基于DSP的交通灯综合控制系统的设计

1、基于DSP的交通灯综合控制系统 的设计作者: 日期:基于DSP的交通灯综合控制系统的设计徐向美，黄乡生（东华理工大学电子与机械工程学院，江西抚州344000）摘要：介绍了一种基于DSP芯片TMS320VC5509A的交通灯综合控制系统的设 计，主要采用了 DSP中的定时器进行定时设计模拟实际生活中交通灯的控制情 况。关键词：DSP,交通灯控制中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：Abstract：Key Words：CLC number: TP273Document code: BArticle ID:1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三 者关系的

2、协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系 统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的汁算机综合管理系 统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。如何采用合适的控制 方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区 同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决 的主要问题。而DSP是伴随着微电子学、数字信号处理技术和讣算机技术等学 科的发展而产生的，是体现这三个学科综合科研成果的器件。山于它特殊的结构 设计，可以把数字信号处理中的一些理论和算法实时实现，并逐步进入了控制器 市场，因而在计算机应用领域中得到了

3、广泛的使用。所以本文提出了基于DSP 的交通灯综合控制系统的设计。2. 器件选择本系统所采用的是TI公司的TMS320VC5509A, TMS320VC5509A是TI公司推 出的定点数字信号处理器C5000系列中的一种，TMS320VC5509A通过增加乘累加 MAC单元，增强了 DSP的运算能力，而且性能更好，功耗更低，是目前TMS320 家族中最省电的芯片。该芯片上的资源有：16Mbit flash 196k*16bit SRAM 2500 gate CPLD模块上留有JTAG插口，用户可以通过仿真器和CCS下载程序和进行 实验；其低功耗设讣，比上一代C54XX器件功耗低30%左右；处理

4、速度更快， 双核结构，处理速度400MIPS；软件程序兼容C54XX DSP；片内存贮空间 128KX16Bit；大容量 SDRAM 设计：4MX16Bit； 2 路 lObit 片上 A/D 接口； 8M bit扩展FLASH,存储大量固化程序和数据；设计有用户可以测试指示灯； DSP扩展总线，包括数据、地址、I/O、控制；4组标准扩展连接器，为用户进 行二次开发提供条件；具有IEEE1149. 1相兼容的逻辑扫描电路，该电路仅用于 测试和仿真；+5V电源输入，内部+3.3V、+1.6V电源管理；高保真语音接口设 计，双路语音采集，每路48K/S； USB2. 0接口设计；4层板设计工艺，稳

5、定 可靠。实验箱上带有ICETEK-CRT显示控制模块，实验箱上有红、黃、绿三种 颜色十二只指示灯可供模拟交通灯用。在该系统中利用定时器中断来控制交通灯 的亮灭以及间隔时间，同时利用了键盘中断来进行模拟突发事件发生时的控制。3. 交通灯控制原理交通灯分为红黃绿三色，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。正常的交通控制信号顺序如下：（1）南北方向绿灯，东西红灯（20秒）。（2）南北方向绿灯闪烁。（3）南北方向黄灯。（4）南北方向红灯，东西方向黃灯。（5）东西方向绿灯（20秒）。（6）东西方向绿灯闪烁。（7）东

6、西方向黃灯。（8）返回（1）循环控制。紧急情况处理：当重要车队通过、急救车通过时，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、黃灯状态）。4. 程序设计1.根据设计要求，山于控制是山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：甘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. 定时器的设定，VC5509A定时器是由

7、一个4位的预定标值PSC和一个16 位的减法计数的讣数器TIM组成。在实际工作中首先是每经过一个周期PSC值 减1, 一直减到0后TIM开始减1,直到减到0后的第一个周期，计数器会向 CPU发出中断请求。3. 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。程序流程图如下所示:图1图2图35.键盘连接原理图TT1TTOncnCPL图4键6.测试结果及其分析通过在TMS320VC5509A实验箱上进行测试，可以看到程序可以完成交通 灯功能，正常进行工作。该系统的优点在于利用了 DSP的快速处理能力，同时 在程序中运用中断来