【正文】 ，東西方向黃燈。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 4． 紅黃過渡 [9]：由紅燈變?yōu)榫G燈時(shí)的燈態(tài) (A：常態(tài)， B：紅黃同亮 )。對(duì)于突發(fā)情況，可以采用在正常順序中插入特殊控制序列方法來實(shí)現(xiàn)。主要從系統(tǒng)的總體出發(fā)，分別介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案、硬件設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)，更細(xì)致的問題，諸如與 DSP相關(guān)部分的設(shè)計(jì)將在以下章節(jié)中逐一進(jìn)行討論。對(duì)應(yīng)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 0UC 1 71 0UC 1 8C A PR 4 22 50 K3 R S TV C CV C C3 R S TR 4 32 10 KR 4 47 5K1 .6 V3 .3 V 圖 33 電源電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 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 。 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(shè)計(jì)，對(duì)幾個(gè)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(shè)計(jì)，包括電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路及 JTAG 接口電路等都進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析。 后一種方法中外部時(shí)鐘源可以采用頻率穩(wěn)定的晶體振蕩器，使用方便，價(jià)格便宜， 但是設(shè)計(jì)較為繁瑣，而且本設(shè)計(jì)采用前一種方法完全可以很好的實(shí)現(xiàn)功能，并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 。 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(gè)部份組 成： 圖 31 硬件結(jié)構(gòu)圖 1．電源和復(fù)位模塊 為整個(gè)信號(hào) 控制器 提供電源， 并且在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行復(fù)位，對(duì)系統(tǒng)起到保護(hù)作用。 這樣，只要根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)值就可以確定當(dāng)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(shí)間，并可做相應(yīng)的處理， 對(duì)于計(jì)數(shù)顯示，當(dāng)處于狀態(tài) *中時(shí)需要進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，需要計(jì)算在此裝態(tài)中的計(jì)數(shù)值增量，根據(jù)增 量判斷是否更新計(jì)數(shù)顯示。 6． 交通燈控制系統(tǒng) 自動(dòng)變換與手動(dòng)給出緊急信號(hào)。 6． 東西方向綠燈閃爍。片內(nèi)存儲(chǔ)空間 128*16Bit；大容量 SDRAM設(shè)計(jì) ： 4M*16Bit； 2路 10bit片上 A/D接口； 8M bit擴(kuò)展 FLASH,存儲(chǔ)大量固化程序和數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)有用戶可以測(cè)試指示燈； DSP擴(kuò)展總線，包括數(shù)據(jù)、地址 、 I/O控制；控制； 4組標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展連接器，為用戶進(jìn)行二次開發(fā)提供條件；具有 ，該電路僅用于測(cè)試和仿真； +5v電源輸入，內(nèi)部 +、 +；高保真語音接口設(shè)計(jì)，雙路語音采集，每路 48K／ s； ； 4層板設(shè)計(jì) 工 藝，穩(wěn)定可靠。在本圖像處理系統(tǒng)中，需要用到處理速度非?？斓?DSP設(shè)計(jì)需要規(guī)范 確定設(shè)計(jì)目標(biāo) 算法研 究與系統(tǒng)模擬實(shí)現(xiàn) 定義系統(tǒng)性能指標(biāo) DSP 芯片選擇 硬件設(shè)計(jì) 硬件調(diào)試 軟件編程 軟件調(diào)試 系統(tǒng)集成和測(cè)試 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 芯片。 FFT是典型的數(shù)字信號(hào)處理算法，它可以作為綜合衡量 DSP運(yùn)算能力的一個(gè)指標(biāo)。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(jìn)行。 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(dòng)回到塊的開始，這正是 FIR濾波中訪問系數(shù)的模式。通常指令存在一個(gè)存儲(chǔ)器 中，數(shù)據(jù)存在另一個(gè)存儲(chǔ)器中。 數(shù)字信號(hào)處理 的一個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域是實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能主要有：對(duì)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。雖然黃色與藍(lán)色也容易分辨，但因?yàn)檠矍?，?duì)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。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。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。s transportation light control system can carry out of these functions:Carry on the main transportation street corners of some downtown。 本文介紹了一個(gè)智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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。 中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于 1928 年出現(xiàn)在上海的英租界。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。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。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。 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。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。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]。 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。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。 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。 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 )。 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。 7. 南北方向紅燈 亮， 東兩方向黃燈 亮 。 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)。 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)。 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)。 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。 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 。 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)。 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。 本章小結(jié) 本 章主要對(duì) DSP做了一些簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)要的介紹。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)。 2． 運(yùn)算精度。調(diào)試階段完成后，實(shí)時(shí)程序被固化在 EPROM或者Flash里面。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)。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。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)。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)。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。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。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。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?jī)?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 .............................................................