dsp課程設(shè)計(jì)報(bào)告--交通燈控制

1、<p><b>　　信息與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　《課程設(shè)計(jì)報(bào)告》</b></p><p>　　題目： 交通燈控制 </p><p>　　專業(yè)： 電子信息工程 </p><

2、p>　　班級(jí)： 電子一班 </p><p>　　姓名： </p><p>　　學(xué)號(hào)： </p><p><b>　　任務(wù)書(shū)<

3、/b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　DSP數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)是一門(mén)涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理是一種通過(guò)使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來(lái)處理現(xiàn)

4、實(shí)信號(hào)的方法，這些信號(hào)由數(shù)字序列表示。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào), 已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng), 它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。如何采用合適的控制方法, 最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路,

5、 緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵?tīng)顩r, 越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門(mén)亟待解決的主要問(wèn)題。而DSP是伴隨著微電子學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展而產(chǎn)生的, 是體現(xiàn)這三個(gè)學(xué)科綜合科研成果的器件。由于它特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 可以把數(shù)字信號(hào)處理中</p><p>　　關(guān)鍵詞：DSP；TMS320LF2407；交通燈控制；鎖存器；發(fā)光二極管；</p><p><b&

6、gt;　　目 錄</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183;····························

7、·············4</p><p>　　實(shí)驗(yàn)要求···················

8、·······················4</p><p>　　實(shí)驗(yàn)原理·········

9、·································4</p><p>

10、　　實(shí)驗(yàn)方案論證···································&#

11、183;··5</p><p>　　軟件延時(shí)與定時(shí)器定時(shí)····························&#

12、183;·5</p><p>　　鎖存器的選擇······························

13、········5</p><p>　　主控制器的選擇·······················

14、83;············6</p><p>　　使用的軟件···················&#

15、183;····················6</p><p>　　程序流程圖···········&

16、#183;····························7</p><p>　　調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析··&#

17、183;·····························8</p><p>　　設(shè)計(jì)心得體會(huì)··

18、····································9<

19、;/p><p>　　參考文獻(xiàn)································

20、3;·········9</p><p>　　硬件連接圖······················

21、83;·················10</p><p>　　元器件清單··············&

22、#183;·······················10</p><p>　　程序········&#

23、183;····································

24、11</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1.熟悉使用DSP芯片TMS320LF2407控制交通燈的方法。</p><p>　　2.通過(guò)課程設(shè)計(jì)，能夠綜合運(yùn)用DSP技術(shù)課程和其他有關(guān)先修課程的理論生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決具體問(wèn)題的能力得到進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展。</p><p>　　3.

25、通過(guò)課程設(shè)計(jì)樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 </p><p>　　4.掌握TMS320LF2407DSP芯片定時(shí)器的使用和編程。</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)要求</b></p><p>　　1.南北、東西各兩個(gè)燈（紅、綠）。 </p><p>　　2.南北、東西兩向各有倒計(jì)時(shí)功能（各

26、兩位數(shù)碼管顯示）。</p><p>　?。?）南北綠燈、東西紅燈，延時(shí)30秒</p><p>　　（2）南北綠燈閃3次、東西紅燈</p><p>　?。?）南北紅燈、東西綠燈30秒</p><p>　?。?）南北紅燈、東西綠燈閃3次</p><p><b>　?。?）回到（1）</b></p

27、><p>　　3.按要求編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)，正確、完整的闡述設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　　4.按時(shí)參加課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，定期匯報(bào)課程設(shè)計(jì)進(jìn)展情況。</p><p>　　5.廣泛收集相關(guān)技術(shù)資料。</p><p>　　6.獨(dú)立思考，刻苦鉆研，嚴(yán)禁抄襲。</p><p>　　7.培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和認(rèn)真的工作作風(fēng)

28、。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　此模塊由發(fā)光二極管和一個(gè)鎖存器組成。數(shù)據(jù)由2407模塊的低八位輸入，鎖存器的控制信號(hào)由2407模塊輸出，但經(jīng)由CPLD模塊譯碼后再控制鎖存器。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)方案論證</b></p><p>　　1.軟件

