【正文】 本設(shè)計(jì)中 CPLD 主要完成的功能有：對(duì)非易失存儲(chǔ)器 Flash 的控制、顯示陣列和信號(hào)燈模擬電路的控制，此外 還 和配合 MAX232 實(shí)現(xiàn) DSP 與 PC 機(jī)之間的通訊 [12]。 PLL 鎖定模式的時(shí)鐘具體設(shè)計(jì)請(qǐng)參考第五章第二節(jié)。 R11 0kR24 0kK1S W P BR310/ M R1V C C2GND3P F I4/ P F O5NC6/ R E S E T7R E S E T8U1M A X 7 08 S C U AC 1 10 .1 u F5V 3 .3 VD S P R S TI N T 圖 32 復(fù)位電路 圖中 DSPRET 為 DSP 復(fù)位信號(hào)， INT 為 DSP 低電壓報(bào)警信號(hào)，當(dāng) PFI 引腳電壓低于 時(shí)，復(fù)位電路將向 DSP 發(fā)出低電壓中斷信號(hào)。 3．處理系統(tǒng) CPU采用 TM320VC5509 作為芯片控制元件，地址分配及 邏輯 時(shí)序由 CPLD提供。 6．非易失存儲(chǔ)器 為使用戶所設(shè)定的配時(shí)信息掉電后不丟失，這里采用非易失存儲(chǔ)器AM29LV800[3]存儲(chǔ)信號(hào) 控制器 的各種參數(shù)。 2． 時(shí)鐘 電路 為 DSP芯片提供 的 時(shí)鐘一般有兩種方法 ： 一種是利用 DSP芯片內(nèi)部的晶振 器構(gòu)成時(shí)鐘 電路， 即 在 DSP芯片的 X1和 X2/CLKIN引腳之間接 入 一 個(gè) 晶體 ，用于 啟動(dòng)內(nèi)部振蕩器 。 7. 南北方向紅燈 亮， 東兩方向黃燈 亮 。 1． 東西紅 2． 東西黃 3． 東西綠 4． 南北紅 5． 南北黃 6． 南北綠 但是他們所組成的狀態(tài)組合不是任意的因?yàn)檫@是一個(gè)實(shí)際的交通燈控制系統(tǒng)。 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 交通燈控制系統(tǒng) 基本功能設(shè)置 1． 時(shí)間設(shè)置：以時(shí)間為變量控制交通燈的變換，以及狀態(tài)停留時(shí)間，和倒計(jì)時(shí)顯示。 而當(dāng)有緊急情況時(shí)則做緊急情況處理：當(dāng)重要車隊(duì)通過或 急救車通過時(shí)，交通警察手動(dòng)控制 給出緊急信號(hào) [3],交通燈信號(hào)的變換跳出原有正常順序坐下列變換 ： 1． 當(dāng)任意方向通行剩余時(shí)間多于 10秒，將時(shí)間改成 10秒。 交通 通控制信號(hào)順序如下： 1． 南北方向綠燈，東西紅燈 (20秒 )。 本章小結(jié) 本 章主要對(duì) DSP做了一些簡介，首先介紹了 DSP的含義和基本的硬件結(jié)構(gòu)以及芯片的一些特點(diǎn)，之后簡略介紹了 DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程以及對(duì) DSP芯片選擇所要關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)，最后綜合說明了本設(shè)計(jì)所選擇地 DSP芯片，并且對(duì)所選的芯片做了簡要的介紹。 4． 開發(fā)工具： TI公司為用戶提供了方便的開發(fā)系統(tǒng)，如集成開發(fā)環(huán)境 CCS，它支持軟件的仿真，用戶可以在制作目標(biāo)板之前，利用 CCS開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行算法仿真。方案確定后，選擇 DSP處理器的型號(hào)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。幾個(gè)重要的考慮因素為：片內(nèi) RAM和 ROM、外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展空間、總線接口、 DMA通道、定時(shí)器、中斷、串口，主機(jī)通信，通用端口和 JTAG口等。 2． 運(yùn)算精度。 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，以納秒為單位。調(diào)試階段完成后，實(shí)時(shí)程序被固化在 EPROM或者Flash里面。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]。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)。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。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。 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。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)。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。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)。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。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。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。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。 中國最早的馬路紅綠燈，是于 1928 年出現(xiàn)在上海的英租界。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。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。CPLD xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目錄 摘要 …… ........................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... 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(chǔ)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) ........................................