根据dsp交通灯的设计.doc
《根据dsp交通灯的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《根据dsp交通灯的设计.doc(27页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、, 盐 城 师 范 学 院毕业论文(设计) 20132014 学年度基于基于 DSP 的十字路口交通灯的的十字路口交通灯的设计设计 学生姓名 周志豪 学 院 黄海学院 专 业 电子信息工程 班 级 10(12) 学 号 10418208 指导教师 邱作春 2014 年 5 月 20 日,毕业论毕业论文(文(设计设计)承)承诺书诺书本人郑重承诺:1、本论文(设计)是在指导教师的指导下,查阅相关文献,进行分析研究,独立撰写而成的。2、本论文(设计)中,所有实验、数据和有关材料均是真实的。3、本论文(设计)中除引文和致谢的内容外,不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。4、本论文(设计)如有剽窃
2、他人研究成果的情况,一切后果自负。学生(签名): 2014 年 5 月 20 日,基于基于 DSP 的十字路口交通灯的的十字路口交通灯的设计设计摘 要本文主要介绍一种基于数字信号处理的交通信号灯的设计,该系统能够完成的主要功能有:对城市主要十字路口路口进行控制;使各路口有固定的工作周期。该设计的主控芯片为 TMS320LF2407,以对单个路口控制为研究对象,单个路口作为整个交通网络最基本的组成单元,对于单个路口的控制方法的研究是对整个交通网络研究的基本,具有非常重要的意义。关关键词键词: :TMS320LF2407、交通信号灯、CCS 开发软件,The traffic lights cros
3、sroads based on DSP designABSTRACTThis design introduces a DSP-based traffic light control system design , the main function of the system can be achieved are: to control the citys main traffic junctions ; make each intersection with a fixed duty cycle. The design for the TMS320LF2407 to a single in
4、tersection control for the design, a single junction transport network as a whole, the basic component unit , a control method for the study of a single junction is the basic research of the entire transport network , has a very important meaning.KEY WORDS: :TMS320LF2407, traffic light, Code Compose
5、r Studio,目目 录录前言 .11 设计总体方案.21.1 设计思路.21.2 红绿灯系统工作流程图.21.3 系统工作原理.31.4 系统设计流程.31.5 设计小结.32 硬件的选择.42.1 主制器的选择.42.1.1 TMS320LF2407 的基本特点和资源配置.42.1.2 DSP 引脚功能介绍 .42.2 电压转换芯片的选择.52.3 锁存器的选择.62.4 CPLD 的选择.62.5 指示灯输出电路.72.6 系统总硬件电路.83 DSP 芯片的开发工具介绍.93.1 CCS(Code Composer Studio).93.1.1 主要功能.93.1.2 CCS 的主要
6、组件.103.2 DSP 的编程.103.3 DSP 的命令文件编写.113.4 C 语言的中断处理.114 系统调试.114.1 硬件调试.114.2 软件调试.114.3 程序流程图.124.4 运行状态.124.5 实验结果分析.145 总结.14参考文献.15附录.17,前前言言19 世纪初在美国首次出现了运用电气工作的交通信号灯。这种交通信号灯是由红绿两种颜色的发光器件组成。红灯表示“停止”,绿灯表示“通过”。随着这些年我国经济的迅猛发展,我国城市基础交通管控系统出现了不少用传统方法不好解决的问题。同时交通拥挤现象日益常见,由于交通堵塞造成的经济损失越来越严重。现在交通管理系统已不能
7、很好的匹配我国经济快速发展发展的要求。在车流控制中引入以数字信号处理为基础的交通灯控制代替人工在十字路口的指挥,此举将会大大提高城市交通的安全性、同时也能很大程度上提高交通管控的服务质量。随着近些年中国车辆的不断增加,怎么很好的解决交通拥堵问题将是一个我国必须面对且必须解决的问题。拥有一个良好的交通管理系统,将会很大程度的节省社会资源的浪费,同时也会为了更好的实现和谐的城市交通发挥更多作用。,1设计总设计总体方案体方案1.1 设计设计思思路路一个较好的交通信号灯控制系统,会使在道路拥挤车辆违章管制等方面产生技术层次的革新。交通灯分为红绿两色,东,西,南,北各一组信号灯,用红绿灯亮灭来实现对车辆
8、通行的控制:绿色的信号灯亮表示通行,绿色的信号灯闪烁表示信号灯将要改变,红色的信号灯亮表示禁止通行。同时设计时需要考虑东西方向和南北方向信号灯的亮灭对称问题。本设计依据数字信号处理中的硬件中断模块、I/O访问的原理,以及定时器功能。用定时器定时, I/O口控制红绿灯的亮灭。本设计的交通灯模块是由低8位数据线控制。1.2 红绿红绿灯系灯系统统工作流程工作流程图图正常情况下系统工作流程如图 1-1 所示。开始南北红灯、东西绿灯,延时 20秒东西绿灯闪 3 次、南北红灯东西红灯、南北绿灯,延时 20秒南北绿灯闪 3 次、东西红灯,图 1-1 系统工作流程图1.3 系系统统工作原理工作原理本设计的硬件
