Coldfire內(nèi)核的MCU通用工業(yè)控制平臺

摘要：為了解決我國中小企業(yè)高效、低成本通用控制平臺的需求，設計了基于Freescale公司推出的MCF5225x系列MCU作為控制核心的工業(yè)控制板卡，采用了模塊化思想，實現(xiàn)了以太網(wǎng)接口、USB接口、隔離數(shù)字量輸入／輸出、RS 485接口。在該控制板卡的基礎(chǔ)上，采用MQX實時操作系統(tǒng)平臺，根據(jù)具體對象的控制要求，編寫了相應的應用程序。
關(guān)鍵詞：控制器；工業(yè)控制平臺；實時操作系統(tǒng)；USB接口

0 引言
在我國，中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的是低成本的工業(yè)控制自動化道路。工業(yè)控制自動化主要基礎(chǔ)自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是前面兩者。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)中，基礎(chǔ)自動化部分基本被ECS和PLC所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成，但其價格高，是一種高投資、高效益、高風險的發(fā)展模式，令眾多企業(yè)望而卻步。本文針對目前工業(yè)控制器存在的問題設計了一款性價比高的通用工業(yè)控制平臺，經(jīng)測試該通用控制平臺能滿足工業(yè)控制參數(shù)的要求，并能夠達到良好的效果。

1 控制平臺硬件設計
1．1 控制平臺的整體設計
控制平臺的核心芯片采用Freescale半導體公司推出的32位高效能微控制器MCF5225x，該產(chǎn)品具有良好的工業(yè)連接性，具有USB OTG、10／100以太網(wǎng)，CAN總線和加密功能，其在工業(yè)控制、機器人研究、家電控制等領(lǐng)域被廣泛采用?？蓳碛械拈_發(fā)工具包括MQX RTOS(帶源碼)和通信軟件堆棧。MCF5225x系列產(chǎn)品具有SPI，2條I2C總線，3個UART，1個12位A／D轉(zhuǎn)換器，1個密碼加速器單元和1個隨機數(shù)發(fā)生器。MCF5225x的加密模塊支持DES，3DES，AES，MD5和SHA-1算法。V2 coldfire內(nèi)核時鐘頻率為60 MHz或80 MHz，并具有容量高達512 KB的閃存和64 KB的SRAM。增強型乘法累加控制器(EMAC)具有硬件除法功能和1個DMA控制器，增強了系統(tǒng)效能。控制平臺系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。

該控制平臺主要由以下部分組成，MCF52259控制器、RS 485接口、USB接口、隔離數(shù)字信號輸出／輸入接口、以太網(wǎng)口、模擬信號輸入接口及電源接口。