基于LM3S811單片機(jī)的全自動(dòng)豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

摘 要TI公司的Stellaris系列的單片機(jī)具有CortexTM-M3內(nèi)核，它們?yōu)閷?duì)成本尤其敏感的嵌入式單片機(jī)應(yīng)用方案帶來(lái)了高性能的32位運(yùn)算能力。本論文設(shè)計(jì)了以CortexTM-M3為內(nèi)核的嵌入式單片機(jī)LM3S811為控制器的，具有自動(dòng)檢測(cè)水位，防干燒，自動(dòng)進(jìn)行浸泡、預(yù)熱、打漿、煮漿全過(guò)程，還有豆?jié){防溢出、溫度檢測(cè)等功能。

【關(guān)鍵詞】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 溫度檢測(cè)

豆?jié){是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營(yíng)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(duì)食品安全的考慮，富含植物性蛋白的豆?jié){正以無(wú)可阻擋的魅力走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，本論文即采用 嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款豆?jié){機(jī)。

1 LM3S811單片機(jī)介紹

TI公司的Stellaris系列的單片機(jī)，能夠使用戶(hù)以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價(jià)位來(lái)享受32位的性能。該系列單片機(jī)是針對(duì)工業(yè)應(yīng)用方案而設(shè)計(jì)的，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子售貨機(jī)、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)、工廠自動(dòng)化、建筑控制、運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療器械、以及火警安防等。

LM3S811單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)還在于能夠方便的運(yùn)用多種ARM的開(kāi)發(fā)工具和片上系統(tǒng)（SoC）的底層IP應(yīng)用方案，能夠滿(mǎn)足各種需求。另外，該單片機(jī)使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的。因此，本設(shè)計(jì)采用LM3S811單片機(jī)作為控制芯片。

2 豆?jié){機(jī)工作流程與硬件設(shè)計(jì)

2.1 豆?jié){機(jī)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(shí)2秒、隨后加熱到80℃，打豆10秒后停5秒。

（2）自動(dòng)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(zhuǎn)至每間隔10秒蜂鳴器“嘀”一聲提示音，表示工作進(jìn)程結(jié)束。

2.2 豆?jié){機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

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

由于單片機(jī)內(nèi)部有上拉電阻，所以按鈕電路沒(méi)有連接上拉電阻；用單片機(jī)引腳直接控制繼電器的方式驅(qū)動(dòng)電加熱器與電機(jī)；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(jī)LM3S811的ADC中；采用變壓器降壓、整流、濾波后，經(jīng)過(guò)3.3V穩(wěn)壓器1117（3.3V）輸出，為豆?jié){機(jī)提供電源。通過(guò)這些電路設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)系統(tǒng)。

3 基于LM3S811單片機(jī)的豆?jié){控制電路機(jī)程序框架

本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，采用狀態(tài)機(jī)描述進(jìn)行編程。按照狀態(tài)機(jī)描述豆?jié){機(jī)不同得工作狀態(tài)，程序由C語(yǔ)言寫(xiě)出，主程序由單片機(jī)初始化、溫度傳感器初始化、鍵盤(pán)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(jù)的數(shù)組；

定義定時(shí)標(biāo)記變量；

定義其他全局?jǐn)?shù)組與變量； //例如定時(shí)變量dsbl等

函數(shù)原型聲明；

void main（void）

{

定時(shí)器0初始化； //實(shí)現(xiàn)時(shí)間標(biāo)記

定時(shí)器1初始化； //對(duì)定時(shí)變量定時(shí)

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(yǔ)句；

while（1）

{

//按鍵處理語(yǔ)句；

{

功能選擇等按鈕語(yǔ)句； //按鈕變量anbl隨按下按鈕不同而不同

豆?jié){按鈕按下時(shí)，anbl=1； //對(duì)應(yīng)指示燈亮，表示工作狀態(tài)

燒水按鈕按下時(shí)，anbl=2；

攪拌按鈕按下時(shí)，anbl=3；

若沒(méi)有按鈕按下，anbl=4；

需要按鈕抬起判斷語(yǔ)句；

}

//低水位電極、防溢出電極、溫度檢測(cè)

if（sample_time= =1）

{

檢測(cè)水位電極； //設(shè)置低水位標(biāo)志，若是低水位，低水位標(biāo)志為1

檢測(cè)防溢出電極； //設(shè)置防溢出標(biāo)志，若是溢出，防溢出標(biāo)志為1

ADC轉(zhuǎn)換溫度值、數(shù)字濾波語(yǔ)句，轉(zhuǎn)換成溫度值。

sample_time= =0；

}

//狀態(tài)機(jī)

if （state_time= =1）

{

狀態(tài)機(jī)語(yǔ)句；

state_time=0；

按鈕變量=0

}

//輸出語(yǔ)句：

4 結(jié)論

TI公司的Stellaris系列的單片機(jī)，LM3S811單片機(jī)與Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶(hù)提供了靈活性，能夠適應(yīng)各種精確的需求，必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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

[2]李延鵬.ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用完全手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2013.

通訊作者簡(jiǎn)介

周立平（1979-），男，現(xiàn)為中國(guó)電子科技集團(tuán)第二研究所工程師。研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制。

作者單位

中國(guó)電子科技集團(tuán)第二研究所 山西省太原市 030024