本文简要介绍了飞思卡尔MK10N512微控制器和MQX操作系统，然后详细介绍了电梯主控系统的硬件和软件设计。件系统设计侧重于通信设备接口和微控制器总线接口的设计。发环境，软件架构，系统初始化，任务设计，通信设计，电梯控制操作等方面。文地址：http：//www.eepw.com.cn/ article / 248893.htm主电梯控制系统;飞思卡尔; MK10N512; MQX操作系统DOI：10.3969 / j.issn.1005-5517.2014.6.008前言随着社会的快速发展，对电梯的需求，因为从上下建筑最初提供运输服务发展安全，舒适，可靠的驾驶体验。对电梯控制的要求越来越高，以前的继电器控制技术无法满足当前的需求。微处理器和微控制器的嵌入式控制系统已取代继电器控制系统，已成为当今电梯的标准控制系统。制芯片MK10N512的主要介绍是ARM Cortex-M4微控制器系列芯片，具有高功耗，高数据安全性和高性能。SVCall和PendSV的中断心脏的ARM Cortex-M4是理想的切换操作系统的实时任务，以及集成实时时钟模块提供系统时钟进行实时操作系统。MK10N512芯片具有1.71至3.6V的宽工作电压和低至1.71V的闪存编程电压，其最高工作频率为100MHz。据电梯控制的要求，该频率下的处理性能达到125DMIPS。述MK10N512具有内置在512 KB闪存的闪存，高速内部存储器RM 128K和容易扩展外部存储器的一个多功能的FLEXBus外部总线接口和I / O其通信模块包括2个CAN通道，5个UART通道和3个SPI通信模块通道，以满足系统和外部通信和扩展的要求。成RTC实时时钟模块考虑时的电梯故障记录的主控制系统，这是方便工程人员在现场跟踪和解决的时间。MK10N512的扩展温度特性介于-40和105°C之间，与电梯控制柜的恶劣环境相对应。的来说，MK10N512是一款高性能，经济高效且可靠的微控制器，可满足电梯控制系统的要求。MQX操作系统简介MQX是飞思卡尔半导体工业控制，汽车电子和消费电子产品的集成实时操作系统（RTOS）。MQX采用微内核结构，具有标准的API接口和模块化架构，支持DOS文件系统，TCP / IP协议栈和USB协议栈等。提供理想的实时性能，截止和便携性。MQX是一个免费的开源操作系统，它提供了大量的包BSP，PSP和Freescale.Les用户飞思卡尔微控制器的微控制器可以使用免费的MQX操作系统的应用例，特别是对飞思卡尔。
发用于控制器的实时嵌入式系统。MQX包括集成操作系统的基本和集成功能，例如任务管理，中断处理，内存管理，时间管理和日志管理。MQX将其功能实现为组件，可以分为主要组件和可选组件，如图1所示[1]。1的中心部分是主要部件，周围的周边是可选部件。要组件包括初始化，RR歌唱，轻信号量和基本内存服务。选组件包括作业管理，格式化I / O，中断等。梯控制系统包括主控制系统，车队通信驱动系统，发动机拖动系统和门控系统，如图2所示。控制系统为电梯控制系统的心脏，它负责呼叫处理，发送命令到电机驱动系统和门控制系统，电梯运行的控制和门的开启和关闭，以及故障的检测。集的通信控制系统负责将来自着陆呼叫按钮和汽车的信号发送到主控制系统。动机制动系统负责从主控制系统接收电流控制并使用变频技术来驱动发动机。控制系统负责接收主控制系统的开启和关闭指令以及用于自动打开和关闭门的电梯控制。动驱动系统和门控制系统还将它们自己的操作状态信息发送到主控制系统。面详细描述主控制系统的硬件和软件设计。图3中示出了主控制系统中的电梯的主控制系统的硬件结构图的硬件设计的CAN通信模块使用TJA1040T芯片，其与所述电子卡呼叫通信主要连通电梯着陆和机舱控制箱呼叫电子通信卡。信波特率为100 kbps。RS485通信模块使用MAX485EESA 芯片提供电梯与智能楼宇管理系统之间的通信，其波特率可达57.6 Kbps。RS232通信模块使用SP232ACN-L / TR芯片调试电梯的主控制系统。MK10N512微控制器通过FlexBus连接到外部存储器，以扩展所需的静态SRM系统并关闭电源以维持FeRM。述SRM模块采用静态存储器SRAM赛普拉斯CY7C1049DV33，具有容量512 KB和一个8位数据总线，由强电介质芯片的FeRAM FM28V020 Ramtron的，一个32 KB的容量并维持一个8位数据总线。