太阳能供热系统 毕业论文.doc

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1、 目录摘 要2Abstract4第一章 绪论61.1 本课题研究的背景及目的61.2太阳能供热发展现状71.3太阳能供热的发展趋势91.4 本文要研究的主要内容10第二章 主控制器112.1 MCU的介绍112.2 LM3S811的结构概述142.3 ARM Cortex-M3处理器内核182.4 中断192.5系统控制212.6内部存储器242.7 通用输入/输出端口（GPIO）272.8 通用定时器302.9看门狗定时器312.10通用异步收发器 (UART)322.11 LM3S811的封装及其他外部特性36第三章 上位机控制软件的设计383.1 Delphi的介绍383.2 Delph

2、i基本编程原理403.3 代码解析403.3.1关于FORM 窗口的代码分析403.3.2 信息状态栏的介绍413.3.3控制栏介绍42第四章 检测设备484.1 水温检测器DS18B20484.1.1 DS18B20数字温度传感器的介绍484.1.2 DS18B20常用的基本命令494.2 电子式水位开关传感器50总结52致 谢53参考文献54附 录55 摘要 近年来，建筑供热能耗不断下降，太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供热逐渐受到人们的重视。随着光热产业的不断成熟，行业人士一直在探讨太阳能供热的可行性和经济性，如果能用太阳能供热，这不仅能极大地推动光热产业的发展，同时也能为节能减排做

3、出重大贡献。我国太阳能资源丰富，并且不少地区冬季寒冷，需要供暖，同时全年需要生活热水，因此加热器和太阳能共同作用的太阳能供热系统具有广泛的应用前景，当太阳能源不足以供热时，使用加热器补充加热。本设计中的太阳能供热系统由现场检测设备，下位机处理系统，上位机控制软件构成。现场设备主要有水温度检测器和水位检测器，水温检测选用DS18B20数字温度传感器，它有独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信，测温范围和分辨率比较适中，水位检测选用电子式水位开关传感器，直接输出开关量与控制器连接较为方便；下位机选用TI公司的Luminary Micro Stellaris系列的基于ARM Cortex-M3的控制

4、器芯片LM3S811，它拥有32位RISC性能，采用v7M结构可以兼容Thumb-2专用指令集处理器内核，拥有27个中断，带8个优先级，内部有64KB的单周期Flssh以及8KB单周期的SRAM。它为对成本尤其敏感的嵌入式微控制器应用方案带来了高性能的32位运算能力。这些具备领先技术的芯片使用户能够以传统的8位和16位器件的价位来享受32位的性能，适用于各种关注成本的应用方案；上位机控制软件选用Delphi集成开发环境，是Windows平台下著名的快速应用程序开发工具，和VC相比，Delphi更简单、更易于掌握，而在功能上却丝毫不逊色；和VB相比，Delphi则功能更强大、更实用。可以说Del

5、phi同时兼备了VC功能强大和VB简单易学的特点。使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，界面简洁实用。本系统基本原理是：中控室的操作人员通过上位机软件看到现场的信息情况，并可以通过该上位机软件控制发送信息至下位机，下位机微控制器经过程序处理上位机的信息后，作出具体的控制现场设备动作，同时下位机也有控制按钮进行相应的功能控制,初步实现了基础的智能控制。关键词:单片机系列 太阳能 供热 上位机Delphi下位机 ARM DS18B20AbstractIn recent years, the building heating energy

6、consumption decreased continuously, the use of solar thermal products enhanced performance, solar heating is attracting peoples attention. Along with the solar thermal industry matures, the industry has been explored in the solar heating of the feasibility and economy, if the use of solar heating, w

7、hich not only can greatly promote the development of light industry, but also can make a significant contribution to energy saving and emission reduction. Our countrys abundant solar energy resources, at the same time, also has many areas with cold winters, the need for heating, the need for domesti

8、c hot water heater and solar interaction, thus, when the solar energy is not enough to supply heat, using a heater supplementary heating, so the system has broad application prospects.Based on the solar energy heating system design by field testing equipment, MCU processing system, PC-control softwa

9、re. site equipment is main water temperature detector and a water level detector ，The water temperature detection using DS18B20, he has unique single-wire interface requires only one port pin for communication, the temperature measurement range and resolution compared to moderate, the water level de

