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1、 科信学院电子信息工程专业CDIO三级项目项目设计说明书（2011/2012学年第二学期）项目名称 ： DSP应用系统 题 目 ： DSP控制交通灯的显示 专业班级 ： 电子信息工程09-1班 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2012年7月6日 目 录一 设计目的.2二 系统分析.2 2.1设计要求.2 2.2设计思想.2三 总体设计.3 3.1系统框图设计.3 3.2总电路图设计.3 3.3最小系统图.4四 课程设计原理.4 4.1系统工作原理.4 4.2. 系统工作状态.4五 元器件选择.6 5.1所要元器件.6 5.2模块性能分析.7 521、TM
2、S320F2812 DSP芯片.7522、CD4511.7523、LED.9524数码管驱动电路.9525外扩电路.10六 运行描述.10七 软件设计.107.1程序流程图.127.2程序代码.13八 设计总结.17九 参考文献.17附录.18一、 设计目的DSP课程设计对我们DSP的学习有这非常重要的意义。（1）通过交通灯的设计，进一步加深、巩固学生所学专业课程DSP控制器及其应用的基本理论知识，理论联系实际，进一步培养学生综合分析问题和解决问题的能力。（2）熟悉使用TMS320F2812控制交通灯的方法。（3）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，以完成
3、基本的DSP项目文件设计。（4）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Emulator方式下的程序调试规程，并能最终熟悉掌握在DSP软硬件环境下的程序开发流程，达到学以致用的目的。二 系统分析21、设计要求2.1.1设计任务设计一个十字路口交通灯（带一个倒计时数码管），每个方向有三色（红、黄、绿）；实现交通灯双向车道红绿灯切换功能、交通灯全亮功能、数码管全亮功能；保证每次切换倒计时9秒，且绿灯变红灯前2秒黄灯闪烁1次，并在此时熄灭绿灯。2.1.2设计要求用CCS2.2以上版本运行环境，ANSIC/C+语言编写；用DSPF2812B开发板调
4、用GPIO通用输入输出多用复用器进行调制；采用内部时钟实现计时功能；采用字模查询方式显示数字。22、设计思想根据DSP的硬件中断、定时器、I/O访问的原理，用定时器定时。2812的十个引脚，其中A口的六个引脚GPIOA0、GPIOA1、GPIOA2、GPIOA3、GPIOA4、GPIOA5控制二极管的状态，B口的四个引脚GPIOB0、GPIOB1、GPIOB2控制数码管的显示，二极管低电平有效，GPIO的端口均为输出，在实验箱上交通灯模块由高8位数据线控制：南北红灯D9、D11为高，南北黄灯D9、D11、D13、D15为高，南北绿灯D13、D15为高，东西红灯D8、D10为高，东西黄灯由D8、
5、D10、D12、D14为高，东西绿灯D12、D14为高。交通灯模块的I/O地址：0x5008h三、 总体设计3.1、系统框图设计该系统包括DSPF2812芯片，CD4511驱动器，首先对DSP进行初始化，等待中断，然后I/O口输出高电平驱动信号灯发亮，定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用DSP定时/计数计时，再用软件实现所需的定时。CD4511驱动数码管DSPF2812 图3-1 系统框图信号灯 3.2、总电路图设计 图3-2 总体电路图其中s1s5为按键，R1R5对管脚起保护作用。该键盘为独立式键盘，分别和DSP芯片的GPIO管脚PWM1、PWM2、PMW3、PWM4、PWM5相连
6、接命令控制扩展接口的地址为0X108001，数据控制扩展接口的地址为0X108003、0x108004，辅助控制扩展接口的地址为0X108002。因为DSP芯片的允许电压为3.3V，所以该键盘外接3.3V的电源。设置GPIO相应管脚为输入或输出模式，DSP芯片外接LCD作为输出，外接5个单按键作为输入。在程序中构建汉字字模，并能够使用查找法提取。3.3、最小系统图图3-3 DSP最小系统四、 课程设计原理4.1 系统工作原理 芯本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。信号灯受片中输出高低电平的控制。当锁存器I/O口输出为高电平时，他所驱动的信号灯即发光二极管就会
7、亮起来。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用DSP定时/计数器定时100ms，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由DSP控制发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和DSP中断控制器组成。信号灯开始工作，东西红灯亮9秒，南北绿灯亮9秒，到8秒时，东西黄灯亮一次，时间一秒；东西红灯亮维持9秒，南北绿灯亮维持9秒，到8秒时，南北黄灯闪一次，时间一秒。紧接着开始第二周期的动作，以后周而复始的循环。4.2. 系统工作状态状态一：南北绿灯、东西红灯，延时9秒；如图所示： 图4-1状态一状态二：南北黄灯、东西红灯，持续1秒；如图所示
8、： 图4-2 状态二状态三：东西绿灯、南北红灯，延时9秒；如图所示： 图4-3状态三状态四：东西黄灯、南北红灯，持续1秒；如图所示： 图4-4状态四返回状态一五、 元器件选择5.1 所要元器件表5-1 所需器件2812 DSP芯片 一个CD4511芯片 1个LED数字显示器 1个 电阻 13个 二极管 6个 导线 若干52、模块性能分析521、TMS320F2812 DSP芯片 2812的十个引脚，其中A口的六个引脚GPIOA0、GPIOA1、GPIOA2、GPIOA3、GPIOA4、GPIOA5控制二极管的状态，B口的四个引脚GPIOB0、GPIOB1、GPIOB2控制数码管的显示。 图5-
9、1 F2812部分引脚522、CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511是一片CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图2.2所示。其中a、 b、 c、 d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示；加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511
10、有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观 图3是 CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。 CD4511引脚图
11、图5-2 CD4511 CD4511引脚功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的工作原理CD4511的工作真值表如表5-2所示表5-2 CD4511真值表输 入输 出LEBILIA3A2A1
