【正文】 xx大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文基于DSP的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動化時(shí)代，隨著汽車業(yè)與交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，大中城市的道路交通的控制也問題日益突出，然而增加道路以及對車輛運(yùn)行的限制已不是解決該問題最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。如何在現(xiàn)有道路交通設(shè)施的條件下更好的解決交通問題才是我們目前需要考慮的。道路交通燈的控制和很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。因此，一個(gè)好的交道路通燈控制系統(tǒng)，將會給道路擁擠、車輛違章控制等方面給予技術(shù)革新。隨著大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛深入運(yùn)用，智能交通燈控制設(shè)備有了很大的發(fā)展，是目前交通燈控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。本文介紹了一個(gè)智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能主要有：對某市區(qū)的主要交通路口進(jìn)行控制；使各路口有固定的工作周期，并且在道路擁擠時(shí)中控中心能夠改變交通燈的變換周期。該設(shè)計(jì)以DSP TMS320VC5509為路口控制核心，以單個(gè)路口控制為研究對象，與PC機(jī)之間的的通信采用MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換。作為整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)最小研究單元的單個(gè)交叉路口，對于單個(gè)路口的控制方法的研究是整個(gè)交通燈控制網(wǎng)路的研究基礎(chǔ)，具有非常重要的意義。關(guān)鍵詞　交通燈；DSP；CPLDDesign of Integrated Control System of Lights Based on DSPAbstractThe age is an automatic age nowadays and With the rapid development of automobile and traffic management, the heavy traffic problem in the big sities bees more and more serious, and the solution by increasing new road and constraining the vehicle is not the most economical and effective measures. How to solve traffic problems in existing condition is worth considering.Transportation light control and the devices in many professions is closely related with , a good transportation light control system, will give technique innovation hustle for the road, the illegal control with the technical quick development of the large scale integration,the puter techknowledge, and the wide use of the artificial intelligence in the control system, the intelligence control equipment have a very big development, which is the essential direction in the modern science and technology development.This article introduces a design of an intelligence transportation light intelligence39。s transportation light control system can carry out of these functions:Carry on the main transportation street corners of some downtown。Each street corner contain a fixed work period, and control centercan change its period when the traffic is heavy.The design uses the intersection control TMS320VC5509 by DSP core, with a single intersection control as the research object, and the munications between PCs by using MAX232 conversion. As the minimum single intersection in the traffic network research unit，a single intersection control method is the traffic control network research foundation,which has the extremely vital significance. Keywords　traffic lights。Digital Signal Processing。