【正文】 ................................................... 18 DSP 與外圍電路的連 接 ................................................................................... 18 xx 大學學士學位論文 IV CPLD 及相關電路設計 ..................................................................................... 18 DSP 與 CPLD 之間的連接 ................................................................................. 19 本章小結(jié) .......................................................................................................... 19 第 5 章 軟件部分的設計 ........................................................................................... 23 CCS 集成開發(fā)環(huán)境 .......................................................................................... 23 總體設計流程 圖 .............................................................................................. 24 時鐘發(fā)生器 ...................................................................................................... 25 時鐘模式寄存器 ........................................................................................ 25 時鐘工作模式 ............................................................................................ 26 時鐘模式的初始化設定 ............................................................................ 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 通用定時器 ...................................................................................................... 31 主程序設計 ...................................................................................................... 32 本章小結(jié) .......................................................................................................... 32 結(jié)論 ............................................................................................................................. 34 致謝 ............................................................................................................................. 35 參考文獻 ..................................................................................................................... 36 附錄 A ......................................................................................................................... 37 附錄 B ......................................................................................................................... 41 附錄 C ......................................................................................................................... 45 附錄 D ......................................................................................................................... 48 xx 大學學士學位論文 1 第 1章 緒論 本課題的研究背景 隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。 本文介紹了一個智能交通燈控制系統(tǒng)的設計。 道路交通燈的控制和很多行業(yè)的設備都與計算機密切相關。s transportation light control system can carry out of these functions:Carry on the main transportation street corners of some downtown。由于他的特殊的 結(jié) 構(gòu)設計，可 以 把數(shù)字信號處理中的一些理論和算法實時實現(xiàn)，并逐步進入控制市場，因而在計算機應用領域中得到了廣泛的應用。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?；氐剿奚?