器，然后返回步骤1080。通过这种方式，“智能”电池可以提供足够的信息给蜂窝电话或者电池充电器，说明它的充电状态，而不需要测量电流。这一更新也可以按照选定的时间间隔来进行。
这样一来就能够为蜂窝电话10提供电池15精确的容量状态信息。处理器60可以访问存储器170和175，以确定电池15的当前充电程度。这个系统实现起来非常简单也不贵，并且电池15也不需要任何智能或者测量功能。
虽然在附图和前面的讨论中说明了本发明的方法和装置优选实施方案，但是显然本发明并不局限于这里公开的实施方案，而是能够有各种重新安排、修改和替换，而不会偏离下面的权利要求给出的本发明的实质。
权利要求
1.一种支持电池识别和通过电池跟电子装置之间的接口进行通信的装置，包括电子装置内能够跟电池进行通信的第一电路；识别跟这个电子装置连接的电池的类型的装置；和能够在第一电路和电池内的通信电路之间进行通信的装置。
2.权利要求1的装置，其中第一电路和通信电路之间的通信包括串行通信。
3.权利要求2的装置，其中的串行通信包括半双工异步通信。
4.权利要求2的装置，其中的通信装置包括在电子装置和电池的通信电路之间发送和接收串行通信信号的收发器；保存数据供收发器发送的第一装置；和保存收发器收到的数据的第二装置。
5.权利要求4的装置，其中的收发器包括通用异步发送器接收器。
6.权利要求4的装置，其中的第一和第二保存装置包括数据寄存器。
7.权利要求1的装置，其中处理器和电池通信电路之间的比特率不大于1200波特。
8.权利要求1的装置，其中的确定装置包括确定电池内电阻或者电容以及说明电池类型的电阻中间的至少一个的装置。
9.权利要求8的装置，其中的确定装置包括连接在电子装置内的一个电阻；和处理器根据电子装置内连接的电阻的电阻值，以及这个电阻上的电压降，用于计算电池组中电阻的装置。
10.权利要求8的装置，其中的确定装置包括连接在电子装置内的电容器；和处理器内的装置，用于根据连接在电子装置内的电阻的电容和这个电容上的电压降计算电池组的容量。
11.权利要求8的装置，其中的确定装置包括电子装置内用于产生电流的一个电流源；和处理器内的装置，用于根据电流源提供的电流和通信接口上的电压计算电池的电阻。
12.权利要求1的装置，其中的电池包括用于储存代表电池组总容量的数字的第一个存储器；和用于储存代表电池当前容量的数字的第二个存储器，从而使电子装置的装置能够用第一个和第二个存储器的内容计算电池的当前电量。
13.能够通过电池和电子装置之间的接口进行电池识别和串行通信的一种方法，包括在电池和电子装置之间连接起来以后，测量电池内通信针和接地针之间的阻抗；和判断这个电池是否具有通信能力，并且在测量出来的阻抗的基础之上确定电池的类型。
14.权利要求13的方法，还包括在确定了电池具有通信能力的时候在电子装置和电池之间进行通信的步骤。
15.权利要求14的方法，其中进行通信的步骤还包括以下步骤将要发送给电池的数据存入第一个数据寄存器；通过通信针将第一个数据寄存器内的数据发送给电池；通过通信针接收来自电池的数据；将来自电池的数据存入第二个数据寄存器；和读取第二个数据寄存器内收到的数据。
16.权利要求13的方法，其中的测量步骤还包括以下步骤有选择地切换系统电压和通信针之间的电阻；根据系统电压和单个通信针之间的电阻，通信针和系统电压之间的电压，确定阻抗。
17.权利要求13的方法，其中的测量步骤还包括以下步骤在系统电压和通信针之间有选择地切换电流源；根据电流源提供的电流和通信针上的电压确定阻抗。
18.一种电池，包括给连接的电子装置提供电源的装置；储存代表电池总容量的数字的第一个存储器；和储存代表电池当前容量的数字的第二个存储器，其中连接上电子装置的时候，电池的当前电量可以从第一个和第二个存储器的内容确定。
19.权利要求18的电池，其中代表电池总容量的数字表示选定个数的电量单位。