CPLD II 目錄摘要…… IAbstract II第1章 緒論 1 本課題的研究背景 1 交通燈的發(fā)展 1 本課題的研究目的和意義 2 論文研究內(nèi)容 3第2章 DSP芯片選擇 4 DSP的含義及其用途 4 DSP的基本硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5 存儲器和總線結(jié)構(gòu) 5 尋址方式 5 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 6 DSP芯片的選擇標(biāo)準(zhǔn) 6 本系統(tǒng)所用DSP介紹 8 DSP芯片選擇原因 8 TMS320VC5509介紹 8 本章小結(jié) 9第3章 交通燈控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 10 交通燈控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容 10 交通燈的運(yùn)行實(shí)例 10 術(shù)語和解釋 11 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 11 交通燈控制系統(tǒng)基本功能設(shè)置 11 燈組的設(shè)置 12 階段設(shè)置與時(shí)段設(shè)置 12 硬件總體實(shí)現(xiàn) 13 本章小結(jié) 14第4章 硬件部分的設(shè)計(jì) 15 硬件組成 15 硬件各模塊的具體設(shè)計(jì) 16 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 16 電源電路設(shè)計(jì) 16 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 17 JTAG電路設(shè)計(jì) 18 DSP與外圍電路的連接 18 CPLD及相關(guān)電路設(shè)計(jì) 18 DSP與CPLD之間的連接 19 本章小結(jié) 19第5章 軟件部分的設(shè)計(jì) 23 CCS 集成開發(fā)環(huán)境 23 總體設(shè)計(jì)流程圖 24 時(shí)鐘發(fā)生器 25 時(shí)鐘模式寄存器 25 時(shí)鐘工作模式 26 時(shí)鐘模式的初始化設(shè)定 26 信號燈的控制模塊 27 顯示陣列的數(shù)字顯示 29 陣列數(shù)字顯示 29 通用定時(shí)器 31 主程序設(shè)計(jì) 32 本章小結(jié) 32結(jié)論 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄A 37附錄B 41附錄C 45附錄D 48千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空 58 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第1章 緒論 本課題的研究背景隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人 、車 、路三者之間的協(xié)調(diào)已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)城市交通數(shù)據(jù)檢測，交通燈信號控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，他是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。如何采用適合的控制方法，最大限度的利用好耗費(fèi)巨資修建的城市道路，緩解主干道與匝道，市區(qū)同周邊城區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。而DSP是伴隨著微電子學(xué)，數(shù)字信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展而產(chǎn)生的，是體現(xiàn)這三個(gè)學(xué)科綜合科研成果的器件。由于他的特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以把數(shù)字信號處理中的一些理論和算法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，并逐步進(jìn)入控制市場，因而在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文提出了基于DSP的交通燈綜合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 交通燈的發(fā)展19世紀(jì)初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未婚者。后來，英國倫敦議會大廈前經(jīng)常發(fā)生馬車軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)，1868年12月10日，信號燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會大廈的廣場上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國機(jī)械師德哈特設(shè)計(jì)、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈煤氣交通信號燈，這是城市街道的第一盞信號燈。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。后來在信號燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。不幸的是只面世23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。 從此，城市的交通信號燈被取締了。直到1914年，在美國的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過，這時(shí)已是“電氣信號燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號燈。 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。 黃色信號燈的發(fā)明者是我國的胡汝鼎，他懷著“科學(xué)救國”的抱負(fù)到美國深造，在大發(fā)明家愛迪生為董事長的美國通用電器公司任職員。一天，他站在繁華的十字路口等待綠燈信號，當(dāng)他看到紅燈而正要過去時(shí)，一輛轉(zhuǎn)彎的汽車呼地一聲擦身而過，嚇了他一身冷汗。回到宿舍，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。