10、tection using electronic level switch, a switch quantity output directly connected with the controller is more convenient; The MCU used TIs Luminary Micro Stellaris series of products is based on the ARM Cortex-M3 controller, LM3S811 has 32 RISC performance, using v7M structure that is compatible wi

11、th the Thumb-2 application specific instruction set processor core, has a 27 interrupt, with 8 priority, with 64KB Flssh and 8KB single cycle single cycle SRAM.It is especially sensitive to the cost of embedded micro controller application program brought about the high performance 32 bit operation

12、ability.These have the leading technology of the chip enable users to the traditional 8 bit and 16 bit device price to enjoy the 32 performance, applicable to all pay attention to the cost of application scheme; PC-control-software using Delphi integrated development environment, is under the Window

13、s platform for the famous rapid application development tool, and VC, Delphi simpler, more easy to master, and in the function are in no way inferior; compared with VB, Delphi is more powerful, more practical.It can be said that the Delphi had both at the same time the powerful VC and VB easy to lea

14、rn the characteristics of.The use of core is composed of traditional Pascal language developed from the Object Pascal, with a graphical user interface development environment, the interface is simple and practical.The system basic principle is: in the control room operators through PC software to se

15、e the scene information, and through the upper computer software control to send information to the slave computer, slave microcontroller programmed processing PC information, make a specific control field device action, at the same time the next-bit machine also has a control button the correspondi

16、ng function control.Preliminary the foundation for the realization of intelligent control.Key words: MCU series solar heating Delphi PC ARM DS18B20第一章 绪论1.1 本课题研究的背景及目的随着国民经济的发展，能源需求量日益增加，能源利用情况紧张，而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。太阳能作为可再生能源的一种，取之不尽，用之不竭，同时又不会增加环境负荷，将成为未来能源结构中的重要组成部分。我国属太阳能资源丰富的国家之一，年辐射总量大约在330

17、0-8300MJ/(m2.a)，全国2/3以上面积地区年日照小时数大于2000h，每年陆地接收的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤，具有太阳能利用的良好条件。在建筑能耗中，生活热水、供暖能耗占了相当的比例，利用太阳能来满足生活热水、供暖这些低品位能耗的要求具有巨大的节能效益，并且新能源的开发与节能是解决能源短缺的两个关键途径，太阳能供热系统因其突出的节能与环保特点而具有广泛和美好的前景。因此，太阳能供热技术越来越受到人们的重视。随着经济发展和科技进步，世界能源消费量的大幅度增长，能源和环境成为当今世界突出的两大社会问题。人类社会目前消费的能源，包括建筑用能，主要是煤炭、石油和天然气等石化能源。

18、这些能源，资源有限，不可再生，终究要枯竭。而且传统能源，像煤、石油等，会对环境造成严重的污染。我国的能源消耗量大，利用率低，据统计20世纪80年代我国能源系统总的能源利用率只有30，比国外先进水平低近20个百分点。而且随着生活水平的不断提高，人们对自己居住环境条件的舒适性要求越来越高，从而造成建筑能源的消耗不断增加，据统计建筑能耗已占社会总能耗的3050，太阳能供热系统在建筑中的应用将成为能源利用可持续发展和节约能源的重要措施之一，人们把能源利用的重点转移到可再生能源的开发和利用上来。太阳能以其取之不尽、廉价、安全、无需运输、清洁无污染等特点受到人们的重视，光热、光电、光化学等太阳能利用技术已

19、迅速地发展起来。由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低，导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定的限制。随着生活水平的提高，热用户对于供热的要求也越来越高，太阳能利用的一些局限性日益显现出来：在太阳辐照时间少的国家和地区，其应用受到很大限制；白天集热板板面温度的上升会导致集热效率下降；而在夜间或阴雨天没有足够的太阳辐射时，无法实现全天候的连续供热，所以采用辅助加热方式可以有效的解决该问题。本文目的就是设计温度检测和辅助加热器的控制方案，实现太阳能和加热设备的有效配合使用。1.2太阳能供热发展现状太阳能供热：是指将分散的太阳能通过集热器（例如：平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳

20、能热管等吸收太阳能的收集设备）把太阳能转换成方便使用的热水，通过热水输送到使用终端提供热水的系统，我们称之为太阳能供热系统，简称太阳能供热。其主要的优势有如下几点：1)太阳能供热是一项环保工程。它与普通的供热方式不同的是热源不同，即普通供热是燃煤、电、油、气等，而太阳能供热是利用无污染、可再生的太阳能。2)太阳能采暖经济效益显著。太阳能采暖一般3-5年即可收回投资成本，而它的使用寿命一般在20年左右，所以它的经济效益也是十分显著的。 3)节能减排，它可以实现采温送暖及传输蒸汽等等并且配有自动装置，实现现代化和自动化。由于太阳能采暖清洁安全，不会产生传统烧煤采暖炉一氧化碳中毒的危险，减少发生烫伤

