コントローラソフトウェア

システムブロック

システムブロックは図1の通りです。LCDはI2C、SDカードはSPIで制御します。充電ユニットとの通信はUART2で行います。 充電ユニットは4ユニットあるので、アナログスイッチのUART選択回路で接続先を切り替えます。UART1はデバッグ用です。 LEDの点灯制御とスイッチの入力はGPIOで行います。T0は1msec周期のシステム全体のティックをカウントします。


図1 システムブロック図

ソフトウェアモジュール

ソフトウェアモジュールは図2の通りで、各モジュールの説明は表1の通りです。


図2 ソフトウェアモジュール図

表1　モジュール一覧
レイヤモジュール名説明
ドライバi2ch I2Cの制御モジュール。I2Cのホストの通信機能を提供する。
ドライバspi SPIの制御モジュール。SPIのホストの通信機能を提供する。
ドライバuart2 UART制御モジュール。UARTの送受信機能を提供する。リングバッファを用いた割り込みで送受信を行う。 充電ユニットの制御に使用する。制御対象の充電ユニットは、外付けのアナログスイッチにより選択される。
ドライバuart1 UART制御モジュール。UARTの送受信機能を提供する。リングバッファを用いた割り込みで送受信を行う。 デバッグコマンドの通信に使用する。
ドライバtmr TMR制御モジュール。T0は1msec周期でシステムティック用のカウンタでフリーランする。 また、1msecの割り込みでシステムティックがインクリメントされる。
アプリlcd LCDの制御を行うモジュール。16文字x2行のバッファに書き込まれた文字をLCDに表示する。
アプリdsc SDカードモジュール。SDカードのSPIモードのコマンド・レスポンスの通信を行う。
アプリfsys ファイルシステムモジュール。FAT32準拠のロギング用ファイルシステムを提供する。
アプリchgv 充電変数モジュール。充電ユニットと通信し、充放電に関連する設定値の設定や、充放電状態の取得の機能を提供する。
アプリdcmd デバッグコマンドジュール。UARTのデバッグコマンドを処理するモジュール。 充電コントローラ自体のデバッグ機能と、各充電ユニットのデバッグ機能へのアクセスを提供する。
アプリswitch スイッチ状態読み取りモジュール。ポーリングで、スイッチ状態を読みより、押し下げ、長押しの状態を判断する。
アプリled LEDの制御モジュール。指定された点灯モード（点灯、消灯、点滅）で書き込みLED、ステートLEDの点灯を制御する。
アプリmain メインモジュール。メインループで充放電の制御、SDカードへの書き込み、LEDの制御、スイッチの読みとりを行う。
ユーティリティuart_util UARTユーティリティモジュール。utilityモジュールの関数を呼び出して、UARTでの数値、文字列の出力機能を提供する。
ユーティリティutility ユーティリティモジュール。主に数値、文字列の変換関数を提供する。

充電ステート

Fig.3 shows Charge unit state transition diagram. The explanation of each state is listed in Table.1.


Fig.3 Charge Unit State Transition Diagram

Table 2 Charge Unit States
ValueStateDescription
0READ_CHG_VAR Read charge variable state.
Aftrer the power on, the system enters this state. If the chage variables of all units are read successfully, transits to ST_CHK_BAT_CAP state.
1CHARGE Charge state.
The system checkes the charge states of all units. If all units finshed charging, stansits to FIN state. If down button is pressed, transits to CHARGE_DETAL state. If start/stop button is long-pressed, sends reset commands to all units. If the reset commands are succeeded, transits to READ_CHG_VAR state.
2CHARGE_DETAIL Charge detail state.
Basically this state is the same as CHARGE state. But the detail state of one unit is displayed. If down button is pressed, the displayed slot is changed. The slot is changed as 0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 0 -> ... .
If start/stop button is long-pressed, sends reset commands to all units. If the reset commands are succeeded, transits to READ_CHG_VAR state. If return button is pressed, transits to CHARGE state.
3CHK_BAT_CAP Check battery capacity state.
User should check the battery capacity settings of all slots in this state.
If start/stop button is pressed, send chage start command to all units. If charge start commands for all units are succeeded, transits to CHARGE state. If down button is pressed, the displayed slot is changed. The slot is chnaged as 0 -> 1 -> 2 -> 3-> 0 -> ... .
If set button is long-pressed, transits to SET_SEL_SLOT state.
4SET_SEL_SLOT Set / Select slot state.
User select the slot to set the battery capacity. If down button is pressed, the slot to set is changed. The slot is changed as all -> 0 -> 1 -> 2 -> 3 -> all -> ... . If set button is pressed, transits to SET_SEL_BAT_CAP state. If return button is pressed, transits to CHK_BAT_CAP state.
5SET_SEL_BAT_CAP Set / Select battery capacity state.
User select the batter capacity to set the battery capacity. If down button is pressed, the capacity is changed. The capacoty is changed from 2500mA to 500mA per 50mA. After 500mmA, it resets to 2500mA.
If set button is pressed and the selected slots are all, the selected capacity is set to all slots, and transits to SET_SEL_BAT_CAP state.
If set button is pressed and the selected slot is not all, the selected capacity is set to the selected slot, and transits to SET_SEL_SLOT state.
If return button is pressed, transits to SET_SEL_SLOT state.
6FIN Finished state.
The summay charge results are displayed.
If down button is pressed, tansits to FIN_RST.
If return button is long-pressed, sends reset commands to all units. If the reset commands are succeeded, transits to READ_CHG_VAR state.
7FIN_RST Finished / Result state.
The detail charge results are displayed.
If down button is pressed, the displayed slot is changed. The slot is changed as 0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 0 -> ... .
If return button is pressed, transits to FIN state.
8ERR Error state.
This stats indicates the system error occurred.