29、延時(shí)與定時(shí)器定時(shí)</p><p>　　軟件延時(shí)不準(zhǔn)確，有一定的時(shí)間誤差，而且這個(gè)誤差是不可避免的，CPU必須一直運(yùn)行，不利于提高CPU的利用率。采用定時(shí)器定時(shí)的方法，定時(shí)時(shí)間相對(duì)比較準(zhǔn)確、誤差小，CPU的資源能夠得到最大程度的利用，有利于DSP芯片處理更為復(fù)雜事件的發(fā)生。因此，采用定時(shí)器中斷方式定時(shí)比使用軟件延時(shí)要優(yōu)越很多,定時(shí)也比較準(zhǔn)確。</p><p><b>　　2.鎖存器

30、的選擇</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過(guò)主控制器產(chǎn)生時(shí)鐘計(jì)數(shù)，并將鎖存信號(hào)提供給鎖存器，所以選擇TTL帶公共時(shí)鐘復(fù)位的74HC573鎖存器。是帶有清除端的8D觸發(fā)器，只有在清除端保持高電平時(shí)，才具有鎖存功能，鎖存控制端為11腳CLK，采用上升沿鎖存。 CPU 的ALE信號(hào)必須經(jīng)過(guò)反相器反相之后才能與74LS273的控制端CLK 端相連。1D～8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q～8Q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)

31、，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。</p><p>　　(1).1腳是復(fù)位CLR,低電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí),輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部輸出0,即全部復(fù)位;</p><p>　　(2).當(dāng)1腳為高電平時(shí),11(CLK)腳是鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿,立即鎖存輸入腳3、4、7

32、、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳19(Q0)、18(Q1)、17(Q2)、16(Q3)、15(Q4)、14(Q5)、</p><p>　　13(Q6)、12(Q7)。</p><p>　　3. 主控制器的選擇</p><p>　　采用TI公司DSP芯片TMS320LF2407。2407采用改進(jìn)的Harvanl處理結(jié)構(gòu)，指令流水線操作。計(jì)

33、算和處理速度很高，系統(tǒng)單指令周期可達(dá)到10ns。在片內(nèi)提供16k的RAM用作程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其最大可擴(kuò)展尋址空間為1M字節(jié)。2407提供的McBSP串口和DAM數(shù)據(jù)傳送方式極大地方便它在通信領(lǐng)域的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。如下圖所示：</p><p><b>　　五、使用的軟件</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要使用的是CCS軟件，CCS是一種針對(duì)TMS320系列DSP的集成

34、開(kāi)發(fā)環(huán)境,在Windows操作系統(tǒng)下，采用圖形接口界面，提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。</p><p>　　CCS有兩種工作模式，即：軟件仿真器模式：可以脫離DSP芯片，在PC機(jī)上模擬DSP的指令集和工作機(jī)制，主要用于前期算法實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。 </p><p>　　硬件在線編程模式：可以實(shí)時(shí)運(yùn)行在DSP芯片上,與硬件開(kāi)發(fā)板相結(jié)合在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序。</p&g

35、t;<p>　　在使用CCS前，應(yīng)該先了解以下軟件的文件名約定（在編寫(xiě)程序時(shí)最好在某盤(pán)根目錄下建立一文件夾，將所有的用戶文件放置該文件夾中，建議用字母來(lái)作為所有文件的文件名，而不要用漢字或數(shù)字）：</p><p>　　project.pjtCCS定義的工程文件</p><p>　　program.cC 程序文件</p><p>　　program

36、.asm匯編語(yǔ)言程序文件</p><p>　　filename.lib庫(kù)文件</p><p>　　project.cmd連接命令文件</p><p>　　program.obj編譯后的目標(biāo)文件</p><p>　　program.out可在目標(biāo)DSP上執(zhí)行的文件，可在CCS監(jiān)控下調(diào)試/執(zhí)行</p><p>　

37、　project.wks工作空間文件，可以記錄你的工作環(huán)境設(shè)置。</p><p>　　programcfg.h54頭文件</p><p>　　programcfg.s54匯編原文件</p><p>　　program.cdbCCS的設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)文件，是使用DSP/BIOS API必須的，其他沒(méi)有使用DSP/BIOS API的程序也可以使用，當(dāng)新建一個(gè)設(shè)置數(shù)