21、等意外。适用于大型建筑，如学校、办公室、工厂、养殖温室等，可以免费获得洗浴热水，是可行性很高的节能减排工程。早在20世纪50年代初，太阳能热利用的先驱者Jodan和Therkeld就指出了太阳能的优越性，即可同时提高太阳能集热器效率和加热系统性能。随后，日本、美国、瑞典、澳大利亚等发达国家纷纷投入了大量的人力、物力对太阳能进行深入的研究与开发，在各地实施了多项太阳能示范工程，例如宾馆、住宅、学校、医院、图书馆以及游泳馆等，取得了一定的经济效益和良好的社会效益。 在能源和环境问题日益严峻的今天，太阳能因其具有显著的节能性和环境友好性，得到了越来越广泛的关注。近年来，土耳其、印度尼西亚等发展中国家

22、也对太阳能热泵进行了大量的研究。在产业化发展方面，美国的Solar King系列太阳能供热设备以及澳大利亚的Quantum系列太阳能热水器等就是比较典型的产品范例。在我国太阳能产业发展很快，太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米，在用太阳能热水器总集热面积达1亿平方米，生产量和使用量居世界第一。虽然我国太阳能热水器应用已经相当广泛，但太阳能采暖工程应用却处于起步阶段，已建成的都是单体示范建筑等，太阳能区域供热采暖工程则还没有应用实践。国内部分高校也先后对太阳能供热系统进行了实验及理论研究，取得了一定的成果。天津大学对串联式太阳能供热水系统进行的实验研究和理论分析表明，该系统可以一年四季可靠

23、运行，向用户提供50生活热水，COP达到2.642.85（冬天），2.613.5（夏天）。青岛建筑工程学院对串联式太阳能供暖系统进行了实验研究，该系统具有多功能调节能力，冬季热泵供暖时热泵机组工作稳定，COP平均值达到2.71，具有明显的节能效果。上海交通大学对直膨式太阳能热泵热水器进行了试验研究，该热水器可全天候提供4550生活热水150L，每天耗电量约为1kWh（夏）2 kWh（冬），其分体式结构尤其适合于高层或多层建筑。由于太阳辐射的不连续，在太阳能应用中蓄热是必不可少的。太阳能蓄热根据蓄热量的大小重要分两种：一种为短期蓄热，覆盖需求量的10%-20%，主要用于预热生活水（40%-50%

24、）；另一种为长期蓄热（季节性），蓄热能力可以达到年需求量的50%-80%，可以为房间供暖以及加热生活用水。运用短期蓄热来满足生活热水需求已经开始普及。在欧洲，对太阳能季节蓄热做了大量的研究，并建立了许多实际运用工程。如在德国的Hannover,1350太阳能集热器与2750热水蓄热相结合，可以满足7365供热面积约39%的年供热需求；在Steinfurt，510太阳能集热器与1500砾石-水蓄热相结合，可以满足3800供热面积月34%的年供热需求。在国外欧洲、北美对太阳能供热系统的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑内的小型系统，近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统

25、的工程应用有较快发展。德国是应用太阳能供热技术较早的国家，太阳能采暖技术已经在德国居住区供热设置改造和配套建设中得到广泛推广和应用；欧洲大多数国家都积极鼓励支持利用太阳能，对安装太阳能装置的家庭实行补贴政策，一般补贴为系统造价的2050；以色列80住宅装有太阳能热水器，政府以立法形式规定高度27米以下新建住宅必须安装太阳能热水器。丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统，太阳能集热器设置在大面积空地上，集热器面积1.83万m2，与社区热力网连接，1996年建成运行，年热负荷28GWh/年，同时使用2100m3水箱、4000m3水容量砂砾层及10000m3地下水池蓄热

26、。1.3太阳能供热的发展趋势二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大的突破：一是1954年美国诺贝尔实验室研制出6%的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项突破既是太阳能利用进入现代发展时期的跨时代标志，也是人类能源技术又一次变革的技术基础。70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮。开发利用太阳能成为各国制定可持续发展战略的重要内容。近几年来，建筑供暖能耗不断下降，太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供暖逐渐受到人们的重视。随着光热产业的不断成熟，行业人士一直

