DSP论文设计报告首页(1)

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

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目录

1 系统概述 ......................................................... ....................................................2.

1.1设计目的..................................................... ....................................................2 1.2 设计任务 .................................................... ..................................................3

2 方案论证 ........................................................ .................................................3

2.1设计思路...........................................................................................................................6

2.2设计方案..................................................... ...................................................6

2.3 工作状态 ....................................................................................................8 3硬件设计 .......................................................... ...................................................9

3.1硬件总体设计................................................. ............................................10

3.2 交通灯显示模块 ......................................................................................11 4软件设计 .............................................................................................................12

4.1程序流程........................................................................................................12 4.2交通灯模拟显示...........................................................................................13 4.3定时器及中断设计.......................................................................................13

4.4外中断设计.....................................................................................................15 5系统调试 ......................................................... ....................................................15

5.1硬件调试.........................................................................................................16 5.2

软件调试.....................................................................................16 ..........

5.3系统下载.................................................... .........................................................13 6 设计心得 ........................................................ .......................................................16

参考文献 .............................................................................................................17

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1 系统概述

1.1设计目的

(1)使用ICETEK–F2812-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

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：8×8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。

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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)。

2 方案论证

2.1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: 0x108007

2.2设计方案

2.2.1 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。

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表2.1所示

2.2.2 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CPU的利用率。

2.2.3 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(8×8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

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

时4秒；如图2.1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

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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

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状态五：紧急状态下东西南北均亮红灯

3.1硬件总体设计

① 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序列的方式完成。

② 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。

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3.2 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的一个通用输入/输出管脚直接相连。这个管脚为PWM12，可以设置成通用输入/输出管脚使用。扩展原理如图3.2所示。

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3.3计数显示模块

计数显示采用放光二极管显示阵列显示。TMS320F2812 DSP的存储器扩

展接口（EMIF）用来与大多数外围设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。这一接口提供地址线、数据线和一组控制线，ICETEK-F2812-A评估板已将这些扩展线引到了板上的扩展插座上，供扩展使用。发光二极管显示阵列由扩展端口控制，EMIF接口的两个寄存器提供具体控制。原理图如图3.3所示。

原理图图3.3

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3.4开关模块

开关模块采用外部外部存储器扩展接口（EMIF）上的PS2接口键盘，通

过扫描码判断输入键值。TMS320F2812 DSP的扩展存储器接口（EMIF）用来与大多数外围

设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。这一接口提供地址线、数据线和一组控制线，ICETEK-F2812-A评估板已将这些扩展线引到了板上的扩展插座上。键盘的扫描码由DSP的扩展地址0x108001给出，当有键盘输入时，读此端口得到扫描码，当无键被按下时读此端口的结果为0。

开关设计原理如图3.4所示

4.1程序流程

该设计实现的功能是南北方向绿灯，东西红10秒，南北方向绿灯闪烁3

次,东西红灯4秒，南北方向黄灯,东西红灯2秒，南北方向红灯，东西方向绿灯10秒，南北方向红灯，东西方向绿灯闪3次4秒，南北方向红灯，东西方向黄灯（2秒）。在紧急情况下，当任意方向通行剩余时间多于10秒，将时间改成10秒，正常变换到四面红灯20秒，然后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)。如下图

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如下图，按编号顺序操作建立Trafficlight.pjt 工程文件：

展开主窗口左侧工程管理窗口中“Projects”下新建立的“Trafficlight.pjt”，其中各项均为空。

(2) 在工程文件中添加程序文件：

选择菜单“Project”的“Add Files to Project?”项；在“Add Files to Project”对话框

选择文件目录为C:\\ICETEK-VC5416-EDULab\\Lab0601-UseCCS，改变文件类型为“C Source

Files(*.c;*.ccc)”，选择显示出来的文件“Trafficlight.c”；重复上述各步骤，添加

Trafficlight.cmd 文件,到

volume 工程中； 添

加 C:\\ti\\C5400\\cgtools\\lib\\rts.lib

(3) 编译连接工程：选择菜单“Project”的“Rebuild All”项，或单击工具条中的按钮；注意编译过程中CCS 主窗口下部的“Build”提示窗中显示编译信息，最后将给出错误和警告的统计数。

5.3系统下载

(1) 下载程序：执行File→Load Program ,在随后打开的对话框中选择刚刚建

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立的

C:\\ICETEK-VC5416-EDULab\\Lab0601-UseCCS\\Debug\\Trafficlight.out 文件。

(2) 设置软件调试断点：在项目浏览窗口中，双击Trafficlight.c 激活这个文件，移动光 标 到main()行上，单击鼠标右键选择Toggle Breakpoint 或按F9 设置断点(另外，双击此行左边的灰色控制条也可以设置或删除断点标记)。 (3) 利用断点调试程序：选择Debug→Run 或按F5 运行程序，程序会自动停在main()函 数上。

(4)在ICETEK-CTR 附带的小键盘上按下按键，观察信号是否满足要求。

6 设计心得

通过学习，对于CCS软件，不仅巩固了以前所学过的知识。通过对书本

上的理论知识与实际的操作相结合，对CCS有更加深刻了解。 设计中主要用到了DSP的硬件中断、定时器以及I/O访问等方面的相关的知识。在以前的的课程设计中，这些内容都曾涉及，再加上曾经DSP课程的学习。因此在本次的功能实现方面遇到的问题并不是太多。不过毕竟DSP的相关知识有别于单片机，因此对编程的理解上还是出现了一些问题，通过对课本以及相关资料的查询，这些问题也及时的得到了解决。 通过对问题的发现与解决，使我更加了解DSP的原理及其编程的相关注意事项，也是我更加了解了CCS的相关原理及运用。

参考文献

[1] 程昱．DSP应用—基于TMS320LF2407x系列[M]．科技出版社，2006． [2] 宁改娣等. DSP控制器原理及应用[M]．北京:科学出版社，2002. [3] 仿真DSP相关使用说明书，

[4] .TMS320C54xDSP应用程序设计教程[M].清华大学出版社,2004.1.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wq3x.html