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DSP原理及应用课程设计交通灯综合控制学院电气信息工程专业电子信息工程班级学号分组成员指导教师2013年6月目录1引言............................................12课程设计的目标..................................22.1课程设计的背景................................................................22.2设计要求............................................................................22.3设计思路简介....................................................................22.4交通灯控制要求................................................................32.5交通灯模拟........................................................................32.6计时....................................................................................42.7紧急情况............................................................................42.8程序设计............................................................................43DSP定时器的算法原理.............................63.1CPU定时器的原理............................................................63.2CPU定时寄存器原理........................................................64系统程序设计....................................74.1流程图................................................................................74.2试验程序............................................................................85心得体会.......................................191/211引言DSP(DigitalSignalProcessing)是一门涉及许多学科和领域的新兴学科。数字信号序列的应用。本次设计是基于DSPTMS320VC5416DSP片上定时器定时产生时钟计数来模拟实际生活中十字路口交通灯。关键词：DSPTMS320VC5416；交通灯；2/212课程设计的目标2.1课程设计的背景DSP是一种将处理器的计算核心和一定的外部设备集成在一个单片芯片上DSP采的性能。数字信号处理已经在通信、信号处理等领域得到极为广泛的应用。十字此次简单道路交通灯控制系统软硬件设计来进一步研究交通灯的内部结构。最重要的是将学习到的DSP系统的组成与原理应用到交通灯的设计当中。通过《DSP技术及应用》课程设计，是学生能够将学到的DSP系统的组成与原理用到具体的实际系统中，加深对DSP系统的理解，是将该门课程与实际问题相连接的关键步骤。通过课程设计，能够提高学生分析问题，解决问题，从而运用所学知识解决实际问题的能力，并培养基本的、良好的软硬件射进能力。2.2设计要求利用C语言在CCS环境中编写一个交通灯综合控制程序，并能通过硬件仿真对所编写的程序及其应用性、可行性进行验证。2.3设计思路简介在TMS320C54x系统开发环境CCS（CodeComposerStudio）下对交通灯综合控制的实现原理进行讨论。通过实验仿真，可以在硬件实验箱上看到对交通灯的模拟控制。3/21交通等综合控制的控制原理2.4交通灯控制要求利用ICETEK-S60实验箱提供的设备，设计模拟实际生活中十字路口交通灯控制的程序。要求如下：-交通灯分红黄绿三色，东、南、西、北各一组，用灯光信号实现对交通的控制：绿灯信号表示通行，黄灯表示警告，红灯禁止通行，灯光闪烁表示信号即将改变。-计时显示：液晶屏幕上8×8点阵显示0-9计数。-正常交通控制信号顺序：正常交通灯信号自动变换：⑴南北方向绿灯，东西红灯(20秒)。⑵南北方向绿灯闪烁。⑶南北方向黄灯。⑷南北方向红灯，东西方向黄灯。⑸东西方向绿灯(20秒)。⑹东西方向绿灯闪烁。⑺东西方向黄灯。⑻返回⑴循环控制。-紧急情况处理：模仿紧急情况(重要车队通过、急救车通过等)发生时，交通警察手动控制⑴当任意方向通行剩余时间多于10秒，将时间改成10秒。⑵正常变换到四面红灯(20秒)。⑶直接返回正常信号顺序的下一个通行信号(跳过闪烁绿灯、黄灯状态)。2.5交通灯模拟利用ICETEK-CTR上的一组发光二极管(共12只，分为东西南北四组、红黄绿三色)的亮灭实现交通信号的模拟。发光二极管的控制方法可参见第二部分、第二章、二、2。4/212.6计时使用TMS320VC5416DSP片上定时器，定时产生时钟计数，再利用此计数对应具体时间。定时器控制及中断编程可参考实验3.3程序。2.7紧急情况利用ICETEK-CTR上键盘产生外中断，中断正常信号顺序，模拟突发情况。外中断编程控制可参考实验3.4程序。