基于MCF5225X的液壓升降機(jī)控制器板卡設(shè)計(jì)

毛新剛

摘要：本文描述了如何用NXP公司推出的MCF5225x系列MCU來做為控制核心，來設(shè)計(jì)一款穩(wěn)定性高，成本低的液壓升降機(jī)控制板卡，控制板包括以太網(wǎng)接口、隔離數(shù)字信號(hào)輸入、模擬信號(hào)輸入、隔離信號(hào)輸出、雙向可控硅接口電路，485總線輸出接口。

關(guān)鍵詞：MCF52259;MQX;RTOS;液壓升降機(jī)

引言：液壓升降機(jī)主要是通過液壓油的壓力傳動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)升降的功能，傳統(tǒng)的液壓升降機(jī)控制器自動(dòng)化部分采用PLC控制，在我國，中小型企業(yè)以及準(zhǔn)大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動(dòng)化的道路。本文就是在研究設(shè)計(jì)一款效率費(fèi)用比高的液壓升降機(jī)控制板卡，滿足工業(yè)控制參數(shù)的要求，并能夠達(dá)到良好的效果。

一、硬件設(shè)計(jì)

1、MCF5225x系列MCU

核心芯片采用NXP半導(dǎo)體公司推出32位高效能微控制器系列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。設(shè)計(jì)者可擁有的開發(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、兩條I2C總線，三個(gè)UART，一個(gè)12位A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)密碼加速器單元和一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。V2 coldfire內(nèi)核時(shí)鐘頻率在60 或 80 MHz，并具有容量高達(dá)512KB的閃存和64KB的 SRAM。增強(qiáng)型乘法累加控制器（EMAC）具有硬件除法功能和一個(gè)DMA控制器，增強(qiáng)了系統(tǒng)效能。通用軟件開發(fā)平臺(tái)是CodeWarrior 7.1。

2、485接口設(shè)計(jì)

3、隔離數(shù)字輸入、輸出接口

二、軟件設(shè)計(jì)

1、飛思卡爾MQX RTOS 3.0

系統(tǒng)內(nèi)移值了飛思卡爾MQX RTOS.MQX RTOS是一個(gè)可以裁剪的操作系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的需要配置相應(yīng)的內(nèi)核。MQX軟件擁有強(qiáng)大的、先占式實(shí)時(shí)性能，上下文切換和中斷時(shí)間的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了快速、可預(yù)測的響應(yīng)時(shí)間。其很小的可配置外形保護(hù)了嵌入式應(yīng)用的內(nèi)存空間，在經(jīng)過配置后ROM只有6 KB，包括內(nèi)核、中斷、信號(hào)量、隊(duì)列和內(nèi)存管理器。

2、應(yīng)用層設(shè)計(jì)

本控制板卡可以進(jìn)行兩種模式控制液壓升降機(jī)，分別為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。

手動(dòng)模式：通過腳踏開關(guān)點(diǎn)動(dòng)控制升降機(jī)上下工作，或者通過控制箱上的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)控制升降機(jī)的上下工作。

自動(dòng)模式：

通過光電開關(guān)檢測升降機(jī)上的工件進(jìn)行上升控制，當(dāng)光電開關(guān)檢測到工件被取走時(shí)候系統(tǒng)延時(shí)設(shè)定時(shí)間3～9秒（延時(shí)設(shè)定通過控制板上的一個(gè)按鍵控制，按一次數(shù)字循環(huán)3～9，數(shù)碼管顯示，控制參數(shù)具有掉電存儲(chǔ)功能）。可以選擇自動(dòng)上和自動(dòng)下，具有高位自動(dòng)下降功能取消和開啟功能，通過電路板上的按鍵操作實(shí)現(xiàn)。

顯示任務(wù)的建立：

static ?void ?AppTaskCreate（void）

{

#if（OS_TASK_NAME_EN > 0）

CPU_INT08U ?os_err;

#endif

OSTaskCreateExt（（void（*）（void ? *））AppTaskLED2，/* Create the task for LED2 to blink ? ? ? */

（void ? ? ? ? ? ?*）0，

（OS_STK ? ? ? ? ?*）&AppTaskLED2Stk[APP_CFG_TASK_ LED2_STK_SIZE - 1]，

（INT8U ? ? ? ? ）APP_CFG_TASK_LED2_PRIO，

（INT16U ? ? ? ? ）APP_CFG_TASK_LED2_PRIO，

（OS_STK ? ? ? ? ?*）&AppTaskLED2Stk[0] ，

（INT32U ? ? ? ? ）APP_CFG_TASK_LED2_STK_SIZE，

（void ? ? ? ? ? ?*）0，

（INT16U ? ? ? ? ）OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_ OPT_STK_CLR）;

#if（OS_TASK_NAME_EN > 0）

OSTaskNameSet（（INT8U）APP_CFG_TASK_LED2_PRIO，

（INT8U *）"AppTaskLEDDisplay"，

（INT8U *）&os_err）;

#endif

}

結(jié)語：根據(jù)本方案設(shè)計(jì)出的液壓升降機(jī)板卡具有一定的市場前景，在一定的場合能夠進(jìn)行特定的功能控制，可以代替PLC構(gòu)成的系統(tǒng)穩(wěn)定和低成本的是這個(gè)平臺(tái)的一個(gè)最大的亮點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] MCF52259 Rev.1，02/2009，http：//www.freescale.com

[2] MQXUG Rev.0，1/2009，http：//www.freescale.com

[3] MQXUSBHOSTUG Rev.0，01/2009，http：//www.freescale.com

[4] MQXRTCSUG Rev.0，01/2009，http：//www.freescale.com

（作者單位：無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）