他的建議立即得到有關(guān)方面的肯定。于是紅、黃、綠三色信號燈即以一個(gè)完整的指揮信號家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。中國最早的馬路紅綠燈，是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。從最早的手牽皮帶到20世紀(jì)50年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電子定時(shí)監(jiān)控，交通信號燈在科學(xué)化、自動化上不斷地更新、發(fā)展和完善。交通指揮燈是非裔美國人加萊特在1923年發(fā)明的。此前，鐵路交通已經(jīng)使用自動轉(zhuǎn)換的燈光信號有一段時(shí)間了。但是由于火車是按固定的時(shí)刻表以單列方式運(yùn)行的，而且火車要停下來不是很容易，因此鐵路上使用的信號只有一種命令，通行。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責(zé)在很大程度上是要告訴汽車司機(jī)把車輛停下來。開車的人誰也不愿意看到停車信號。美國夏威夷大學(xué)心理學(xué)家詹姆斯指出，人有一種將剎車和油門與自尊相互聯(lián)系的傾向。他說：駕車者看到黃燈亮?xí)r，心里便暗暗作好加速的準(zhǔn)備。如果此時(shí)紅燈亮了，馬上就會產(chǎn)生一種失望的感覺。他把交叉路口稱作“心理動力區(qū)”。如果他的理論成立的話，這個(gè)區(qū)域在佛羅伊德心理學(xué)理論中應(yīng)該是屬于超我（supere go）而非本能（id）的范疇。新式的紅綠燈能將闖紅燈的人拍照下來。犯事的司機(jī)不久就會收到罰款單。有的紅綠燈還具備監(jiān)測車輛行駛速度的功能。最早的交通燈出現(xiàn)于一八六八年英國倫敦。那時(shí)的交通燈只有紅、綠兩色，經(jīng)改良后，再增加一盞黃色的燈，紅燈表示停止，黃燈表示準(zhǔn)備，綠燈則表示通行。其實(shí),用這三色來作交通訊號和人的視覺機(jī)能結(jié)構(gòu)和心理反應(yīng)有關(guān)。我們的視網(wǎng)膜含有桿狀和三種錐狀感光細(xì)胞。桿狀細(xì)胞對黃色的光特別敏感，三種錐狀細(xì)胞則分別對紅光、綠光及藍(lán)光最敏感。由于這種視覺結(jié)構(gòu)，人最容易分辨紅色與綠色。雖然黃色與藍(lán)色也容易分辨，但因?yàn)檠矍?，對藍(lán)光敏感的感光細(xì)胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。所以，交通燈用什么顏色也是有大學(xué)問的呀！顏色也有活動 (activity)的含意，要表達(dá)熱或劇烈的話，最強(qiáng)是紅色，其次是黃色。綠色則有較冷及平靜的含意。因此，人們常以紅色代表危險(xiǎn)，黃色代表警覺，綠色代表安全。而且，由于紅光的穿透力最強(qiáng)，其他顏色的光很容易被散射，在霧天里就不容易看見，而紅光最不容易被散射，即使空氣能見度比較低，也容易被看見，不會發(fā)生事故。所以我們用紅色表示禁止。 本課題的研究目的和意義為了使交通燈的控制更加靈活，適合各種突發(fā)情況，實(shí)現(xiàn)最佳的交通控制(即在有重要車輛時(shí)，改變信號燈的控制，以有利益重要車輛的快速通過)，同時(shí)系統(tǒng)又不過于復(fù)雜，這里采用了與人們生活方式密切相關(guān)的時(shí)間作為控制依據(jù)。路口的無緊急情況時(shí)，以時(shí)間為依據(jù)控制信號燈，使其按照正常順序運(yùn)行，而當(dāng)有緊急情況時(shí)則按照緊急處理規(guī)則改變信號燈的狀態(tài)變換。所以，路口交通燈的控制規(guī)律是以是否有緊急情況而發(fā)生改變。使信號燈能按預(yù)設(shè)的規(guī)律在不同情況下按要求有不同的配置輸出，這就是交通燈信號控制器的基于DSP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。DSP是電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，該課程不但有較高的理論基礎(chǔ)要求，而且實(shí)踐性很強(qiáng)。通過課程設(shè)計(jì)一方面可鞏固已學(xué)過的理論知識，更重要的是給了我一次獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)踐機(jī)會，培養(yǎng)了我設(shè)計(jì)能力和實(shí)際工作能力，提高了我的動手能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將是對我四年來學(xué)習(xí)的一次綜合測試。通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐工作，會使我學(xué)到許許多多書本上沒有的東西，讓我養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、活潑的工作作風(fēng)。這將是對所學(xué)知識進(jìn)行的一次實(shí)踐，使專業(yè)知識得到鞏固和加深。 論文研究內(nèi)容本文介紹了一個(gè)智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能主要有：對某市區(qū)的主要交通路口進(jìn)行控制；使各路口有固定的工作周期，并且在道路擁擠時(shí)中控中心能夠改變交通燈的變換周期。其詳細(xì)功能是在路口的無緊急情況時(shí)，以時(shí)間為依據(jù)控制信號燈，使其按照正常順序運(yùn)行，而當(dāng)有緊急情況時(shí)則按照緊急處理規(guī)則改變信號燈的狀態(tài)變換。所以，路口交通燈的控制規(guī)律是以是否有緊急情況而發(fā)生改變。使信號燈能按預(yù)設(shè)的規(guī)律在不同情況下按要求有不同的配置輸出，這就是交通燈信號控制器的基于DSP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)以DSP TMS320VC5509為路口控制核心，配合CPLD實(shí)現(xiàn)對外部器件的控制。研究對象為單個(gè)路口控制，與PC機(jī)之間的的通信采用MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換。作為整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)最小研究單