dsp十字路口交通灯设计.doc

绪论 十字路口交通灯在我们的日常生活中随处可见，它为繁忙的道路交通及人们的安全提供了较好的保障。然而，我们只知道交通灯在红、黄、绿三色之间交替更换来控制人车流量，去对其内部的工作原理及软硬件的设计了解很少，因此要通过此次简单道路交通灯控制系统软硬件设计来进一步研究交通灯的内部结构。最重要的是将学习到的DSP系统的组成与原理应用到交通灯的设计当中。 通过《DSP技术及应用》课程设计，使学生能将学到的DSP系统的组成与原理用到具体的实际系统中，加深对DSP系统的理解，是将该门课程与实际问题相连接的关键步骤。通过课程设计，能够提高学生分析问题，解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力，并培养基本的，良好的系统软硬件设计等能力。 课程设计内容及要求 2.1 课题设计内容 DSP课程设计是对《数字信号处理》、《DSP原理及应用》等课程的较全面练习和训练，是实践教学中的一个重要环节。 通过本次课程设计，综合运用数字信号处理、DSP技术课程以及其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题，并使所学知识得到进一步巩固、深化和发展。初步培养学生对工程设计的独立工作能力，掌握电子系统设计的一般方法。通过课程设计，基本技能的训练，如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等，提高学生分析问题、解决问题的能力。 本题目为急救车与十字路口交通灯的设计，目的是熟练掌握DSP定时器的控制、中断系统的应用以及程序的编写调试。 2.2 课程设计要求 1、南北、东西各三个灯（红、黄、绿）； 2、南北、东西两向各有倒计时功能（各两位数码管显示）； （1）南北绿灯、东西红灯，延时20秒 （2）南北绿灯闪3次、东西红灯（6秒） （3）南北黄灯、东西红灯（4秒） （4）南北红灯、东西绿灯（20秒） （5）南北红灯、东西绿灯闪3次（6秒） （6）南北红灯、东西黄灯延时3秒（4秒） （7）回到（1） 3、功能键：（1）启动开关 （2）急救灯的启动开关 4、启动开关按下时，交通灯开始运行，再按一下表示停止。 5、按要求编写课程设计报告书，正确、完整的阐述设计和实验结果。 课程设计总体方案及原理 3.1课程设计总体方案 3.1.1 设计思路 根据DSP的硬件中断、定时器、I/O访问的原理。用定时器定时，用I/O口控制红绿黄灯的开关，用硬件外部中断模拟急救车的到达。有急救车到达时，两向为全红，以便让急救车通过。急救车通过后，交通灯恢复硬件中断前的状态。触发开关(红色按纽)为中断申请，表示有急救车通过。在实验箱上交通灯模块由高8位数据线控制：南北红灯D9、D11为高，南北黄灯D9、D11、D13、D15为高，南北绿灯D13、D15为高，东西红灯D8、D10为高，东西黄灯由D8、D10、D12、D14为高，东西绿灯D12、D14为高。交通灯模块的I/O地址：0x5008h 3.1.2 设计流程图 图3.1 中断程序服务图 图3.2 设计总流程图 图3.3 数码管显示流程图 3.2课程设计原理 3.2.1 系统工作原理 本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。信号灯受芯片中输出高低电平的控制。当锁存器I/O口输出为高电平时，他所驱动的信号灯即发光二极管就会亮起来。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用DSP定时/计数器定时100ms，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由DSP控制发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和DSP中断控制器组成。本次设计中东西南北路口的红灯均亮1秒，信号灯开始工作，东西红灯亮20秒，在东西红灯亮的同时，南北绿灯亮20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮的周期为2秒(亮1秒，灭1秒)。绿灯闪亮3次后灭，东西黄灯亮并维持4秒。到4秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮，同时南北红灯灭，南北绿灯亮。东西红灯亮维持20秒，南北绿灯亮维持20秒，到20秒时，南北绿灯闪亮3次后灭，南北黄灯亮，并维持4秒。到4秒时，南北黄灯灭，南北红灯亮，同时东西红灯灭，东西绿灯亮。紧接着开始第二周期的动作，以后周而复始的循环。 3.2.2 系统工作状态 状态一：南北绿灯、东西红灯，延时20秒，20秒后南北绿灯闪3次，东西红灯延时6秒；如图所示 图3.4 状态一 状态二：南北黄灯、东西红灯，持续6秒； 图3.5 状态二 状态三：东西绿灯、南北红灯，延时20秒，20秒后东西绿灯闪3次，南北红灯持续6秒； 图3.6 状态三 状态四：东西黄灯、南北红灯，持续6秒； 图3.7 状态四 状态五：紧急状态下东西南北均亮红灯； 图3.8 状态五 4 设计步骤及过程 4.1 硬件的选择 4.1.1主控制器的选择 采用TI公司DSP芯片TMS320VC5402。C5