20.权利要求19的电池，其中代表当前容量的数字包括不超过代表充满电的总电量的个数的电量。
21.权利要求20的电池，其中代表当前容量的电量单位数根据电子装置使用电池的情况周期性地下降。
22.权利要求20的电池，其中代表当前容量的电量单位数在用外部电源对电池进行充电的时候周期性地增大。
23.权利要求20的电池，其中的电量单位数代表选定量的电流。
24.一种电池，包括提供电源给连接的电子装置的装置；储存代表充满电的电池的电量单位数的第一个存储器；第二个存储器，用于储存不超过代表充满电的电池电量的一个电量单位数，其中连接上电子装置的时候，第二个存储器中的电量单位数根据电子装置的使用情况周期性地更新，电池的当前电量可以通过第一个和第二个存储器来确定。
25.权利要求24的电池，其中代表当前容量的电量单位数在电子装置的使用情况的基础之上周期性地下降。
26.权利要求24的电池，其中代表当前容量的电量单位数在外部电源给电池充电的情况的基础之上周期性的增大。
27.权利要求24的电池，其中的电量单位代表选定量的电流。
全文摘要
公开了一种装置,它能够支持电池类型识别和通过电池跟电子装置之间的接口进行通信。这种电子装置包括一个处理器,用于跟电池的通信电路进行通信。处理器的识别电路能够确定跟电子装置连接的电池的类型。如果它是能够跟电子装置进行串行通信的“智能”电池,电子装置就能够进一步在处理器和电池的通信电路之间进行通信。
文档编号H04M1/725GK1345476SQ00805520
公开日2002年4月17日 申请日期2000年1月24日 优先权日1999年1月26日
发明者H·温德鲁普, M·汉松 申请人:艾利森电话股份有限公司
发明
背景技术：
领域本发明涉及在互相连接的电子装置和电池之间进行的信息交换，具体地说，涉及电子装置对连接的电池的识别和通信。
相关技术蜂窝电话技术的发展也同样促进了电池和电池组领域的发展，特别是促进了电池和电子装置，例如蜂窝电话，之间的通信方法的发展。蜂窝电话必须使用电池才能够提供移动能力。对于蜂窝电话用户来说电池是至关重要的，因为是电池使得他们能够自由移动而不需要跟静止的电源连接。
这样，为了充分发挥蜂窝电话的作用，用户使连接的电池达到最佳性能非常重要。这可以通过正确地对电池进行充电并且总是能够了解电池的准确充电状态来做到。这样就使用户能够知道电话还有多长的待机时间。这种信息使得用户能够判断电池中的电量是否足以满足他们的需求，或者这个电池是否应该充电。
电池和电池组技术的发展为用户提供了各种各样的电池，可以将它们用于电子装置，比方说蜂窝电话。用户可以用使用所谓的“哑”低端电池，它只给电子装置提供电力，而不提供任何其它信息。这些电池不能跟其它装置进行通信。这些电池价格相对较低，使用起来非常简单。所谓的“智能”电池为用户的电子装置提供电力，同时在电池和连接的电子装置之间提供数据传输能力。“超级智能”电池能够告诉连接的电子装置电池的当前状态，并且在内部计算这一信息，而不需要连接的电子装置给出任何额外的输入。“智能”电池能够跟连接的电子装置进行通信，其中包括寄存器，用于储存电池的容量信息。
蜂窝电话应该能够使用“超级智能”、“智能“和“哑”电池，以便充分利用所有技术。但是，目前在电池和电子装置之间没有任何类型的接口使得电子装置能够识别跟电子装置连接的电池的类型，进而在连接的电池被识别成“智能”电池的时候，能够在电池和电子装置之间进行通信。此外，对于“哑”电池，需要为电子装置的用户提供信息，在电池的当前电量基础之上告诉用户目前还剩下多少电力和待机时间。
人们已经开发了跟个人计算机一起使用的电池通信系统。这些电池通信系统尽管用于个人计算机操作环境的时候非常满意，但是用于较小、较便宜的电子装置，比方说蜂窝电话，的时候却显得过于复杂和昂贵。此外，这些系统不能使用“哑”电池。这样，需要一种系统来克服这些局限性。
