1、 XXXXXX 电子信息工程学院 课程设计报告 交通灯综合控制 设 计 人： XXX 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子班 学 号： 指导教师： 二零一 X 年 X 月 目 录 1 设计目的及要求 .4 1.1 设计目的 .4 1.2 设计要求 .4 1.2.1 交通灯控制 .4 1.2.2 计时 .5 1.2.3 紧急情况 .5 1.2.4 程序设计 .5 2 设计原理及方 案 .7 2.1 课程设计总体方案 .7 2.1.1 设计思路 .7 2.2 课程设计原理 .7 2.2.1 系统工作原理 .7 2.2.2 系统工作状态 .8 3 硬件设计 .10 3.1 硬件总体设计 .10 3
2、.2 交通灯显示模块 .11 3.3 计数显示模块 .12 3.4 开关模块 .13 4 软件设计 .14 4.1 程序流程 .14 4.2 交通灯模拟显示 .15 4.3 定时器及中断设计 .15 4.4 外中断设计 .16 5 系统调试 .18 5.1 硬件调试 .18 5.1.1 电源调试 .18 5.1.2 Emulator 调试 .18 5.2 软件调试 .21 5.2.1 软件设计 .21 5.2.2 程序运行 .23 5.3 系统下载 .24 6 结论分析及体会 .25 7 参考文献 .26 1 设计目的及要求 1.1 设计目的 (1)熟悉使用 ICETEK F2812-AE 评
3、估板控制 ICETEK-CTR 上交通灯的方法。练习自主独立的设计，实现理论和实践的统一，提高自我动手能力。 (2)掌握 TMS320F2812DSP 定时器的使用和编程。 (3)掌握 TMS320F2812DSP 外中断的使用和编程。 (4)学习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 设计要求 1.2.1 交
4、通灯控制要求： 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 (20 秒 )。 (2)南北方向绿灯闪烁 3 次 ,东西红灯 (6秒 )。 (3)南北方向黄灯 ,东西红灯 (4 秒 )。 (4)南北方向红灯，东西方向绿灯（ 20 秒）。 (5)南北方向红灯，
5、东西方向绿灯闪 3 次 (6秒 )。 (6)南北方向红灯，东西方向黄灯（ 4 秒）。 (7)返回 (1)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 (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 )。 1.2.2 计时要求： 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。 1.2.3 紧急情况要求： 利用 ICETEK-CTR 上键盘产生外中断，中断正常信号顺序
6、，模拟突发情况。 1.2.4 程序设计要求 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 statusNSGreenEWRed 20 秒 (160， 0， 159) 20-0 2 南北绿灯闪烁，东西红
7、灯 statusNSFlashEWRed 6 秒 (24， 160， 183) 0 3 南北黄灯，东西红灯 statusNSYellowEWRed 4 秒 (16， 184， 199) 20 4 南北红灯，东西黄灯 statusNSRedEWYellow 4 秒 (16， 200， 215) 20 5 南北红灯，东西绿灯 statusNSRedEWGreen 20 秒 (160， 216，375) 20-1 6 南北红灯，东西绿灯 闪烁 statusNSRedEWFlash 6 秒 (24， 376， 399) 0 7 南北红灯，东西黄灯 statusNSRedEWYellow 4 秒 (16
8、， 400， 415) 20 8 南北黄灯，东西红灯 statusNSYellowEWRed 4 秒 (16， 416， 431) 20 * 南北红灯，东西红灯 StatusHold 20 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。 2 设计原理及方案 2.1 设计总体方案 2.1.1 设计思路 根据 DSP 的硬件中断、定时
9、 器、 I/O 访问的原理。用定时器定时，用 I/O 口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 (红色按纽 )为中断申请，表示有急救车通过。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、 D10、 D12、 D14 为高，东西绿灯 D12、 D14为高。交通灯模块的 I/O 地址： 0x5008h 2.2 课程设计原理 2.2
10、.1 系统工作原理 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。信号灯受芯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。本次设计中东西南北路口 的红灯均亮 1 秒，信号灯开始工作，东西红灯亮 20 秒，在东西红灯亮的同时，南北绿灯亮 20 秒。
11、到 20 秒时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮的周期为 2秒 (亮 1 秒，灭 1 秒 )。绿灯闪亮 3 次后灭，东西黄灯亮并维持 4秒。到 4秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮，同时南北红灯灭，南北绿灯亮。东西红灯亮维持 20 秒，南北绿灯亮维持 20 秒，到 20 秒时，南北绿灯闪亮 3次后灭，南北黄灯亮，并维持 4秒。到 4秒时，南北黄灯灭，南北红灯亮，同时东西红灯灭，东西绿灯亮。紧接着开始第二周期的动作，以后周而复始的循环。 2.2.2 系统工作状态 系统工作状态 状态一：南北绿灯、东西红灯，延时 20 秒， 20 秒后南北绿灯闪 3 次，东西红灯延时 6秒；如图所示 图 2.1 状态一 状态二：南
12、北黄灯、东西红灯，持续 6 秒； 图 2.2 状态二 状态三：东西绿灯、南北红灯，延时 20 秒， 20 秒后东西绿灯闪 3 次，南北红灯持续 6秒； 图 2.3 状态三 状态四：东西黄灯、南北红灯，持续 6 秒； 图 2.4 状态四 状态五：紧急状态下东西南北均亮红灯； 图 2.5 状态五 3 硬件设计 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。
