基于MCF5225X的液压升降机控制器板卡设计
2019-09-10毛新刚
毛新刚
摘要：本文描述了如何用NXP公司推出的MCF5225x系列MCU来做为控制核心，来设计一款稳定性高，成本低的液压升降机控制板卡，控制板包括以太网接口、隔离数字信号输入、模拟信号输入、隔离信号输出、双向可控硅接口电路，485总线输出接口。
关键词：MCF52259;MQX;RTOS;液压升降机
引言：液压升降机主要是通过液压油的压力传动从而实现升降的功能，传统的液压升降机控制器自动化部分采用PLC控制，在我国，中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路。本文就是在研究设计一款效率费用比高的液压升降机控制板卡，满足工业控制参数的要求，并能够达到良好的效果。
一、硬件设计
1、MCF5225x系列MCU
核心芯片采用NXP半导体公司推出32位高效能微控制器系列MCF5225x，该产品具有良好的工业连接性，具有USB OTG、10/100 以太网，CAN 总线和加密功能。设计者可拥有的开发工具包括MQX RTOS（带源码）和通信软件堆栈。MCF5225x系列产品具有SPI、两条I2C总线，三个UART，一个12位A/D转换器，一个密码加速器单元和一个随机数发生器。V2 coldfire内核时钟频率在60 或 80 MHz，并具有容量高达512KB的闪存和64KB的 SRAM。增强型乘法累加控制器（EMAC）具有硬件除法功能和一个DMA控制器，增强了系统效能。通用软件开发平台是CodeWarrior 7.1。
2、485接口设计
3、隔离数字输入、输出接口
二、软件设计
1、飞思卡尔MQX RTOS 3.0
系统内移值了飞思卡尔MQX RTOS.MQX RTOS是一个可以裁剪的操作系统，可以根据用户的需要配置相应的内核。MQX软件拥有强大的、先占式实时性能，上下文切换和中断时间的优化实现了快速、可预测的响应时间。其很小的可配置外形保护了嵌入式应用的内存空间，在经过配置后ROM只有6 KB，包括内核、中断、信号量、队列和内存管理器。
2、应用层设计
本控制板卡可以进行两种模式控制液压升降机，分别为手动模式和自动模式。
手动模式：通過脚踏开关点动控制升降机上下工作，或者通过控制箱上的点动开关控制升降机的上下工作。
自动模式：
通过光电开关检测升降机上的工件进行上升控制，当光电开关检测到工件被取走时候系统延时设定时间3～9秒（延时设定通过控制板上的一个按键控制，按一次数字循环3～9，数码管显示，控制参数具有掉电存储功能）。可以选择自动上和自动下，具有高位自动下降功能取消和开启功能，通过电路板上的按键操作实现。
显示任务的建立：
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
}
结语：根据本方案设计出的液压升降机板卡具有一定的市场前景，在一定的场合能够进行特定的功能控制，可以代替PLC构成的系统稳定和低成本的是这个平台的一个最大的亮点。
参考文献：
[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
（作者单位：无锡机电高等职业技术学校）