发明简述本发明利用一种装置，通过一个接口支持在电池和电子装置之间进行电阻键控和通信，能够解决上述问题和其它问题。本发明的这一装置能够在电子装置的处理器和电池或者电池组之间形成一个连接。电子装置内部的电路使得电子装置能够判断它连接的是哪一种电池。这个电路包括开关和电阻或者电流源，它们能够跟处理器一起确定单针(single pin)接口和接地针(ground pin)之间电阻或者电容确切的电阻或者电容值。这个电阻或者电容值对应于一种电池类型。
一旦确定了电池的类型，如果电子装置连接的是一个“智能”电池，电子装置的处理器就能够通过包括一个收发器和一对数据寄存器的一个通信接口跟电池进行通信。要发送给电池的数据被写入输出数据寄存器，然后由收发器通过一个单针接口发送给电池的通信电路。从电池组的通信电路回来的数据由收发器收到，并且暂时储存在一个输入数据寄存器中。这些信息保存在输入数据寄存器中，直到被处理器读走。
如果发现电池是一个“哑”电池(也就是不能跟电子装置进行数据通信)，那么这个电池还可以包括第一个和第二个存储器存储区域。第一个存贮器存贮区域包括一个数字，代表电池的总容量。第二个存储器储存一个数字，代表电池的当前容量。电池跟电子装置连接的时候，电子装置根据电池的使用或者充电情况改变第二个存储器中的数字。利用存储器存储区中的数字信息，电子装置中的处理器能够确定电池的电量。例如，这个系统可以判断这个电池是只有一半的电量还是充满了电或者只有四分之一的电量，跟燃料表为汽车驾驶员提供信息的方式完全一样。
附图简述为了更加完整地了解本发明，请参考以下详细描述和附图，其中
图1是说明电池和电子装置之间接口的一个框图；图2A说明一个“哑”电池，包括一个电池识别电阻；图2B画出了一个“智能”电池；图3是说明识别电池类型的装置和跟“智能”电池进行通信的一个框图；图4A和4B说明识别跟电子装置连接的电池的类型的电路的各种发明简述现在参考附图，特别是图1，其中画出了电子装置10跟电池或者电池组15之间的一个接口。为了进行讨论，将电子装置10看成一个蜂窝电话。但是，应当认识到可以使用任意电子装置，这种电子装置跟电池或者电池组15采用相似的接口，而不会偏离本发明的实质。电池15将包括所谓的“智能”电池或者“哑”电池。
蜂窝电话10和电池15之间的物理接口20包括一个三针连接。针Bbat25和针GND构成蜂窝电话10和电池15之间的电源连接。第三根针Bcom35在蜂窝电话10和电池15之间通过一个单针接口进行串行通信。蜂窝电话10和电池15之间的通信接口通过针Bcom35采用半双工串行通信方式。在一个优选实施方案中，这一通信是异步的，有两个开始位，8个数据位和1个停止位。比特率不会超过1200波特，并且采用RS 232通信。当然应当认识到在蜂窝电话10和电池15之间可以采用其它类型的通信协议和数据格式以及数据速率来传输数据。
现在参考图2A和2B，其中分别画出了一个“哑”电池和一个“智能”电池。图2A画出了一个低成本的“哑”电池，在电池组中不包括任何额外的逻辑或者电路，使得蜂窝电话10和电池15之间能够进行通信。“哑”电池在Bcom35和GND针30之间有一个电池识别电阻(BIR)。BIR电阻40的值只跟电池的类型有关。通过这种方式，测量Bcom35和GND 30之间的电阻，蜂窝电话10就能够很容易地区分不同类型的电池。
现在参考图2B，其中画出了一个高端或者“智能”电池15，它能够跟蜂窝电话10通信。从电池15传递给蜂窝电话10的信息可以包括电池类型、电池容量、当前电池状态/容量、负载循环数、制造商或者制造日期。“智能”电池15常常包括一个处理器50和某种收发器45，比方说通用异步接收器发送器(UART)。除了处理器50以外，还可以使用一种硬线逻辑电路。
