【正文】 紅燈，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燈時的燈態(tài) (A：常態(tài)， B：紅黃同亮 )。對于突發(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)計方案、硬件設(shè)計方案和軟件設(shè)計，更細致的問題，諸如與 DSP相關(guān)部分的設(shè)計將在以下章節(jié)中逐一進行討論。對應(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 時鐘電路設(shè)計 為 DSP 芯片提供 的 時鐘一般有兩種方法 ： 一種是利用 DSP 芯片內(nèi)部的晶振器構(gòu)成時鐘 電路， 即 在 DSP 芯片的 X1 和 X2/CLKIN 引腳之間接 入 一 個 晶體 ，用于 啟動內(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，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(shè)計，包括電源電路、復(fù)位電路、時鐘電路及 JTAG 接口電路等都進行了詳細的設(shè)計和分析。 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(shè)計較為繁瑣，而且本設(shè)計采用前一種方法完全可以很好的實現(xiàn)功能，并且設(shè)計簡單 。 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 為整個信號 控制器 提供電源， 并且在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時進行復(fù)位，對系統(tǒng)起到保護作用。 這樣，只要根據(jù)當(dāng)前計數(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)以及顯示時間，并可做相應(yīng)的處理， 對于計數(shù)顯示，當(dāng)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。 6． 交通燈控制系統(tǒng) 自動變換與手動給出緊急信號。 6． 東西方向綠燈閃爍。片內(nèi)存儲空間 128*16Bit；大容量 SDRAM設(shè)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(shè)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(shè)計，雙路語音采集，每路 48K／ s； ； 4層板設(shè)計 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)計需要規(guī)范 確定設(shè)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(shè)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(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 芯片。 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。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。 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。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。 數(shù)字信號處理 的一個重要技術(shù)領(lǐng)域是實時數(shù)字信號處理。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。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。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。 本文介紹了一個智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。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。 中國最早的馬路紅綠燈，是于 1928 年出現(xiàn)在上海的英租界。那時的交通燈只有紅、綠兩色，經(jīng)改良后，再增加一盞黃色的燈，紅燈表示停止，黃燈表示準備，綠燈則表示通行。通過課程設(shè)計一方面可鞏固已學(xué)過的理論知識，更重要的是給 了我 一次獨立設(shè)計的實踐機會，培養(yǎng) 了我 設(shè)計能力和實際工作能力，提高了 我 的 動手 能力。用 DSP 開發(fā)的產(chǎn)品其成本和風(fēng)險也比定制的 IC產(chǎn)品相對要低，特別是對于批量比較 少 的產(chǎn)品，如果用定制 IC 來實現(xiàn)開發(fā)成本將難以忍受。 存儲器和總線結(jié)構(gòu) DSP處理器有著更高的存儲器帶寬。在傳統(tǒng)的微處理器上，必須通過軟件編程的方法來實現(xiàn)，消耗大量的存儲空間和 CPU周期。硬件設(shè)計主要根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計 DSP芯片外圍電路和其他電路 (如轉(zhuǎn)換、控制、存儲、輸出等電路 )[4]。 DSP的運算速度可以用下面幾種指標來衡量： 指令周期：即執(zhí)行一條指令所需要的時間，以納秒為單位。幾個重要的考慮因素為：片內(nèi) RAM和 ROM、外部存儲器擴展空間、總線接口、 DMA通道、定時器、中斷、串口，主機通信，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板之前，利用 CCS開發(fā)系統(tǒng)進行算法仿真。 交通 通控制信號順序如下： 1． 南北方向綠燈，東西紅燈 (20秒 )。 交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 交通燈控制系統(tǒng) 基本功能設(shè)置 1． 時間設(shè)置：以時間為變量控制交通燈的變換，以及狀態(tài)停留時間，和倒計時顯示。 7. 南北方向紅燈 亮， 東兩方向黃燈 亮 。 6．非易失存儲器 為使用戶所設(shè)定的配時信息掉電后不丟失，這里采用非易失存儲器AM29LV800[3]存儲信號 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， INT 為 DSP 低電壓報警信號，當(dāng) PFI 引腳電壓低于 時，復(fù)位電路將向 DSP 發(fā)出低電壓中斷信號。 本設(shè)計中 CPLD 主要完成的功能有：對非易失存儲器 Flash 的控制、顯示陣列和信號燈模擬電路的控制，此外 還 和配合 MAX232 實現(xiàn) DSP 與 PC 機之間的通訊 [12]。 PLL 鎖定模式的時鐘具體設(shè)計請參考第五章第二節(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 時序由 CPLD提供。 2． 時鐘 電路 為 DSP芯片提供 的 時鐘一般有兩種方法 ： 一種是利用 DSP芯片內(nèi)部的晶振 器構(gòu)成時鐘 電路， 即 在 DSP芯片的 X1和 X2/CLKIN引腳之間接 入 一 個 晶體 ，用于 啟動內(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)組合不是任意的因為這是一個實際的交通燈控制系統(tǒng)。 而當(dāng)有緊急情況時則做緊急情況處理：當(dāng)重要車隊通過或 急救車通過時，交通警察手動控制 給出緊急信號 [3],交通燈信號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間多于 10秒，將時間改成 10秒。 本章小結(jié) 本 章主要對 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，之后簡略介紹了 DSP系統(tǒng)的設(shè)計流程以及對 DSP芯片選擇所要關(guān)注的標準，最后綜合說明了本設(shè)計所選擇地 DSP芯片，并且對所選的芯片做了簡要的介紹。方案確定后，選擇 DSP處理器的型號是非常重要的一個環(huán)節(jié)。 2． 運算精度。調(diào)試階段完成后，實時程序被固化在 EPROM或者Flash里面。其設(shè)計步驟為： 1． 算法模擬階段，即根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)目標確定系統(tǒng)性能指標。這種分離的程序和數(shù)據(jù)總線，可允許同時獲得來自程序存儲器的指令字和來自數(shù)據(jù)存儲器的操作數(shù)而互不干擾，這樣使得其可以同時對數(shù)據(jù)和程序進行尋址。輸入信號可能是人的語音信號、傳真機信號或在數(shù)字鏈路中傳輸?shù)囊曨l圖像信號。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)計與實現(xiàn)。因此，人們常以紅色代表危險，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 ................................................................................. 5 存儲器和總線結(jié)構(gòu) ...................................................................................... 5 尋址方式 .......................................................................