Coldfire內核的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(shí)現了以太網(wǎng)接口、USB接口、隔離數字量輸入／輸出、RS 485接口。在該控制板卡的基礎上，采用MQX實(shí)時(shí)操作系統平臺，根據具體對象的控制要求，編寫(xiě)了相應的應用程序。
關(guān)鍵詞：控制器；工業(yè)控制平臺；實(shí)時(shí)操作系統；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(dòng)化道路。工業(yè)控制自動(dòng)化主要基礎自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是前面兩者。傳統的自動(dòng)化系統中，基礎自動(dòng)化部分基本被ECS和PLC所壟斷，過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是由各種進(jìn)口的過(guò)程計算機或小型機組成，但其價(jià)格高，是一種高投資、高效益、高風(fēng)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(wèn)題設計了一款性?xún)r(jià)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(mǎn)足工業(yè)控制參數的要求，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(xiàn)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_(kāi)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(xiàn)，3個(gè)UART，1個(gè)12位A／D轉換器，1個(gè)密碼加速器單元和1個(gè)隨機數發(fā)生器。MCF5225x的加密模塊支持DES，3DES，AES，MD5和SHA-1算法。V2 coldfire內核時(shí)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(gè)DMA控制器，增強了系統效能?？刂破脚_系統功能框圖如圖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。