工业电子中的低成本ARM系列LM3S101微控制器的结构与应用

LM3S101是美国Luminary公司生产的、基于ARMCortex-M内核的32位微控制器芯片，它的销售价格在1美元以下，在构建同等性价格比的应用系统时成本很低。广州周立功单片机发展有限公司推出了以学习和评估该芯片为目的的开发套件EasyArm101。该套件由H-JTAG调试器、开发板、KeilμVision开发工具包、各类驱动程序库、文档以及与实例程序配套的相关元器件等组成。 1 LM3S101芯片的架构与特点 1.1 架 构 图1是LM3S101 芯片电路图和EasyArm101开发套件实物图。 LM3S101采用哈佛架构、Thumb-2指令集。芯片内部集成了8 LM3S101是一款由美国Luminary公司设计的32位微控制器，它基于ARMCortex-M内核，特别适用于需要低成本解决方案的工业电子应用。该芯片的价格低于1美元，提供了高性价比的选择。为了方便用户学习和评估，广州周立功单片机发展有限公司开发了EasyArm101开发套件，该套件包括H-JTAG调试器、开发板、KeilμVision开发工具、驱动程序库、文档和实例程序所需的元件。 LM3S101的架构采用了经典的哈佛架构，这使得数据和指令存储空间独立，提高了处理速度。芯片内置8KB的单周期Flash ROM，用于存储程序代码，以及2KB的单周期SRAM，用于临时数据处理。此外，它还配备了两个32位定时器、一个同步串行接口（SSI）、一个符合ARM FiRM规范的看门狗定时器、一个UART、两个模拟比较器和18个GPIO引脚，能够满足多种控制需求。时钟频率可达20MHz，确保了高效的数据处理能力。 该芯片的应用特点包括简单的存储管理、硬件位操作支持、快速中断响应机制、丰富的定时器和脉宽调制（PWM）功能，以及同步和异步串行接口，适合于实时控制和通信任务。 开发环境和过程通常使用像Keil μVision3 for ARM这样的集成开发环境。该软件提供了编译器、链接器和调试器等功能，并且可以使用Stellaris Drive Library，这是一个专门为LM3S系列控制器设计的函数库。开发过程包括安装软件、调试器驱动、设置编译器、建立新工程、导入驱动库文件以及进行程序调试。一旦程序编写完成并通过编译，可以通过下载到LM3S101芯片进行实际应用。 在具体应用案例中，LM3S101可以用于直流电动机的调速控制。通过调节PWM输出的占空比，可以实现电机的正反转和不同速度的控制。例如，使用按键控制占空比，当占空比大于或小于50%时，电机将正转或反转，通过调整占空比的大小可以改变电机转速。 另外，LM3S101也可用于步进电机的运行控制。通过设置不同的输入控制信号，如使能位、转向控制和步进数量，可以精确控制步进电机的转动方向和角度。在编程中，需要初始化设置并根据中断服务程序调整电机状态。 LM3S101以其低成本和强大的功能，成为工业电子领域中理想的选择。开发人员可以利用各种开发工具和库，轻松地实现复杂控制任务，同时保持系统的高效和经济性。