控制器使用一个MK10N512的FLEXBus多功能外部总线接口，用于与外部芯片CY7C1049DV33和FM28V020接口，如图4中的FLEXBus接口包括由所述用户选择信号（FB_CS [5 5个芯片可编程：0]）和芯片选择信号FB_CS [5：0]由基址寄存器FB_CSARn芯片选择和FB_CSMRn片选屏蔽寄存器控制。址寄存器FB_CSARn [31:16]指定访问地址的高16位和芯片选择掩模的寄存器FB_CSMRn [31:16]用于屏蔽的地址的低16位访问。址寄存器FB_CSARn限定的最大空间用于访问设备216 = 64K，最大访问设备区域与掩模寄存器是232 = 4 GB。这种设计中，SRAM容量为512 KB，位于CS0区域。此，必须使用掩码寄存器定义，恒温阀芯例如FB_CSAR0 [31:16] = 0x6000; FB_CSMR0 [31:16] = 0x0007，其表面容量为2（16 3）= 512千字节。FeRAM的容量是32 KB，位于区域（C S）1，它足以限定基址寄存器，如FB_ CSAR0 [31:16] = 0x6010。FlexBus接口可以连接到8位，16位，32位数据总线，用于字节，字和长字的操作数传输。FlexBus接口还支持突发传输，每个周期最多可传输16个字节。设计使用8位数据总线。了提高效率，突发传输用于在一个周期内实现4周期传输。述FB_AD31-24主轴MK 0 1 N 5 1 2被连接到数据线d 7 – 存储器的d 0，使得数据传输对齐left.The FB_CSCR0控制寄存器的定义如下：FB_CSCR0 [BLS] = 0B，FB SCCA _ 0 [PS] = 0 b 1，FB BSTR _ 0 [PS] = 1b中，FB _ CSCR0 [BSTW] = 1b中。控制系统软件开发环境Code Warrior Developer Studio 10.2开发环境是飞思卡尔为其微控制器开发的集成开发环境。是一个基于eclipse框架的集成开发环境，包括项目管理器，文本编辑器，汇编器，C / C 编译器，链接器和调试器。以通过安装插件来添加MQX实时操作系统调试工具。MQX调试工具可以监视系统内核数据，作业执行状态以及内存，信号量和事件使用情况，这对于基于系统的程序调试非常有用。MQX操作系统。比于其他的集成开发环境，战士代码开发工作室10.2提供了最新的支持，飞思卡尔最快最好的微控制器和操作系统MQX实时。软件的软件体系结构在图5中，采用的分层结构包括PSP（服务处理器包），BSP（板服务包）MQX内核的同步控制程序，中断控制程序的任务被示出电梯控制和通信数据处理任务。PSP和BSP是初始化CPU，嵌入式设备，总线接口，通信接口和用于访问硬件的接口的硬件驱动程序。MQX内核是一个操作系统层，提供系统级服务和接口功能，如任务管理，内存管理，任务之间的通信和同步，任务管理。断和时间管理。步控制程序和中断控制程序构成系统的中间层，它是电梯任务和操作系统的中间控制层。据电梯任务的特点，调用操作系统API任务接口以执行电梯任务的计划和处理。梯控制任务和通信数据处理任务构成用户层。梯控制任务负责根据召集信息控制电梯的运行。理通信数据的任务是主系统之间的数据通信的数据控制器和解除调试工具，呼叫系统，该建筑物的智能控制系统，和数据的传输与电梯控制任务的通信。统初始化系统上电后，首先初始化硬件，即将初始值分配给MCU的内部寄存器和外设寄存器，包括初始化堆栈指针的SP寄存器的值。后初始化由程序定义的变量，包括重置没有初始值的变量;对于具有初始值的变量，初始值从ROM分配给RAM，并初始化程序定义的对象。述的初始化完成后，将实时操作系统MQX可以初始化，MQX系统存储器空间中创建，最基本的部件被初始化时，IDLE任务和执行任务执行自动Main_task并自动执行Main_task任务。时，MQX系统的初始化即将完成，然后可以启动用户任务程序的初始化。Main_task任务初始化同步控制程序，中断控制程序，电梯控制任务和通信数据处理任务。
