【正文】 ....................................................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 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 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(hào)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 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 本課題的研究背景 隨著社會(huì)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。而 DSP 是伴隨著微電子學(xué)，數(shù)字信號(hào)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。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。后來在信號(hào)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。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(hào)燈。一天， 他站在繁華的十字路口等待綠燈信號(hào)，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。 中國最早的馬路紅綠燈，是于 1928 年出現(xiàn)在上海的英租界。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(hào)只有一種命令 ，通行。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。 新式的紅綠燈能將闖紅燈的人拍照下來。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。由于這種視覺結(jié)構(gòu)，人最容易分辨紅色與綠色。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。路口的無緊急情況時(shí)，以時(shí)間為依據(jù)控制信號(hào)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(hào)燈的狀態(tài)變換。通過課程設(shè)計(jì)一方面可鞏固已學(xué)過的理論知識(shí)，更重要的是給 了我 一次獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)踐機(jī)會(huì)，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(dòng)手 能力。 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)。使信號(hào)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(hào)控制器的基于 DSP 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2章 DSP 芯片選擇 DSP的含義及其用途 自從 20 世紀(jì) 80 年代初期第一片數(shù)字信號(hào)處理器 (Digital Signal Processor)問世以來， DSP 就以數(shù)字器件特有的穩(wěn)定性、可重復(fù)性、可大規(guī)模集成，尤其是可編程性和易于實(shí)現(xiàn)自 適應(yīng)處理的特點(diǎn)，給數(shù)字信號(hào)處理的發(fā)展帶來巨大的機(jī)遇，使得信號(hào)處理手段更加靈活，功能更加強(qiáng)大。用 DSP 開發(fā)的產(chǎn)品其成本和風(fēng)險(xiǎn)也比定制的 IC產(chǎn)品相對(duì)要低，特別是對(duì)于批量比較 少 的產(chǎn)品，如果用定制 IC 來實(shí)現(xiàn)開發(fā)成本將難以忍受。后者數(shù)字信號(hào)處理器是用來完成數(shù)字信號(hào)處理要求的具有特殊結(jié)構(gòu)的一種微處理器，即我們經(jīng)常所說的 DSP 器件。輸入信號(hào)可能是人的語音信號(hào)、傳真機(jī)信號(hào)或在數(shù)字鏈路中傳輸?shù)囊曨l圖像信號(hào)。應(yīng)當(dāng)指出，并非所有的 DSP 系統(tǒng)都具有圖 21 模型中的部件。 存儲(chǔ)器和總線結(jié)構(gòu) DSP處理器有著更高的存儲(chǔ)器帶寬。哈佛結(jié)構(gòu)最通常的方法就是使用多個(gè)存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器都有自己的總線，不同的 是 存儲(chǔ)器在一個(gè)周期內(nèi)可以同時(shí)讀寫。這種分離的程序和數(shù)據(jù)總線，可允許同時(shí)獲得來自程序存儲(chǔ)器的指令字和來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作數(shù)而互不干擾，這樣使得其可以同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行尋址。 尋址方式 和傳統(tǒng)的微處理器相比， DSP提供了更多的尋址方式，以適應(yīng) DSP的特定處理要求，更多的尋址方式使 DSP應(yīng)用方便靈活。在傳統(tǒng)的微處理器上，必須通過軟件編程的方法來實(shí)現(xiàn)，消耗大量的存儲(chǔ)空間和 CPU周期。 DSP處理器的地址生成單元利用這種訪問模式的可預(yù)知性，可以支持特殊的尋址模式，使得在處理一些算法時(shí)，處理器能夠有效的訪問數(shù)據(jù) 。其設(shè)計(jì)步驟為： 1． 算法模擬階段，即根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)目標(biāo)確定系統(tǒng)性能指標(biāo)。最終找到既能滿足設(shè)計(jì)需要，運(yùn)算量又盡可能少的實(shí)現(xiàn)算法。硬件設(shè)計(jì)主要根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì) DSP芯片外圍電路和其他電路 (如轉(zhuǎn)換、控制、存儲(chǔ)、輸出等電路 )[4]。硬件調(diào)試一般采用硬件仿 真器進(jìn)行。調(diào)試階段完成后，實(shí)時(shí)程序被固化在 EPROM或者Flash里面。不同的 DSP應(yīng)用系統(tǒng)由于應(yīng)用場(chǎng)合和目的等不盡相同，對(duì) DSP芯片 的選擇也是不同的。 DSP的運(yùn)算速度可以用下面幾種指標(biāo)來衡量： 指令周期：即執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，以納秒