基于MCF52233的通用远程测控系统平台的研究

2通用模型的软硬件解决方案
2.1基于MCF52233的单芯片方案
　 单芯片解决方案是一种选用带有以太网接口MCU的以太网接入方案，因此，以太网驱动与TCP/IP协议栈的实现需要开发人员完成，软件实现相对较复杂。但是与多芯片解决方案相比,单芯片解决方案具有硬件设计简单、集成度高、成本低廉等优点，而且便于修改和扩充。
　 经过比较，本文采用了单芯片的以太网接入方案，主控MCU选用Freescale公司的32位ColdFire系列微控制器MCF52233[4]。它内部集成了快速以太网控制器FEC(Fast Ethernet Controller）和以太网物理层收发器EPHY(Ethernet Physical Transceiver)，实现了以太网的单芯片解决方案；还拥有UART、I2C、QSPI、PWM以及A/D转换模块等丰富的外围接口，包含32 KB片内SRAM，256 KB片内Flash，总线频率最高可达60 MHz，是Freescale公司大学计划2008年主推的芯片之一。
　 根据硬件模型的设计，测控终端的具体硬件总体设计框图如图4所示，按硬件模块划分为：电源转换模块、开关量输入模块、A/D转换模块、开关量输出模块、PWM输出模块、以太网通信模块、液晶显示模块、手持编程器模块和时钟模块。基于适配性和通用性考虑，预留了8路模拟量输入、8路模拟量输出和8路开关量输入、8路开关量输出作为二次开发的可配置接口。此外，报警灯蜂鸣器控制2个引脚、LCD显示控制3个引脚以及以太网/系统运行指示灯控制3个引脚。在数据通信过程中，串行通信、以太网通信以及I2C通信各需要2个、2个以及4个引脚，共8个引脚。经过仔细分析，测控终端需44个I/O引脚。

根据MCU与外围模块的选型原则，以及对控制器的功能需求与输入输出分析，本文选了表1所示的外围器件和模块，从而确保测控终端芯片工作稳定，进而满足测控系统的通用性。

本文选用80引脚LQFP封装的MCF52233作为测控终端的主控MCU[5]，在充分考虑到布线以及编程的方便后，为各个模块分配了如表2所示的I/O引脚。

2.2 监控平台的软件设计
监控平台软件主要实现对测控终端的配置式二次开发，对所有已配置测控终端的实时信息进行远程监控，并将这些信息存入数据库中以便管理。它是测控系统通用平台必不可少的组成部分，待开发完成后，它就只是作为监控并存储各测控终端信息的辅助工具。监控平台软件按功能划分为数据库管理模块、功能界面模块和网络通信模块3部分，其中功能界面模块包括二次开发模块、参数设置模块、远程监控模块、物理量回归的动态在线校准模块[6]、历史记录查询与导出模块、系统维护模块、用户管理模块以及辅助功能模块共8部分。除了辅助功能模块之外，其他模块都涉及到数据库的操作，包括记录的添加、查询检索、修改、删除等。