27、在探讨太阳能供暖的可行性和经济性，如果能用太阳能供暖，这不仅能极大地推动光热产业的发展，同时也能为节能减排做出重大贡献。中国可再生能源学会太阳能热利用委员会主任、国家太阳能热水器质量监督检验中心总工程师郑瑞澄认为太阳能供暖是非常具发展潜力的太阳能热利用技术，是今后应大力推广的技术。我国太阳能资源最为丰富的地区都是气候寒冷、常规能源比较缺乏的偏远地区，如西藏、新疆、内蒙古等，既有实际的采暖需求、又有充足的资源条件，是应用太阳能供热采暖条件最为优越的地区。但是，这些地区大多比较贫困，缺乏工程示范的经济支撑能力。所以，国家应出台相应的优惠政策，重点扶持这些地区开展太阳能供热采暖的工程示范，在此基础上

28、总结经验，进行可行性研究分析，并在条件成熟后，率先出台推广太阳能供热采暖技术的地方性政策法规，逐步过渡到全国。由于太阳能资源丰富、清洁无污染，既属于一次能源又属于可再生能源，虽然其能源密度低、能量供应具随机性和间歇性，使太阳能的利用受到一定的限制，但随着技术条件的不断进步，将逐渐解决目前太阳能热泵系统所存在的一些问题，使其理论不断得到完善，从而太阳能将作为辅助热源应用在空调、制冷、供暖等各方面，具有广阔的发展前景。而我国处于利用太阳能较有利的区域内，只要具有一定的技术水平和必要的资金投入就可以自由利用。因此采用太阳能热泵技术不仅会极大的减少我国石化能源的消费量，使我国的能源结构得到优化，实现可

29、持续发展计划。业内人士一致认为，太阳能集热器实现供暖是没有问题的，主要是控制系统和辅助能源系统的匹配上，目前没有成熟的技术。1.4 本文要研究的主要内容1). 全面了解太阳能供热系统的基本工作原理和组成结构，并了解其国内外发展的现状、掌握系统总体的原理和设计；2). 主要设计太阳能供热的控制系统的控制方法，力求简单实用，通过TI公司的LM3S811低功耗芯片解决控制方案的各种要求。3). 通过上位机与主控芯片通信，进而协调工作，实现了人机界面交互操作。方便操作人员的工作。第二章 主控制器2.1 MCU的介绍 单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步

30、，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。19711976单片机发展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。19761980低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,

31、虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。19801983高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址范围可达64 KB，个别片内还带有A/D转换接口。198380年代末16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。1990年代至今单片机在集成度、功能、速度、可靠

32、性、应用领域等全方位向更高水平发展。按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。单片机的单机应用的范围包括：(1) 测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等, 达到测量与控制的目的。(2) 智能仪表。 用单片机改造原有的测量、控制仪表, 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。(3) 机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合, 使传统机械产品结构简化, 控制智能化。(4) 智能接口。 在计算机控制系统, 特别是在较大型的工业测、控系统中, 用单片机进行接口的控制与管理

33、, 加之单片机与主机的并行工作, 大大提高了系统的运行速度。(5) 智能民用产品。 如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中, 单片机控制器的引入, 不仅使产品的功能大大增强, 性能得到提高, 而且获得了良好的使用效果。单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。(1) 功能集散系统。 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。(2) 并行多机控制系统。 并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题, 以便构成大型实时工程应用系统。(3) 局部网络系统。单片机按应用范围又可分成通用型和专用型。专用

34、型是针对某种特定产品而设计的，例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等等。在通用型的单片机中，又可按字长分为4位、8位、16/32位，虽然计算机的微处理器在几乎是32/64位的天下，8位、16位的微处理器已趋于萎缩，但单片机情况却不同，8位单片机成本低，价格廉，便于开发，其性能能满足大部分的需要，只有在航天、汽车、机器人等高技术领域，需要高速处理大量数据时，才需要选用16/32位，而在一般工业领域，8位通用型单片机，仍然是目前应用最广的单片机。到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面，单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台

35、向32位高级RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型（典型芯片为87C51）、MASK片内掩模ROM型（典型芯片为8051）、片内FLASH型（典型芯片为89C51）等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM（One Time Programming, OTP)的芯片（典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSHROM的MC