，他反復琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個黃色信號燈，提醒人們注意危險。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責在很大程度上是要告訴汽車司機把車輛停下來。犯事的司機不久就會收到罰款單。雖然黃色與藍色也容易分辨，但因為眼球，對藍光敏感的感光細胞較少，所以分辨顏色，還是以紅、綠色為佳。所以，路口交通燈的控 哈爾濱理工大學學士學位論文 3 制規(guī)律是以是否有緊急情況而發(fā)生改變。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能主要有：對某市區(qū)的主要交通路口進行控制；使各路口有固定的工作周期，并且在道路擁擠時中控中心能夠改變交通燈的變換周期。近年來， DSP 作為一種新型的微處理器在各種消費類、通信、醫(yī)療和工業(yè)產(chǎn)品中得到了非常廣泛的應用。 數(shù)字信號處理 的一個重要技術領域是實時數(shù)字信號處理。例如 CD和 MP3 播放器的輸入信號本身就是數(shù)字信號。通常指令存在一個存儲器 中，數(shù)據(jù)存在另一個存儲器中。以 TI公司的 C54X系列 DSP為例，在它的間接尋址方式中，除了通常所使用的增量、減量和變址尋址功能。 C54XDSP處理器支持“循環(huán)尋址”，這種尋址模式允許處理器訪問一塊連續(xù)存放的數(shù)據(jù)，然后再自動回到塊的開始，這正是 FIR濾波中訪問系數(shù)的模式。 2． 選擇 DSP芯片。軟件調(diào)試一般借助 DSP開發(fā)上具有如軟件模擬器、 DSP開發(fā)系統(tǒng)或仿真器等進行。一般來說，選擇 DSP芯片時應考慮到如下諸多因素： 1．運算速度。 FFT是典型的數(shù)字信號處理算法，它可以作為綜合衡量 DSP運算能力的一個指標。 所以運算精度要求是個折中問題，需要在算法確定階段予以認真考慮。在本圖像處理系統(tǒng)中，需要用到處理速度非?？斓?DSP設計需要規(guī)范 確定設計目標 算法研 究與系統(tǒng)模擬實現(xiàn) 定義系統(tǒng)性能指標 DSP 芯片選擇 硬件設計 硬件調(diào)試 軟件編程 軟件調(diào)試 系統(tǒng)集成和測試 哈爾濱理工大學學士學位論文 8 芯片。TMS320VC5509片 上 外設也很豐富，有 一個看門狗定時器 、 2個 20位的定時器 、 6通道直接存儲器存取控制器（ DMA） 、 外部存儲器接口（ EMIF） 等，可以滿足該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。片?nèi)存儲空間 128*16Bit；大容量 SDRAM設計 ： 4M*16Bit； 2路 10bit片上 A/D接口； 8M bit擴展 FLASH,存儲大量固化程序和數(shù)據(jù)；設計有用戶可以測試指示燈； DSP擴展總線，包括數(shù)據(jù)、地址 、 I/O控制；控制； 4組標準擴展連接器，為用戶進行二次開發(fā)提供條件；具有 ，該電路僅用于測試和仿真； +5v電源輸入，內(nèi)部 +、 +；高保真語音接口設計，雙路語音采集，每路 48K／ s； ； 4層板設計 工 藝，穩(wěn)定可靠。它的運行狀態(tài)如下：由于東西和南北分別是對稱的，所以這里只給出西路口和 南 路口情況，在正常情況下路口燈 的變化將按照下列順序 。 6． 東西方向綠燈閃爍。 全紅狀態(tài)：所有信號燈的燈色均顯示為紅色的信 號狀態(tài)（初始或復位后如此，也用于在緊急處理完成時短暫過度）。 6． 交通燈控制系統(tǒng) 自動變換與手動給出緊急信號。 4. 南北方向紅燈 亮 ， 東西方向黃燈 亮 。 這樣，只要根據(jù)當前計數(shù)值就可以確定當前的狀態(tài)，根據(jù)此狀態(tài)給出等組的狀態(tài)以及顯示時間，并可做相應的處理， 對于計數(shù)顯示，當處于狀態(tài) *中時需要進行倒計時，需要計算在此裝態(tài)中的計數(shù)值增量，根據(jù)增 量判斷是否更新計數(shù)顯示。由于 DSP的邏輯電平為 ，所以采用 MAX3232作為電平轉(zhuǎn)換芯片，把 RS232電平轉(zhuǎn)換成。 硬件組成 硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 31所示 ,從圖可以看出 ,系統(tǒng)主要由以下幾個部份組 成： 圖 31 硬件結(jié)構(gòu)圖 1．電源和復位模塊 為整個信號 控制器 提供電源， 并且在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時進行復位，對系統(tǒng)起到保護作用。 硬件各模塊的具體設計 復位電路設計 在系統(tǒng)上電過程中，如果電源電壓還沒有穩(wěn)定，這時 DSP 進入工作狀態(tài)可能造成不可預知的后果，甚至引起硬件損壞，解決這個問題的方法是 DSP 在上電過程中保持復位狀態(tài)，因此有必要在系統(tǒng)中加入上電復位電路。 后一種方法中外部時鐘源可以采用頻率穩(wěn)定的晶體振蕩器，使用方便，價格便宜， 但是設計較為繁瑣，而且本設計采用前一種方法完全可以很好的實現(xiàn)功能，并且設計簡單 。通過對系統(tǒng)所需的邏輯控制信號數(shù)目的分析，調(diào)試硬件時更改邏輯控制信號。 DSP 與 CPLD 之間的連接圖如圖 38 所示： 本章小結(jié) 本章主要討論了基于 DSP 的交通等控制系統(tǒng)的硬件設計，對幾個主要部分的硬件電路，包括 TMS320VC540 XC95144 和它們之間的接口電路以及 DSP硬件系統(tǒng)的基本設計，包括電源電路、復位電路、時鐘電路及 JTAG 接口電路等都進行了詳細的設計和分析。 DSP（ TMS320VC5509）的外圍電路連線如圖 36 所示： CPLD及相關電路設計 本文設計所選用的 CPLD 是 Xilinx 公司的 XC95144 芯片，它有 144 個宏單元， 3200 個可用邏輯門， 100 個輸入輸出引腳 (81 個可用 I／ O 引腳 )。對應的電路連線如 圖 33所示： NC1NC2I G N D3/ E N 14I N I5I N I6NC7NC82 G N D9/ N E 210I N 211I N 212NC13NC14NC15NC16O U T 217O U T 218S E N S E 219NC20NC21/ R S T 222O U T 223O U T 124F B I / S E25NC26NC27R S T 128Y8T P S 7 3 H D 3 0 1C 1 41 04C 1 51 04C 1 61 04C 1 91