摘 要TI公司的Stellaris系列的單片機具有CortexTM-M3內核，它們?yōu)閷Τ杀居绕涿舾械那度胧絾纹瑱C應用方案帶來了高性能的32位運算能力。本論文設計了以CortexTM-M3為內核的嵌入式單片機LM3S811為控制器的，具有自動檢測水位，防干燒，自動進行浸泡、預熱、打漿、煮漿全過程，還有豆?jié){防溢出、溫度檢測等功能。

【關鍵詞】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 溫度檢測

豆?jié){是現(xiàn)代科學公認的營養(yǎng)品，隨著家庭生活條件的改善、生活水平的提高以及出于對食品安全的考慮，富含植物性蛋白的豆?jié){正以無可阻擋的魅力走進千家萬戶，本論文即采用 嵌入式單片機設計的一款豆?jié){機。

1 LM3S811單片機介紹

TI公司的Stellaris系列的單片機，能夠使用戶以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價位來享受32位的性能。該系列單片機是針對工業(yè)應用方案而設計的，包括遠程監(jiān)控、電子售貨機、測試和測量設備、網絡設備和交換機、工廠自動化、建筑控制、運動控制、醫(yī)療器械、以及火警安防等。

LM3S811單片機的優(yōu)勢還在于能夠方便的運用多種ARM的開發(fā)工具和片上系統(tǒng)（SoC）的底層IP應用方案，能夠滿足各種需求。另外，該單片機使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集來減少存儲容量的需求，并以此達到降低成本的目的。因此，本設計采用LM3S811單片機作為控制芯片。

2 豆?jié){機工作流程與硬件設計

2.1 豆?jié){機工作流程

正常上電后按豆?jié){按鈕，蜂鳴器“嘀”一聲，指示燈亮。

（1）延時2秒、隨后加熱到80℃，打豆10秒后停5秒。

（2）自動加熱掛泡，停止加熱10秒。

（2）打豆10秒，停10秒如此循環(huán)6次。

（3）加熱到掛泡，如此循環(huán)3次。

（4）打豆10秒，停6秒如此循環(huán)6次。

（5）加熱到掛泡，如此循環(huán)6次。

完成后蜂鳴器提示音1秒一聲，一分鐘后轉至每間隔10秒蜂鳴器“嘀”一聲提示音，表示工作進程結束。

2.2 豆?jié){機硬件電路設計

全自動豆?jié){機硬件電路包括溫度傳感器電路、單片機最小系統(tǒng)以及輸出控制電路。

由于單片機內部有上拉電阻，所以按鈕電路沒有連接上拉電阻；用單片機引腳直接控制繼電器的方式驅動電加熱器與電機；溫度傳感器采用熱敏電阻KTY81-110，采用電阻串聯(lián)分壓法直接將熱敏電阻兩端的電壓輸入到單片機LM3S811的ADC中；采用變壓器降壓、整流、濾波后，經過3.3V穩(wěn)壓器1117（3.3V）輸出，為豆?jié){機提供電源。通過這些電路設計，能夠實現(xiàn)全自動豆?jié){機系統(tǒng)。

3 基于LM3S811單片機的豆?jié){控制電路機程序框架

本設計為全自動豆?jié){機，采用狀態(tài)機描述進行編程。按照狀態(tài)機描述豆?jié){機不同得工作狀態(tài)，程序由C語言寫出，主程序由單片機初始化、溫度傳感器初始化、鍵盤初始化等等，程序框架如下：

include " LM3S811.h"

定義數(shù)碼管譯碼數(shù)組；

定義數(shù)碼管位選數(shù)組；

定義LED燈數(shù)組；

定義保存在FLASH中數(shù)據的數(shù)組；

定義定時標記變量；

定義其他全局數(shù)組與變量； //例如定時變量dsbl等

函數(shù)原型聲明；

void main（void）

{

定時器0初始化； //實現(xiàn)時間標記

定時器1初始化； //對定時變量定時

引腳初始化； //按鈕、水位電極、ADC、繼電器等引腳初始化

ADC初始化；

其他初始化語句；

while（1）

{

//按鍵處理語句；

{

功能選擇等按鈕語句； //按鈕變量anbl隨按下按鈕不同而不同

豆?jié){按鈕按下時，anbl=1； //對應指示燈亮，表示工作狀態(tài)

燒水按鈕按下時，anbl=2；

攪拌按鈕按下時，anbl=3；

若沒有按鈕按下，anbl=4；

需要按鈕抬起判斷語句；

}

//低水位電極、防溢出電極、溫度檢測

if（sample_time= =1）

{

檢測水位電極； //設置低水位標志，若是低水位，低水位標志為1

檢測防溢出電極； //設置防溢出標志，若是溢出，防溢出標志為1

ADC轉換溫度值、數(shù)字濾波語句，轉換成溫度值。

sample_time= =0；

}

//狀態(tài)機

if （state_time= =1）

{

狀態(tài)機語句；

state_time=0；

按鈕變量=0

}

//輸出語句：

4 結論

TI公司的Stellaris系列的單片機，LM3S811單片機與Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶提供了靈活性，能夠適應各種精確的需求，必將得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

[1]都業(yè)弘.我國大豆磨漿行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].食品科學，1999（02）：28-29.

[2]李延鵬.ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用完全手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

通訊作者簡介

周立平（1979-），男，現(xiàn)為中國電子科技集團第二研究所工程師。研究方向為自動控制。

作者單位

中國電子科技集團第二研究所 山西省太原市 030024