36、U程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位。产品的成熟度,以及投入厂商之多,应用范围之广,真可谓之空前。目前在国外大厂因开发较早,产品线广,所以技术领先.2.2 LM3S811的结构概述Luminary Micro公司 Stellaris所提供一系列的微控制器是首款基于ARM Cortex-M3的控制器，它们为

37、对成本尤其敏感的嵌入式微控制器应用方案带来了高性能的32位运算能力。 这些具备领先技术的芯片使用户能够以传统的8位和16位器件的价位来享受32位的性能，而且所有型号都是以小占位面积的封装形式提供。该 Stellaris系列芯片能够提供高效的性能、广泛的集成功能以及按照要求定位的选择，适用于各种关注成本并明确要求具有的过程控制以及连接能力的应用方案。 该StellarisLM3S 系列使用更大的片上存储器、增强型电源管理和扩展I/O以及控制功能.LM3S811微控制器包括下列的特性：A32位RISC性能采用为小封装应用方案而优化的 32位ARM Cortex-M3 v7M架构。提供系统时钟、包括

38、一个简单的24位写清零、递减、自装载计数器，同时具有灵活的控制机制仅采用与Thumb兼容的Thumb-2指令集以获取更高的代码密度工作频率为50-MHz硬件除法和单周期乘法集成嵌套向量中断控制器（NVIC），使中断的处理更为简捷26 中断具有8个优先等级带存储器保护单元（MPU），提供特权模式来保护操作系统的功能非对齐式数据访问，使数据能够更为有效的安置到存储器中精确的位操作（bit-banding），不仅最大限度的利用了存储器空间而且还改良了对外设的控制B 内部存储器64 KB单周期Flash可由用户管理 对flash块的保护，以2KB为单位可由用户管理对flash的编程可由用户定义和管理的

39、flash保护块8 KB单周期访问的SRAMC 通用定时器3个通用定时器模块(GPTM)，每个提供2个16-位定时器。 每个 GPTM 可被独立配置进行作：作为一个32位定时器 作为一个32位的实时时钟（RTC）来捕获事件 用于脉宽调解器（PWM） 触发模数转换32位定时器模式可编程单次触发定时器可编程周期定时器当接入32.768-KHz外部时钟输入时可作为实时时钟使用在调试期间，当控制器发出CPU暂停标志时，在周期和单次触发模式中用户可以使能中止。ADC事件触发器16位定时器模式 通用定时器功能，并带一个8位的预分频器 可编程单次触发定时器 可编程周期定时器 在调试的时候，当控制器发出CPU

40、暂停标志时，用户可设定暂停周期或者单次模式下的计数 ADC事件触发器16位输入捕获模式 提供输入边沿计数捕获功能 提供输入边沿时间捕获功能16位PWM模式 简单的PWM模式，对PWM信号输出的取反可由软件编程决定 兼容ARM FiRM的看门狗定时器32位向下计数器，带可编程的装载寄存器 带使能功能的独立看门狗时钟 带中断屏蔽功能的可编程中断产生逻辑 软件跑飞时可锁定寄存器以提供保护 带使能/禁能的复位产生逻辑 在调试的时候，当控制器发出CPU暂停标志时，用户可以设定暂停定时器的周期D. 同步串行接口（SSI） 主机或者从机方式运作 可编程控制的时钟位速率和预分频 独立的发送和接收FIFO，8X

41、16位宽的深度 可编程控制的接口，可与Freescale的SPI接口，MICROWIRE或者TI器件的同步串行接口相连 可编程决定数据帧大小，范围为4到16位 内部循环自检模式可用于诊断/调试E. UART 2个完全可编程的16C550-type UART， 带有独立的16x8发送（TX）以及16x12接收（RX）FIFO，可减轻CPU中断服务的负担 可编程的波特率产生器，并带有分频器 可编程设置FIFO长度，包括1字节深度的操作，以提供传统的双缓冲接口。 FIFO 触发水平可设为1/8, 1/4, 1/2, 3/4 和 7/8 标准异步通信位：开始位、停止位、奇偶位 无效起始位检测 行中止的

