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1、1学号学号10213312220武汉理工大学华夏学院 课 程 设 计课程名称 DSP 论文设计题 目 基于 DSP 的交通灯专 业 _物联网_ 班 级 _1122_ 姓 名 _宁森_ 成 绩 _ 指导教师 _李莉_2014 年 10 月 30 日2目录目录 1 系统概述 . .2.1.1 设计目的. .21.2 设计任务 . .32 方案论证 . .32.1 设计思路.62.2 设计方案. .62.3 工作状态 .83 硬件设计 . .93.1 硬件总体设计. .103.2 交通灯显示模块 .114 软件设计 .124.1 程序流程.124.2 交通灯模拟显示.134.3 定时器及中断设计.1
2、34.4 外中断设计.155 系统调试 . .155.1 硬件调试.165.2 软件调试.16 . 5.3 系统下载. .136 设计心得 . .16参考文献 .1731 1 系统概述系统概述 1.1 设计目的设计目的 (1)使用 ICETEKF2812-AE 评估板控制 ICETEK-CTR 上交通灯的方法练习独立的设计，实现理论和实践的统一，学会运用。 (2)TMS320F2812DSP 定时器的使用和编程。(3)TMS320F2812DSP 外中断的使用和编程。(4)会用复杂控制程序设计思路。 (5)利用 DSP 开发环境 CCS C2000 对源程序文件进行编译、链接、装载调 试，以完
3、成基本的 DSP 项目文件设计。 (6)通过此次课程设计，学习 DSPF2812 芯片的 I/O 端口控制方法，熟悉字模的简单构建和使用，熟悉掌握在 DSP 软硬件环境下的程序开发流程，达到学以致用的目的。 1.2 设计任务设计任务 利用 ICETEK-EDU 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：88 点阵显示两位计数，为倒计时，每秒改变计数显示。正常交通控制信号顺序：正常交通灯信号自动变换 (1)南北方
4、向绿灯，东西红灯(10 秒)。 (2)南北方向绿灯闪烁 3 次,东西红灯(4 秒)。(3)南北方向黄灯,东西红灯(2 秒)。(4)南北方向红灯，东西方向绿灯（10 秒）。(5)南北方向红灯，东西方向绿灯闪 3 次(4 秒)。(6)南北方向红灯，东西方向黄灯（2 秒）。(7)返回(1)循环控制。4功能键：（1）启动开关 （2）急救灯的启动开关 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 (1)当任意方向通行剩余时间多于 10 秒，将时间改成 10 秒。 (2)正常变换到四面红灯(20 秒)。 （3)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
5、)。2 方案论证方案论证2.1 设计思路设计思路 根据 DSP 的硬件中断、定时器、显示/控制模块上的发光二极管控制的原理。用定时器定时，用连接在 2812DSP 扩展地址接口上的寄存器 EWR 和SNR 控制红绿黄灯的开关，用硬件外部中断模拟急救车的到达。有急救车到达时，两向为全红以便让急救车通过。急救车通过后，交通灯恢复硬件中断前的状态。触发开关为中断申请，表示有急救车通过。在实验箱上交通灯模块由连接在 2812DSP 扩展地址接口上的寄存器 EWR 和 SNR 控制,这两个寄存器均为 6 位寄存器,交通灯模块(CTRLR)的 I/O 地址: 0x1080072.2 设计方案设计方案 2.
6、2.1 设计原理设计原理 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，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。5表 2.1 所示2.2.2 定时器设计定时器设计 MS320F2812A 内部有三个 32 位通用定时器（TIMER0/1/2），定时器 1和 2 被保留给实时操作系统（DSPBIOS）用，只有定时器 0 可以提供给用户使用。定时器采用中断方式，可以提高 C
7、PU 的利用率。2.2.3 倒计时显示设计倒计时显示设计 利用 ICETEK-CTR 上的发光二极管显示阵列模拟显示。DSP 须将显示的图形按列的顺序存储起来(88 点阵，8 个字节，高位在下方，低位在上方)，然后定时刷新控制显示。具体方法是，将以下控制字按先后顺序、每两个为一组发送到端口 0x602802，发送完毕后，隔不太长的时间(以人眼观察不闪烁的时间间隔)再发送一遍。由于位值为“0”时点亮，所以需要将显示的数据取反。.2.2.4 紧急状况下设计紧急状况下设计 利用 ICETEK-CTR 上键盘产生外中断，中断正常信号顺序，进入突发情况。2.3 工作状态工作状态 时 4 秒；如图 2.1
8、 所示状态一：南北绿灯、东西红灯，延时 10 秒，10 秒后南北绿灯闪 3 次，东西红灯延6状态二：南北黄灯、东西红灯，持续 2 秒；状态三：东西绿灯、南北红灯，延时 10 秒，10 秒后东西绿灯闪 3 次，南北红灯持续 4 秒；状态四：东西黄灯、南北红灯，持续 2 秒7状态五：紧急状态下东西南北均亮红灯3.1 硬件总体设计硬件总体设计 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
9、序列的方式完成。 突发事件设置, 在实际交通过程中会出现突发状况, 比如说有救护车或者110 紧急车要通过, 此时就可以通过小键盘进行突发状况模拟。通过按键进入到中断服务子程序, 相当于原来先要通过的车辆在突发状况来了以后就要先让紧急车辆通过。原理框图如图 3.1 所示。83.2 交通灯显示模块交通灯显示模块 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。TMS320F2812 DSP 有最多 56 个专门的通用输入输出管脚。这些通用输入输出管脚通过专用寄存器可以由软件控制，比如指定输入、输出以及输出值等。通过 ICETEK-F2812-AE 评估板的插座，扩展板（通用输出/控制模块 ICETEK-CTR）将板上的一个指示灯和 DSP