收发器45能够通过Bcom针35跟电池交换信号。另外，可以在电池15和蜂窝电话10之间进行某种鉴别。例如，蜂窝电话10可以向电池15发送一个8位字，电池用一个16位字答复。在一个优选实施方案中，处理器50和收发器45能够在电池15和蜂窝电话10之间进行半双工串行通信。但是，应当认识到，也可以采用全双工或者各种其它通信格式。
现在参考图3，其中给出了本发明的一个实施方案。这个系统包括一个蜂窝电话10，它跟电池15对接，如上所述，电池15是一个“智能”电池或者一个“哑”电池。蜂窝电话10和电池15用三针接口20连接，它包括Vbat针25、Bcom针35和GND针30。
蜂窝电话10包括一个处理器60和一个电池接口65。检测到“智能”电池的时候，处理器60跟电池15进行串行通信。电池接口65包括一个电池识别电路70、一个收发器75(最好是通用异步接收器发送器(UART))以及一个发送数据寄存器80(DataToBat)和接收器寄存器85(DataFromBat)。数据寄存器80和85也可以合并成单独一个寄存器。在一个优选实施方案中，电池接口65用单独一片专用集成电路(ASIC)实现。专用集成电路被设计成处理电池电压信息，并且包括能够从蜂窝电话10进行外部访问的针。
电池识别电路70包括确定跟蜂窝电话10连接的电池15的类型的装置。这是通过识别电池识别电阻40(图2A)或者电池15中的通信电路来做到的。或者，电池识别电阻可以包括一个电容器或者电容器跟电阻器的组合。现在参考图4A和4B，其中画出了电池识别电路70的两个不同实施方案。在第一个实施方案中，电池识别电路70包括一个电阻器90，通过一对开关95能够有选择地连接在Vbat针25和Bcom针35之间。为了计算BIR 40的值，测量电阻90上的电压降。然后可以按照以下公式计算电池识别电阻40的电阻值BIR＝Vcom/(Vbat-Vcom)Rint电阻90只要有足够的精度保证所需要的测量即可。但是如果用一次额外的测量来消除误差，并且采用软件，也可以使用具有很大离散性的电阻90。
在图2B所示的第二个实施方案中，电池识别电路70包括一个电流发生器100，用开关105有选择地连接在Vbat针25和Bcom针之间。在一个优选实施方案中，电流发生器100将产生1毫安的电流通过电池识别电阻40。然后利用通过电池识别电阻40的已知电流和Bcom针35上的电压，可以按照以下公式计算出BIR电阻40的电阻值BIR＝Vcom/Isource如果电池15被识别为能够跟蜂窝电话进行通信的“智能”电池，就使用收发器75以及发送和接收器数据寄存器80、85。一旦建立起“智能”电池连接，处理器60就将数据写入电池接口65中的发送(DataToBat)寄存器80。收发器75被设置成输出模式，寄存器80中的数据以串行方式通过Bcom35发送给电池15中的通信电路(没有画出)。收到的数据通过Bcom针35从电池15传递给蜂窝电话10，收发器75收到以后就将它储存在接收器数据(DataFromBat)寄存器85中。接口65向处理器60发出一个中断请求，处理器从寄存器85读出数据。
现在参考图5，其中画出了一个流程图，描述蜂窝电话10和电池15之间的数据流。在步骤110中蜂窝电话10开机或者跟电池15连接起来的时候，在步骤115测量电池识别电阻40的电阻值。蜂窝电话10也可以在测量电池识别电阻之前尝试跟电池15进行通信。然后在步骤120中在电阻值的基础之上判断跟蜂窝电话10连接的是一个“智能”电池还是一个“哑”电池15，如果这个电池被识别成“哑”电池，就在步骤125中在BIR 40的基础之上将它确定为“哑”电池。