38、據(jù)庫(kù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生下面的文件。</p><p><b>　　六、程序流程圖</b></p><p>　　七、調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)箱上面完成的，自己只需要編寫(xiě)軟件而不需要焊接硬件電路。本次軟件的設(shè)計(jì)我采用的是C語(yǔ)言寫(xiě)的，由于C語(yǔ)言的可移植性比較好而且易于理解，匯編語(yǔ)言的指令和程序運(yùn)行相對(duì)有些復(fù)雜，沒(méi)有

39、扎實(shí)的匯編基礎(chǔ)很難實(shí)現(xiàn)。對(duì)于程序的調(diào)試，我采用軟硬件相互結(jié)合的方法，自己逐句分析程序的意思，然后下載到DSP芯片中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如此重復(fù)的調(diào)試直到和實(shí)驗(yàn)要求相互吻合。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：本次實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了實(shí)驗(yàn)預(yù)期的要求，交通燈能夠正常工作，數(shù)碼管能夠正常顯示時(shí)間，由于實(shí)驗(yàn)箱上面是用發(fā)光二極管來(lái)模擬交通燈的，黃色無(wú)法模擬出來(lái)，只有紅、綠兩色燈，不是很形象，綠色發(fā)光二極管的亮度不是很高。</p&

40、gt;<p><b>　　八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　本次課題設(shè)計(jì)較難，初期主要是程序不熟悉，仿真運(yùn)用不懂。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們初步了解了DSP的原理和基本運(yùn)用，也在程序的調(diào)試和仿真中再一次體會(huì)到了程序員的艱辛，并且將自己所學(xué)的只是融匯是一件不容易的事。以后若是要進(jìn)行進(jìn)一步的研究要花更多的時(shí)間在程序的研究和系統(tǒng)運(yùn)用上。還必須多多實(shí)踐，以提高自己的動(dòng)手能力。&

41、lt;/p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，這次十字路口交通燈的設(shè)計(jì)還是比較成功的，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的辛勤的指導(dǎo)下，終于游逆而解，有點(diǎn)小小的成就感，終于覺(jué)得平時(shí)所學(xué)的知識(shí)有了實(shí)用的價(jià)值，達(dá)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的，不僅學(xué)到了不少知識(shí)，而且鍛煉了自己的能力，使自己對(duì)以后的路有了更加清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，對(duì)未來(lái)有了更多的信心。最后，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p>&l

42、t;p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄒彥. DSP原理及應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005.1.</p><p>　　[2] 戴明楨.TMS320C54xDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2001.8.</p><p>　　[3] 胡圣堯. DSP原理及應(yīng)用[M].東南大學(xué)出

43、版社,2008.7.</p><p>　　[4] 清源科技.TMS320C54xDSP應(yīng)用程序設(shè)計(jì)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1.</p><p>　　[5] 清源科技.TMS320C54x硬件開(kāi)發(fā)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1.</p><p><b>　　十、硬件連接圖</b></p><p>&

44、lt;b>　　十一、元器件清單</b></p><p><b>　　十二、程序</b></p><p>　　#include <uart.h></p><p>　　#include <240x.h></p><p>　　void display(u8 data);</p&g

45、t;<p>　　u8 sec=30;//倒計(jì)時(shí)變量</p><p>　　void InitDSP() //DSP時(shí)鐘中斷初始化</p><p><b>　　{</b></p><p>　　asm("SETC INTM"); ///關(guān)閉總中斷</p><p>　　asm("

46、;SETC SXM"); //允許符號(hào)位擴(kuò)展</p><p>　　asm("CLRC OVM"); //累加器結(jié)果正常溢出</p><p>　　asm("CLRC CNF"); //B0-塊映射為DRAM</p><p>　　SCSR1 =0x81FE; //系統(tǒng)時(shí)鐘CLKOUT=20*2=40M &

47、lt;/p><p>　　WDCR =0x00E8; //軟件禁止看門(mén)狗</p><p>　　IMR=0X0002; //開(kāi)放INT2中斷</p><p>　　IFR=0X0FFFF;</p><p>　　WSGR=0X00; //禁止所有的等待狀態(tài)</p><p><b>　　}</b

48、></p><p>　　void timer1_init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EVAIMRA=EVAIMRA|0X0080; //允許定時(shí)器1周期中斷</p><p>　　EVAIFRA=EVAIFRA&0X0080;</p><p>　

49、　T1CON=0X160C; // timer1為連續(xù)增計(jì)數(shù)模式，預(yù)分頻值為64,使用內(nèi)部時(shí)鐘</p><p>　　T1PER=40000; //T1PR=0X0176</p><p>　　T1CNT=0X00;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　interrupt void my_Ti

