在ROBOCON赛事中，许多队伍采用了航模上的锂电池为机器人进行供电，这能够帮助机器人获得更大的功率。但是锂电池使用与储存不当会造成电池过放、损坏甚至引起火灾这样的严重后果。本文中，我将根据我在实验室中的个人经历谈谈该如何对实验室中的锂电池进行管理。首先，我们要了解一下电池什么时候会发生问题。除了针刺火烧等外部损坏，电池主要的问题来源是过充与过放。电池的过充是指电池充电时超过其设计容量的充电量，导致电池内部产生过多的气体和热量，可能引发安全问题。过充还可能导致电池寿命缩短和性能下降。电池的过放是指在使用过程中将电池放电至低于其设计容量的电量，这会导致电池内部化学反应不完全，降低电池的性能和寿命，甚至可能损坏电池。我们实验室使用的绝大多数电池的安全范围在3.7-4.2V之间，也就是说当电池电压高于4.2V的时候有过充风险，当电池电压低于3.7V的时候有过放的风险。其次，我们要了解一下常用航模电池的结构。在实验室中常见的电池有2S、3S、6S这几种。电池里的这几个“S”指的是这一个航模电池是由多少个小电池串联组成，如6S电池指的是由6个小电池组成的电池。在每个电池上，我们会看到，如下图所示的两个接口。 比如这这张图中，左侧的接头是XT90头，能过较大的电流用来充电和放电，右侧的接头是平衡接头，主要作用是在充电的时候保证6个串联的电池的电压均衡以防止电池出现过充或者过放的危险。具体结构如下图所示。 既然知道了电池的结构，那么该如何知道现在电池的状态来防止过充或者过放呢？这时候，我们就要用到俗称“BB响”的低压检测器。注意，使用BB响的时候请保证周围没有成员在休息，因为使用BB响的时候BB响会发出巨大的声响。在使用BB响的时候，一定要注意线序，否则会无法使用。一般来说，BB响的正确插入方法如下。 具体步骤是：将BB响屏幕和电池平衡头漏出金属的那一面面向自己，将他们的左边对齐插入。在一声响声之后，屏幕上首先显示电池的总电压，之后依次显示内部每个电池的电压如此循环往复。当其中一个电池电压低于3.7V时，BB响会发出响声进行报警。从效率的角度考虑，一般我们只看电池的总电压，以6S电池为例，当电池总电压小于6*3.7=22.2V时应该立即停止使用进行充电。不过，出于安全考虑，一般当电池总电压低于23V的时候我们就会停止活动进行充电。除了BB响之外自制电压监测电路也是一个好选择，我们可以使用运放、比较器也可以使用集成芯片，将电压数据传入单片机进而在遥控器等处实时显示，来使训练时的操作手或者调车时的队员能够更方便的得知电池状态。此外，在电池充电时，一定要选择使用大牌子的平衡充，千万不要在这方面贪小便宜，不然可能会造成难以挽回的损失。除了以上几点，最重要的是，要养成管理电池的意识，所有使用电池的成员都应该在手边常备一个BB响，养成时不时去测量电池电压的好习惯，如果遇到电池问题及时报告。只有每个成员都有良好的安全意识，实验室的电池使用才能够安全。

大家在看电路原理图的时候，或多或少都会看见许多用英文标注的一些缩写词。本文摘抄一些经典常见的缩写，供大家参考学习。01常用控制接口EN：Enable，使能。使芯片能够工作。要用的时候，就打开EN脚，不用的时候就关闭。有些芯片是高电平使能，有些是低电平使能，要看元器件的数据手册才知。CS：Chip Select，片选。芯片的选择。通常用于发数据的时候选择哪个芯片接收。例如一根SPI总线可以挂载多个设备，DDR总线上也会挂载多颗DDR内存芯片，此时就需要CS来控制把数据发给哪个设备，一般为低电平有效，也就是/CS表示。RST：Reset，重启。有些时候简称为R或者全称RESET。也有些时候标注RST_N，表示Reset信号是拉低生效。INT：Interrupt，中断。中断的意思，就像你正睡觉的时候有人把你摇醒了，或者你正看电影的时候女朋友来了个电话，在处理器中非常常用的一个功能，与“查询”功能相对应。PD：Power Down，断电。断电不一定非要把芯片的外部供电给断掉，如果芯片自带PD脚，直接拉一下PD脚，也相当于断电了。摄像头上会用到这根线，因为一般的摄像头有3组供电，要控制三个电源直接断电，不如直接操作PD脚来的简单。（在USB Type-C接口中有一个Power Delivery也叫PD，跟这个完全不一样，不要看错了。）CLK：Clock，时钟。时钟线容易干扰别人也容易被别人干扰，Layout的时候需要保护好。