9、是由 DSP 模块、LED 模块等组成。信号灯受芯片中输出高低电平的控制。定时模块采用硬件定时和软件定时相组合的方法,再用软件计时实现所需要的定时。本次设计中首先南北方向红灯亮 20 秒,在南北方向红灯亮的同时,东西方向绿灯亮 20 秒。当系统运行到 20 秒时,交通灯东西方向的绿灯闪烁 3 次,而后南北方向绿灯亮维持 20 秒,东西方向红灯亮维持 20 秒,系统再次运行 20 秒后,南北方向绿灯闪烁 3次后,东西方向的红灯灭,东西方向的绿灯亮。而后的时间交通灯的工作将重复以上环节。1.4 系系统设计统设计流程流程本设计主要实现对交通灯的智能控制,具体操作方式需结合实际硬件选择,软件编写来实现
10、。设计流程如图1-2所示。交通灯需要的功能软件设计硬件设计具体调试实现具体功能,图 1-2 设计流程图1.5 设计设计小小结结本章主要是介绍基于 DSP 的交通灯控制系统的功能和总体方案的构思与实际设计方向。主要是从系统实际的的总体功能为出发点,详细展开讨论了交通灯系统的总体设计的可行性方案。关于硬件选择,电路的搭建,软件设计,后期的调试等更加细致的问题,将在下面的章节展开讨论。2硬件的硬件的选择选择2.1 主控制器的主控制器的选择选择本设计采用的是美国TI公司的经典DSP芯片TMS320LF2407。此系列的的CPU结构设计成本很低廉、功耗也相对较低、但是性能却很优秀。TMS320LF240
11、7采用改进后的哈佛处理结构,指令采用流水顺序操作。TMS320LF2407的运算数据非常快,单次指令处理周期只需要10ns。同时,LF2407片内集成了更多的外部设备 ,构成了真正意义上的数字信号处理器。TMS320LF2407提供的串口功能和数据传送功能很大程度上方便它在通信领域的应用。2.1.1 TMS320LF2407的基本特点和资源配置该TMS320LF240 x系列DSP控制器是新一代数字信号处理器(DSP)控制器的新成员同时也是定点DSP的TMS320C2000平台的一部分。此系列芯片内部集成更多外设,以提供真正的单芯片DSP控制器。虽然代码与现有C24X DSP控制器的设备通用,
12、 但是240X提供了更高的处理性能。TI公司的240X一代DSP提供更大的存储容量,以满足各种应用所需的数组。同时高,达32K字闪存容量很好解决了工业化生产时产生的成本效益问题和可重编程问题。 所有的240XDSP提供已经被优化的数字电机控制模块和电源转换模块。该模块的功能包括中心或边缘对齐,避免可编程死区,并同步模拟到数字的转换。2.1.2 DSP引脚功能介绍TMS320LF2407 数字信号处理器具有 144 条引脚,如图 2-1 所示。图 2-1 TMS320LF2407 数字信号处理器引脚图2.2 电压转换电压转换芯片的芯片的选择选择本设计采用74LVC16245A作为电压转换芯片。该
13、74LVC16245A是专为数据总线之,间的异步通信而设计的,实现最大限度地减少了外部定时要求。该芯片可作为两个8-bit收发器或一16-bit收发器。74LVC16245A的输入端可承受5.5V信号,其输出信号的电平为3.3V。其功能是完成对芯片内部的Flash的编程工作,当程序在PC机上调试通过后,通过此接口就可以把程序完整地下载到Flash中去。74LVC16245A引脚如图2-2所示。 图 2-2 74LVC16245A 引脚图2.3 锁锁存器的存器的选择选择该74HC573是高速的Si- gate CMOS芯片,且引脚与低功率肖特基兼容TTL(输入通道) 。当LE为高电平时,数据在在
14、D输入锁存器。在这种条件锁存器是透明的,即一个锁存输出将改变状态每次其相应的D-输入变化。74HC573引脚如图2-3所示。,图 2-3 74HC573 引脚图2.4 CPLD 的的选择选择本设计是采用 CPLD(XC95144)给 DSP 扩展了一个 I/O 口,来实现 DSP 对 I/O 口的访问。它是由八个功能块构成,提供 3,200 个可用逻辑门同时系统仅有 7.5 ns 的传播延迟。电源管理中 XC95144 芯片会主动关闭未使用的宏单元,以减少功耗。它的特点如下: 144 个宏单元 3200 可用门;多达 133 个用户 I / O 引脚; 10000 次编程/擦除循环寿命;增强的
15、引脚锁定架构;灵活的 36V18 功能块;用户可编程的接地引脚功能;设计保护模式扩展安全功能; 3.3 V 或 5 V 的 I / O 能力。XC95144引脚图如图2-4所示。,图 2-4 XC95144 引脚图2.5 指示灯指示灯输输出出电电路路交通信号灯电路如图 2-5 所示。图 2-5 交通信号灯模块图此模块由发光二极管和一个锁存器组成。LF2407 DSP 产生的数据低八位电平输入信号,同时锁存器的控制信号由 LF2407模块输出,但必须经由 CPLD 模块译码后再控制锁存器。,2.6 系系统总统总硬件硬件电电路路系统硬件图如图 2-6 所示。图 2-6 系统硬件图3DSP 芯片的开
16、芯片的开发发工具介工具介绍绍DSP 芯片的功能实现需要一套完备的软件和硬件开发工具。DSP 芯片的开发工具可以分为程序生成工具和程序调试工具两大类。C 语言编译器将高级的 C 语言源程序自动编译成 DSP 需要的的汇编源代码程序。汇编器的功能是将汇编语言程序文件汇编成低级的机器语言,在源文件中包含了汇编指令,宏命令等。链接器把汇编生成的 COFF 目标文件组合成一个可执行的 COFF 目标模块。它能调整并解决外部符号参数。链接器的输入是 COFF 目标文件和由此产生的目标库,它也可以接受来自文档管理器中的目标文件。,3.1 CCS(Code Composer Studio) CCS(Code
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 根据 dsp 交通灯 设计
限制150内