基于LM3S811单片机的全自动豆浆机控制电路设计

摘 要TI公司的Stellaris系列的单片机具有CortexTM-M3内核，它们为对成本尤其敏感的嵌入式单片机应用方案带来了高性能的32位运算能力。本论文设计了以CortexTM-M3为内核的嵌入式单片机LM3S811为控制器的，具有自动检测水位，防干烧，自动进行浸泡、预热、打浆、煮浆全过程，还有豆浆防溢出、温度检测等功能。

【关键词】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 温度检测

豆浆是现代科学公认的营养品，随着家庭生活条件的改善、生活水平的提高以及出于对食品安全的考虑，富含植物性蛋白的豆浆正以无可阻挡的魅力走进千家万户，本论文即采用 嵌入式单片机设计的一款豆浆机。

1 LM3S811单片机介绍

TI公司的Stellaris系列的单片机，能够使用户以传统的8位和16位器件的价位来享受32位的性能。该系列单片机是针对工业应用方案而设计的，包括远程监控、电子售货机、测试和测量设备、网络设备和交换机、工厂自动化、建筑控制、运动控制、医疗器械、以及火警安防等。

LM3S811单片机的优势还在于能够方便的运用多种ARM的开发工具和片上系统（SoC）的底层IP应用方案，能够满足各种需求。另外，该单片机使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集来减少存储容量的需求，并以此达到降低成本的目的。因此，本设计采用LM3S811单片机作为控制芯片。

2 豆浆机工作流程与硬件设计

2.1 豆浆机工作流程

正常上电后按豆浆按钮，蜂鸣器“嘀”一声，指示灯亮。

（1）延时2秒、随后加热到80℃，打豆10秒后停5秒。

（2）自动加热挂泡，停止加热10秒。

（2）打豆10秒，停10秒如此循环6次。

（3）加热到挂泡，如此循环3次。

（4）打豆10秒，停6秒如此循环6次。

（5）加热到挂泡，如此循环6次。

完成后蜂鸣器提示音1秒一声，一分钟后转至每间隔10秒蜂鸣器“嘀”一声提示音，表示工作进程结束。

2.2 豆浆机硬件电路设计

全自动豆浆机硬件电路包括温度传感器电路、单片机最小系统以及输出控制电路。

由于单片机内部有上拉电阻，所以按钮电路没有连接上拉电阻；用单片机引脚直接控制继电器的方式驱动电加热器与电机；温度传感器采用热敏电阻KTY81-110，采用电阻串联分压法直接将热敏电阻两端的电压输入到单片机LM3S811的ADC中；采用变压器降压、整流、滤波后，经过3.3V稳压器1117（3.3V）输出，为豆浆机提供电源。通过这些电路设计，能够实现全自动豆浆机系统。

3 基于LM3S811单片机的豆浆控制电路机程序框架

本设计为全自动豆浆机，采用状态机描述进行编程。按照状态机描述豆浆机不同得工作状态，程序由C语言写出，主程序由单片机初始化、温度传感器初始化、键盘初始化等等，程序框架如下：

include " LM3S811.h"

定义数码管译码数组；

定义数码管位选数组；

定义LED灯数组；

定义保存在FLASH中数据的数组；

定义定时标记变量；

定义其他全局数组与变量； //例如定时变量dsbl等

函数原型声明；

void main（void）

{

定时器0初始化； //实现时间标记

定时器1初始化； //对定时变量定时

引脚初始化； //按钮、水位电极、ADC、继电器等引脚初始化

ADC初始化；

其他初始化语句；

while（1）

{

//按键处理语句；

{

功能选择等按钮语句； //按钮变量anbl随按下按钮不同而不同

豆浆按钮按下时，anbl=1； //对应指示灯亮，表示工作状态

烧水按钮按下时，anbl=2；

搅拌按钮按下时，anbl=3；

若没有按钮按下，anbl=4；

需要按钮抬起判断语句；

}

//低水位电极、防溢出电极、温度检测

if（sample_time= =1）

{

检测水位电极； //设置低水位标志，若是低水位，低水位标志为1

检测防溢出电极； //设置防溢出标志，若是溢出，防溢出标志为1

ADC转换温度值、数字滤波语句，转换成温度值。

sample_time= =0；

}

//状态机

if （state_time= =1）

{

状态机语句；

state_time=0；

按钮变量=0

}

//输出语句：

4 结论

TI公司的Stellaris系列的单片机，LM3S811单片机与Stellaris系列的所有成员是代码兼容的，这为用户提供了灵活性，能够适应各种精确的需求，必将得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]都业弘.我国大豆磨{行业现状及发展[J].食品科学，1999（02）：28-29.

[2]李延鹏.ARM嵌入式系统开发与应用完全手册[M].北京：中国铁道出版社，2013.

通讯作者简介

周立平（1979-），男，现为中国电子科技集团第二研究所工程师。研究方向为自动控制。

作者单位

中国电子科技集团第二研究所 山西省太原市 030024