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(shè)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(yīng)的應(yīng)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(zhǔn)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(jìn)口的過程計算機(jī)或小型機(jī)組成，但其價格高，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)控制器存在的問題設(shè)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(dá)到良好的效果。

1 控制平臺硬件設(shè)計
1．1 控制平臺的整體設(shè)計
控制平臺的核心芯片采用Freescale半導(dǎo)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(jī)器人研究、家電控制等領(lǐng)域被廣泛采用。可擁有的開發(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(jī)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(dá)512 KB的閃存和64 KB的SRAM。增強(qiáng)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(qiáng)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。