对于数字传输总线的时钟，一般都标称为xxx_xCLK，如SPI_CLK、SDIO_CLK、I2S_MCLK（Main Clock）等。对于系统时钟，往往会用标注频率。如SYS_26M、32K等。标了数字而不标CLK三个字，也是无所谓的，因为只有时钟才会这么标。CTRL：control，控制。写CONTROL太长了，所以都简写为CTRL，或者有时候用CMD（Command）。SW：Switch，开关。信号线开关、按键开关等都可以用SW。PWM：脉宽调制，通过在一根输出信号线上输出不同占空比的脉冲信号达到传递能量/信息的目的，比如可以控制电机的转速、加一个RC构成DAC电路、开关稳压控制器中也常通过PWM来达到稳压的目的。REF：Reference，参考。例如I_REF，V_REF等。参考电流、参考电压，常用在稳压电路、ADC、DAC中。FB：Feedback，反馈。升压、降压电路上都会有反馈信号，意义和Reference是类似的，芯片根据外部采集来的电压高低，动态调整输出。外部电压偏低了，就加大输出，外部电压偏高了，就减小输出。A/D：Analog/Digital，模拟和数字的。如DBB=Digital Baseband，AGNG=Analog Ground。D/DATA：数据。I2C上叫做SDA（Serial DATA），SPI上叫做SPI_DI、SPI_DO（Data In，Data Out），DDR数据线上叫做D0，D1，D32等。A/Address：地址线。用法同数据线。主要用在DDR等地址和数据分开的传输接口上。其他的接口，慢的像I2C、SPI，快的像MIPI、RJ45等，都是地址和数据放在一组线上传输的，就没有地址线了。02常用方向的标识TX/RX：Transmit，Receive，发送和接收。这个概念用在串口（UART）上是最多的，一根线负责发送，一根线负责接收。这里要特别注意，一台设备的发送，对应另一台设备就是接收，TX要接到RX上去。如果TX接TX，两个都发送，就收不到数据了。为了防止出错，可以标注为：UART1_MRST、UART1_MTSR。Master RX Slave TX的意思。Master就是主控芯片，Slave就是从设备。TX、RX很容易标错的，尤其是原理图有几十页的情况下。P/N：Positive、Negative，正和负。用于差分信号线。现在除了DDR和SDIO之外，其他很少有并行数据传输接口了。USB、LAN、MIPI的LCD和Camera、SATA等等，高速数据总线几乎都变成了串行传输数据了。串行信号线速度很高，随便就上GHz，电压很低只有几百毫伏，因此很容易被干扰，要做成差分信号，即用两根线传一个数据，一个传正的一个传负的。传到另外一边，数据相减，干扰信号被减掉，数据信号负负得正被加倍。对于RESET_N这样的信号来讲，只起到重点标注的作用，表示这个RESET信号是拉低才生效的。大部分设备都是低有效的RESET，偶尔会有一些设备拉高RESET。L/R：Left、Right。通常用于音频线，区分左右。有些时候如喇叭的信号是通过差分来传输的，就是SPK_L_N、SPK_L_P这样的标识。如下图，某2.1声道智能音箱音频输出（喇叭连接器端）。TAS5751是音频功放，HF是高频High frequency（2.1音响有专门的低频输出）。P和N用 和-代替。03常用设备缩写BB：Baseband，基带处理器。十几年前的的手机芯片只有通信功能，没有这么强大的AP（跑系统的CPU），手机里的主芯片都叫做Baseband基带芯片。后来手机性能强大了，还是有很多老工程师习惯把主芯片叫做BB，而不是叫CPU。P（GPIO）：很多小芯片。例如单片机，接口通用化比较高，大部分都是GPIO口，做什么用都行，就不在管脚上标那么清楚了，直接用P1，P2，P1_3这样的方式来标明。P多少就是第多少个GPIO。P1_3就是第1组的第3个GPIO。（不同组的GPIO可能电压域不一样）BAT：Battery，电池。所有的电池电压都可以叫做VBAT。CHG：Charge，充电。CAM：Camera，摄像头。LCD：显示器。TP：Touch Panel，触摸屏。（注意不要和Test Point测试点搞混了）DC：Direct Current，直流电。用在设备上通常用作外部直流输入接口，而不是指供电方式或者供电电压什么的。例如VCC_DC_IN的含义，就是外部DC接口供电。