旦main_task任务完成初始化用户任务，则检查定时控制程序和中断控制程序，并且系统开始执行电梯控制任务和检查任务。理通信数据。统初始化过程如图6所示。务设计如图5所示，用户任务包括通信数据处理任务和电梯控制任务。务按优先级顺序执行，高优先级任务可以抢占非优先级任务。信数据处理任务的特征在于小代码尺寸和实时高要求。信数据处理任务的优先级设置大于电梯控制任务，并且中断控制程序调用MQX任务调度API函数以执行其操作的控制。梯控制任务是电梯控制应用的主要部件，其特征在于大量的代码和大量的存储器和CPU资源。了允许程序的每个部分根据需要实时运行，电梯控制任务分为根据不同周期执行的任务（详见5.6电梯功能控制设计）。于具有较高实时要求的电梯运行的运行控制，运行周期较短，例如运行周期的定义为20ms。理具有较低实时要求的提升状态信息具有较长的运行时间，例如设置200ms的运行时间。期性任务的当前程序由调用MQX任务调度API函数的同步控制程序实现。了保证周期性任务的实时执行，时间控制程序监视周期性任务的执行时间。
执行时间超过预定义时间时，CPU负载率为太高，时间控制程序报告故障信息。叫设计通信呼叫该通信包括轿厢呼叫通信和着陆呼叫通信，它们使用独立的CAN端口通信实现，如图2所示。7.汽车呼叫通信网络包括主门控制盒，停用的控制箱，辅助门控制箱和停用的辅助门控制箱。陆呼叫通信网络包括32层呼叫节点。
信采用主从通信方式，主控系统为主机，轿厢呼叫和登陆呼叫为从属。机轮询每个通信信道的所有从属。信数据包分为公共数据和终端数据。共数据是广播数据，并且每个网络通信终端接收和处理数据分组。共数据的内容主要是电梯运行中，数字地面显示数据的方向，并用于控制区域和所述呼叫区域为操作显示信息电梯。信终端仅接收公共数据而不回复。每个通信周期中，在主控制系统发送了公共数据之后，它开始从终端发送数据以询问每个终端。端数据包括关于标识号的信息。个终端监听通信网络的数据，并且当标识号信息与本地终端一致时，它接收，处理和响应。车的通信网络的通信定时示于图8和着陆通信网络的通信定时示于图9的电梯控制运行的设计的控制任务的操作电梯包括信号输入/输出处理，电梯模式处理，呼叫处理，门切换处理，电梯控制处理，数据处理电梯的状态和故障的处理。号输入/输出的处理负责处理电气系统的各种操作，检测的输入和指令输出信号到各种电气设备的呼叫信号的切换信号输入端。梯的运作模式决定基于所述操作开关，输入端的电梯的操作模式，例如高速正常操作模式，在低速的维护运转模式和消防员的操作方式。不同的模式中，电梯的执行速度，门切换模式和调用过程是不同的。用过程负责管理汽车呼叫信号并通过通信网络接收并处理信号输入。集过程根据用户服务层的要求处理该电梯的呼叫时，自动调用的应用程序作为所述智能卡和该组的分配响应于几个电梯组来电。开关处理负责根据电梯的运行状态，开关门的操作信号和面板检测信号确定电梯开关门。摸安全门和光幕，并通过输入/输出处理模块将开关门控制器传送到门控系统。升操作控制过程基于调用信号来控制一系列正在进行的动作，例如启动，加速，执行，减速和关闭。梯。梯运行状态信息的处理负责电梯楼层显示的处理，运行状态显示，登机语音提示，通过输入/输出信息处理模块将站时钟，站LED等以及处理后的信息发送到每个终端。异常的情况下，电梯的以下动作进行控制基于默认级别，例如达到最近的楼层之后立即停止或门开口，然后服务关闭，故障处理也记录故障发生时。关电梯运行状态和每个输入和输出端口状态的信息使维护人员能够快速管理故障并恢复电梯的运行。论随着社会的快速发展和信息技术的快速发展，主电梯控制系统必须朝着智能化和网络化的方向发展。梯必须具有智能设置和智能预诊功能，能够自动调整自己的设置以适应用户的需求和季节变化，并提供更加个性化的服务。障发生之前，电梯的某些部分，并迅速的主控制系统的诊断故障通知维护人员维修或更换，以避免电梯的故障和被阻止或中断服务。梯必须联网，是物联网不可分割的一部分。督升降机，制造商和维修单元能够监视和通过终端，例如计算机和移动电话查询电梯的运转，减少了对现场不必要检查的数量，提高了操作效率和维护。里所描述的主控制系统提升可以通过添加传感器实现的智能控制和智能预诊断功能并切换détection.Il可以通过RS485接口无线地连接到所述通信单元保留给电梯网络。
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