50、mer()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int flag,count=0;</p><p><b>　　count++;</b></p><p>　　asm("SETC INTM"); // Disable all interrupt</

51、p><p>　　flag=EVAIFRA&0X0080;</p><p>　　if(flag!=0X0080)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　asm("CLRC INTM");</p><p><b>　　return;</b

52、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(count==1000)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p>　　if(sec==0)</p>

53、;<p><b>　　sec=30;</b></p><p><b>　　sec--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　T1CNT=0X00;</p><p>　　EVAIFRA=EVAIFRA&0X0080;</

54、p><p>　　asm("CLRC INTM"); //開(kāi)中斷</p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{&l

55、t;/b></p><p>　　InitDSP();</p><p>　　timer1_init();</p><p>　　LED1=0x0; //以下對(duì)8個(gè)數(shù)碼管地址清零</p><p><b>　　LED2=0x0;</b></p><p><b>　　LED3=0x0;&l

56、t;/b></p><p><b>　　LED4=0x0;</b></p><p><b>　　LED5=0x0;</b></p><p><b>　　LED6=0x0;</b></p><p><b>　　LED7=0x0;</b></p&g

57、t;<p>　　LED8=0x0; </p><p>　　asm("CLRC INTM"); // Enable all interrupt</p><p>　　T1CON=T1CON|0X0040; </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><

58、b>　　{</b></p><p>　　LED1=0x80;//橫杠顯示</p><p>　　LED4=0x80;</p><p>　　LED5=0x80;</p><p>　　LED8=0x80; </p><p>　　do//南北綠燈，東西紅燈</p><p><b

59、>　　{</b></p><p>　　display(sec); //顯示函數(shù)</p><p><b>　　//sec--;</b></p><p>　　//delay(40000);</p><p>　　traffic=0x66; //選通交通燈，并賦值</p><p><

60、;b>　　}</b></p><p>　　while(sec!=0); //判斷時(shí)間是否到</p><p>　　sec=30; //給變量重新賦值</p><p>　　do//南北紅燈，東西綠燈</p><p><b>　　{</b></p><p>　　displ

61、ay(sec); //顯示函數(shù)</p><p><b>　　//sec--;</b></p><p>　　//delay(40000);</p><p>　　traffic=0x99; //選通交通燈，并賦值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　whi

62、le(sec!=0); //判斷時(shí)間是否到</p><p>　　sec=30; //給變量重新賦值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//數(shù)碼管顯示函數(shù)</b></p><p>

63、;　　void display(u8 data)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　u8 num1,num2;</p><p>　　num1=data/10;</p><p>　　num2=data%10;</p><p>　　switch(num1)</p>

64、<p><b>　　{</b></p><p>　　case 1:LED2=0x1c;LED6=0x1c;break;//把鍵值賦給第2、6個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 2:LED2=0xbb;LED6=0xbb;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 3:LED2=0xbe;LED6=0

65、xbe;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 4:LED2=0xdc;LED6=0xdc;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 5:LED2=0xee;LED6=0xee;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 6:LED2=0xef;LED6=0xef;break;

66、//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 7:LED2=0x3c;LED6=0x3c;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 8:LED2=0xff;LED6=0xff;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　case 9:LED2=0xfe;LED6=0xfe;break;//把鍵值賦給第2、

67、6數(shù)碼管</p><p>　　case 0:LED2=0x7F;LED6=0x7F;break;//把鍵值賦給第2、6數(shù)碼管</p><p>　　default:break;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　switch(num2)</p><p><b>

68、　　{</b></p><p>　　case 1:LED3=0x1c;LED7=0x1c;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 2:LED3=0xbb;LED7=0xbb;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 3:LED3=0xbe;LED7=0xbe;break;//把鍵值賦給第3

69、、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 4:LED3=0xdc;LED7=0xdc;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 5:LED3=0xee;LED7=0xee;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 6:LED3=0xef;LED7=0xef;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管&

70、lt;/p><p>　　case 7:LED3=0x3c;LED7=0x3c;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 8:LED3=0xff;LED7=0xff;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　case 9:LED3=0xfe;LED7=0xfe;break;//把鍵值賦給第3、7個(gè)數(shù)碼管</p&g