2.8程序设计根据设计要求，由于控制是由不同的各种状态按顺序发生的，我们可以采用状态机制控制方法来解决此问题。这种方法是：首先列举所有可能发生的状态；然后将这些状态编号，按顺序产生这些状态；状态延续的时间用程序控制。对于突发情况，可采用在正常顺序的控制中插入特殊控制序列的方式完成。时钟计数：采用250ms一次中断进行累加计数。表格1状态编号信号灯状态状态定义保持时间(计数值，起始时间，结束时间)计数显示1南北绿灯，东西红灯statusNSGreenEWRed20秒(160，0，159)20-02南北绿灯闪烁，东西红灯statusNSFlashEWRed6秒(24，160，183)03南北黄灯，东西红灯statusNSYellowEWRed4秒(16，184，199)204南北红灯，东西黄灯statusNSRedEWYellow4秒(16，200，215)205南北红灯，东西绿灯statusNSRedEWGreen20秒(160，216，375)20-16南北红灯，东西绿灯闪烁statusNSRedEWFlash6秒(24，376，399)07南北红灯，东西黄灯statusNSRedEWYellow4秒(16，400，415)208南北黄灯，东西红灯statusNSYellowEWRed4秒(16，416，431)205/21*南北红灯，东西红灯StatusHold20秒(160，0，159)20-1其中，正常顺序每112秒(计数值448)为一个循环，状态“*”为非顺序状态。这样，只要根据计数值就可确定当前状态，根据状态再分情况处理。对于计数显示，当处于状态1、5、*中时需要进行倒计时，需要计算在此状态中的计数值增量，根据增量判断是否更新计数显示。6/213DSP定时器的算法原理3.1CPU定时器的原理本次设计主要用的是F2812器件上的3个32位CPU定时器（TIMER0/1/2）。其中定时器1和定时器2预留给实时操作系统使用（如DSP-BIOS）,只有定时器0用户可以在应用程序中使用。定时器功能框图如下：3.2CPU定时寄存器原理定时器在工作过程中，首先把周期寄存器（PRDH:PRD）的值装入32位计数寄存器。计数寄存器根据SYSCLKOUT时钟递减计数。当计数寄存器等于0时，定时器中断输出产生一个中断脉冲。（1）定时器计数寄存器（TIMERxTIM和TIMERxTIMH）（2）定时器控制寄存器（TIMERxTCR）：使能中断，定时功能；（3）定时器周期寄存器（TIMERxPRD）:符合条件则周期性重新装载并保存周期值（4）定时器预定标寄存器（TIMERxTPR和TIMERxTPRH）：控制多久减1。7/214系统程序设计4.1流程图图4-1实验程序流程图8/21设计总流程图4.2试验程序#includescancode.h#defineSPSA0*(unsignedint*)0x38#defineSPSD0*(unsignedint*)0x39#defineREGISTERCLKMD(*(unsignedint*)0x58)#defineTIM*(int*)0x24#definePRD*(int*)0x25#defineTCR*(int*)0x26#defineIMR*(int*)0x0//IMR中断屏蔽寄存器开始初始化DSP全部红灯,延时1秒南北绿灯、东西红灯，延时20秒南北绿灯闪3次、东西红灯南北绿灯闪3次、东西红灯南北黄灯、东西红灯,延时3秒南北红灯、东西绿灯,延时20秒南北红灯、东西绿灯闪3次南北红灯、东西黄灯,延时3秒图4-2设计总流程图9/21#defineIFR*(int*)0x1//IFR中断标志寄存器#definePMST*(int*)0x1d//PMST处理器模式状态寄存器（地址1dh）#definenStatusNSGreenEWRed160//状态1计数结束时间#definenStatusNSFlashEWRed184#definenStatusNSYellowEWRed200#definenStatusNSRedEWYellow216#definenStatusNSRedEWGreen376#definenStatusNSRedEWFlash400#definenStatusNSRedEWYellow1416#definenStatusNSYellowEWRed1432#definenTotalTime448#definenStatusHold160#definestatusNSGreenEWRed0#definestatusNSFlashEWRed1#definestatusNSYellowEWRed2#definestatusNSRedEWYellow3#definestatusNSRedEWGreen4#definestatusNSRedEWFlash5#definestatusHold6#defineLCDDELAY1#defineLCDCMDTURNON0x3f#defineLCDCMDTURNOFF0x3e#defineLCDCMDSTARTLINE0xc0#defineLCDCMDPAGE0xb8#defineLCDCMDVERADDRESS0x40ioportunsignedintport3004;//CTR扩展寄存器定义ioportunsignedintport8000;ioportunsignedintport8001;//8001：读键盘扫描值，写液晶控制寄存器地址ioportunsignedintport8002;//8002：液晶控制寄存器地址ioportunsignedintport8003;//8003,8004：液晶显示数据寄存器地址ioportunsignedintport8004;//ioportunsignedintport8005;//8005：发光二极管显示阵列控制寄存器地址ioportunsignedintport8007;//8007：发光二极管显示阵列控制寄存器地址#defineCTRGR