42、产生和检测F. ADC 独立和差分输入配置 用作单端输入时有4个10位的通道（输入） 采样速率为500,000 次/秒 灵活、可配置的模数转换 4个可编程的采样转换序列，1到8个入口长，每个序列均带有相应的转换结果FIFO 每个序列都可以由软件或者内部事件（定时器，模拟比较器， PWM 或GPIO）触发 片上温度传感器G GPIO 高达1-32个GPIO，具体数目取决于配置 输入/输出可承受5V 中断产生可编程为边沿触发或电平检测 在读和写操作中通过地址线进行位屏蔽 可启动一个ADC采样序列 GPIO端口配置的可编程控制 弱上拉或下拉电阻 2mA、4mA和8mA端口驱动 8-mA驱动的斜率控制

43、 开漏使能 数字输入使能H 灵活的复位源 上电复位 复位管脚有效 掉电（BOR）检测器向系统发出电源下降的警报 软件复位 看门狗定时器复位I 其他特性 6个复位源 可编程的时钟源控制 可对单个外设的时钟进行选通以节省功耗 遵循IEEE 1149.1-1990标准的测试访问端口（TAP）控制器 通过JTAG和串行线接口进行调试访问 完整的JTAG边界扫描J 工业范围内遵循RoHS标准的48脚LQFP封装2.3 ARM Cortex-M3处理器内核ARM Cortex-M3处理器为高性能、低成本的平台提供一个满足小存储要求解决方案（minimal memoryimplementation）、简化管

44、脚数、以及低功耗三方面要求的内核，与此同时，它还提供出色的计算性能和优越的系统中断响应能力。特性包括： 紧凑的内核 Thumb-2指令集，在通常与8位和16位设备相关的存储容量中，特别是在微控制器级应用的几千字节存储量中，提供ARM内核所期望的高性能。 高速的应用通过Harvard结构执行，以独立的指令和数据总线为特征。 优越的中断处理能力，通过执行寄存器操作来实现，这些寄存器操作在处理硬件中断时使用。 存储器保护单元（MPU）为复杂的应用提供特权操作模式。 从 ARM7 处理器系列中移植过来，以获得更好的性能和电源效率。 功能齐全的调试解决方案： 串行线JTAG调试端口 （SWJ-DP） F

45、lash 修补和断点（FPB）单元，用于实现断点操作 数据观察点和触发（DWT）单元，用于执行观察点、触发源和系统性能分析 仪表跟踪宏单元（ITM），用于支持printf 型调试 跟踪端口接口单元（TPIU）用作跟踪端口分析仪的桥接LM3S811微控制器基于Cortex-M3内核，为注重成本的嵌入式微控制器应用，如工厂自动化与控制、工业控制电源设备、楼宇自动化和步进电机提供了高性能的32位运算能力。LM3S811的结构框图如下：图2-12.4 中断ARM Cortex-M3 处理器和嵌套向量中断控制器(NVIC)将区分所有异常的优先等级并对其进行处理。所有异常都在处理器模式中处理。在出现异常时

46、，处理器的状态将被自动存储到堆栈中，并在中断服务程序(ISR)结束时自动从堆栈中恢复。取出向量和保存状态是同时进行的，这样便提高了进入中断的效率。处理器还支持末尾连锁（tail-chaining），这使处理器无需保存和恢复状态便可执行连续的(back-to-back)中断。软件可在7个异常（系统处理程序）以及26个中断上设置8个优先级。系统处理程序的优先级是通过NVIC系统处理程序优先级寄存器来设置的。中断是通过NVIC中断设置使能寄存器来使能的，并且由NVIC中断优先级寄存器来区分其优先等级。你还可以把优先级划分为占先优先级和次要优先级两组。用户可设置的最高优先级(0)在内部看作是优先级4，

47、仅次于复位、NMI以及硬件故障。注意：0是所有可调整优先级的默认优先级。如果你将两个或更多的中断指定为相同的优先级，那么它们的硬件优先级（位置编号越高优先级越低）就决定了处理器激活中断的顺序。例如，如果GPIO端口A和GPIO端口B都为优先级1，那么GPIO端口A的优先级更高。常见的异常类型可归纳如下：表2-1中断向量表如下：表2-22.5系统控制系统控制决定了器件的全部操作。 它提供有关器件的信息，控制器件和各个外设的时钟，并处理复位检测和报告.复位源控制器有6个复位源：1. 外部复位输入管脚（RST）有效，见“RST管脚有效” 在 50页。2. 上电复位（POR），见“上电复位（POR）” 在 51页。3. 内部掉电（BOR）检测器，见“掉电复位（BOR）” 在 51页。4. 软件启动的复位（利用