如果BIR 40具有非常高的电阻值(或者特定的电阻值)，就认为跟蜂窝电话10连接的是一个“智能”电池，可以跟它进行串行通信。蜂窝电话10的处理器60会随后在步骤130中将数据写入电池接口的65的DataToBat寄存器80。然后在步骤135中将收发器75设置成输出模式，从而可以在步骤140中将DataToBat寄存器80中的数据发送给电池15。蜂窝电话10在步骤145中等待对这一数据的应答。一旦收发器75在步骤150中收到应答，就在步骤155中将收到的数据储存在DataFromBat寄存器85中。向处理器160发出一个中断请求，告诉它DataFromBat 85中有数据。处理器60也可以周期性地查询DataFromBat寄存器85，以确定它是否包括数据。在步骤165中，处理器60从DataFromBat寄存器85读取信息。
现在参考图6，其中画出了在蜂窝电话10和电池15之间进行通信的另外一种方法。电池15是一个“哑”电池，包括第一个和第二个存储器170和175。第一个存储器170有一个总容量存储器，其中包括代表电池15满容量的一个数字。例如，能够提供500 mAh的电池15用代码20表示。第二个存储器175有一个当前容量存储器，用于储存代表电池15当前容量的一个数字。充满电的电池15在总容量存储器170和当前容量存储器175都具有相同的数字。这样，按照前一个实例，充满电的时候，两个存储器中都将储存数字20。
使用或者进行充电的电子装置10，比方说蜂窝电话或者电池充电器，用一个处理器60监视电池15输出的电流。从电池15输出电流或者给电池15提供电流的时候，无论什么时候使用了或者提供了给定量的电流，都要更新当前容量存储器175。例如，如果20代表电池的满容量，那么当电话使用了25mAh电流的时候，当前容量就减去一个单位。对于电子装置，比方说电池充电器，每次将25mAh的能量充入电池的时候，这个数字都要增加一个单位。应该在所有类型的电池和充电器中使用同样的充电单位，以便正确地发挥这一功能。
现在参考图7，它说明了处理器60控制第一个和第二个存储器170和175中储存的数字并且确定电池当前容量的方式。处理器在步骤180中监视电池15输出的电流。在步骤185中判断电池15是否输出了一个单位的电流，或者增加了一个单位的电流。如果没有，就返回步骤180，继续监视电流。
当电池15输出了一定量的电流或者增加了一定量电流的时候，就将这一信息发送给当前容量存储器175，更新电池的当前容量存储器，然后返回步骤1080。通过这种方式，“智能”电池可以提供足够的信息给蜂窝电话或者电池充电器，说明它的充电状态，而不需要测量电流。这一更新也可以按照选定的时间间隔来进行。
这样一来就能够为蜂窝电话10提供电池15精确的容量状态信息。处理器60可以访问存储器170和175，以确定电池15的当前充电程度。这个系统实现起来非常简单也不贵，并且电池15也不需要任何智能或者测量功能。
虽然在附图和前面的讨论中说明了本发明的方法和装置优选实施方案，但是显然本发明并不局限于这里公开的实施方案，而是能够有各种重新安排、修改和替换，而不会偏离下面的权利要求给出的本发明的实质。
权利要求
1.一种支持电池识别和通过电池跟电子装置之间的接口进行通信的装置，包括电子装置内能够跟电池进行通信的第一电路；识别跟这个电子装置连接的电池的类型的装置；和能够在第一电路和电池内的通信电路之间进行通信的装置。
2.权利要求1的装置，其中第一电路和通信电路之间的通信包括串行通信。
3.权利要求2的装置，其中的串行通信包括半双工异步通信。
4.权利要求2的装置，其中的通信装置包括在电子装置和电池的通信电路之间发送和接收串行通信信号的收发器；保存数据供收发器发送的第一装置；和保存收发器收到的数据的第二装置。
5.权利要求4的装置，其中的收发器包括通用异步发送器接收器。
6.权利要求4的装置，其中的第一和第二保存装置包括数据寄存器。
7.权利要求1的装置，其中处理器和电池通信电路之间的比特率不大于1200波特。
8.权利要求1的装置，其中的确定装置包括确定电池内电阻或者电容以及说明电池类型的电阻中间的至少一个的装置。
9.权利要求8的装置，其中的确定装置包括连接在电子装置内的一个电阻；和处理器根据电子装置内连接的电阻的电阻值，以及这个电阻上的电压降，用于计算电池组中电阻的装置。
10.权利要求8的装置，其中的确定装置包括连接在电子装置内的电容器；和处理器内的装置，用于根据连接在电子装置内的电阻的电容和这个电容上的电压降计算电池组的容量。
11.权利要求8的装置，其中的确定装置包括电子装置内用于产生电流的一个电流源；和处理器内的装置，用于根据电流源提供的电流和通信接口上的电压计算电池的电阻。
12.权利要求1的装置，其中的电池包括用于储存代表电池组总容量的数字的第一个存储器；和用于储存代表电池当前容量的数字的第二个存储器，从而使电子装置的装置能够用第一个和第二个存储器的内容计算电池的当前电量。
13.能够通过电池和电子装置之间的接口进行电池识别和串行通信的一种方法，包括在电池和电子装置之间连接起来以后，测量电池内通信针和接地针之间的阻抗；和判断这个电池是否具有通信能力，并且在测量出来的阻抗的基础之上确定电池的类型。
14.权利要求13的方法，还包括在确定了电池具有通信能力的时候在电子装置和电池之间进行通信的步骤。
15.权利要求14的方法，其中进行通信的步骤还包括以下步骤将要发送给电池的数据存入第一个数据寄存器；通过通信针将第一个数据寄存器内的数据发送给电池；通过通信针接收来自电池的数据；将来自电池的数据存入第二个数据寄存器；和读取第二个数据寄存器内收到的数据。
16.权利要求13的方法，其中的测量步骤还包括以下步骤有选择地切换系统电压和通信针之间的电阻；根据系统电压和单个通信针之间的电阻，通信针和系统电压之间的电压，确定阻抗。
17.权利要求13的方法，其中的测量步骤还包括以下步骤在系统电压和通信针之间有选择地切换电流源；根据电流源提供的电流和通信针上的电压确定阻抗。
18.一种电池，包括给连接的电子装置提供电源的装置；储存代表电池总容量的数字的第一个存储器；和储存代表电池当前容量的数字的第二个存储器，其中连接上电子装置的时候，电池的当前电量可以从第一个和第二个存储器的内容确定。
19.权利要求18的电池，其中代表电池总容量的数字表示选定个数的电量单位。
20.权利要求19的电池，其中代表当前容量的数字包括不超过代表充满电的总电量的个数的电量。
21.权利要求20的电池，其中代表当前容量的电量单位数根据电子装置使用电池的情况周期性地下降。
22.权利要求20的电池，其中代表当前容量的电量单位数在用外部电源对电池进行充电的时候周期性地增大。
23.权利要求20的电池，其中的电量单位数代表选定量的电流。
24.一种电池，包括提供电源给连接的电子装置的装置；储存代表充满电的电池的电量单位数的第一个存储器；第二个存储器，用于储存不超过代表充满电的电池电量的一个电量单位数，其中连接上电子装置的时候，第二个存储器中的电量单位数根据电子装置的使用情况周期性地更新，电池的当前电量可以通过第一个和第二个存储器来确定。
25.权利要求24的电池，其中代表当前容量的电量单位数在电子装置的使用情况的基础之上周期性地下降。
26.权利要求24的电池，其中代表当前容量的电量单位数在外部电源给电池充电的情况的基础之上周期性的增大。
27.权利要求24的电池，其中的电量单位代表选定量的电流。
全文摘要
公开了一种装置,它能够支持电池类型识别和通过电池跟电子装置之间的接口进行通信。这种电子装置包括一个处理器,用于跟电池的通信电路进行通信。处理器的识别电路能够确定跟电子装置连接的电池的类型。如果它是能够跟电子装置进行串行通信的“智能”电池,电子装置就能够进一步在处理器和电池的通信电路之间进行通信。
文档编号H04M1/725GK1345476SQ00805520
公开日2002年4月17日 申请日期2000年1月24日 优先权日1999年1月26日
发明者H·温德鲁普, M·汉松 申请人:艾利森电话股份有限公司
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