DSP交通灯课程设计

1、项目设计说明书DSP应用系统（2 0 11 / 20 1 2学年第二学期） 项目名称DSP控制交通灯得显示专业班级电了信息工程09-1班3学生姓名指导教师 设计周数 设计成绩2012 年 7 月 6 H设计系统2、 1设2、 2设总体目录得2析2计求if想.2计.23、 2总电 .3路3图设3、3最小系统图课程设计原44、1系统工作原理4、2 、系统T作状4元器件选65、1所要元器65、 2模块性能分752JTMS320F2812DSP芯 75 22、CD451152q、LE D52.4数码管驱动电、95.2,5外扩电路运行描E、J 11 0系统框图设3计计4四理4态五择件析79路10六、.1

2、0结、.17附录设计目得DS P课程设计对我们DSP得学习有这非常重要得意义。(1)通过交通灯得设计,进一步加深、巩固学生所学专业课程DSP控制器及貝应用得 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与解决问题得能力。(2 )熟悉使用TMS320F281 2控制交通灯得方法。(3)利用DSP开发环境CCS C20 0 0对源程序文件进行编译、链接、装载调试，以完 成基本得DSP项目文件设计。(4)通过此次课程设计学习DSPf2812芯片得I/O端口控制方法，熟悉字模得简单构建 与使用，熟悉Em U lalor方式下得程序调试规程，井能最终熟悉掌握在DSP软硬件环境下 得程序开发流程

3、，达到学以致用得目得。系统分析2.1、设计要求设il一个十字路口交通灯(带一个倒计时数码管)，毎个方向有三色(红、黄、绿人 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: 保证每次切换倒汁时9秒，且绿灯变红灯前2秒黄灯闪烁1次，并在此时熄火绿灯。2、K 2设计要求用CCS2、2以上版本运行环境,ANSK/C+语言编写;丄2）用DSPF2 8 1 2B开发板调用GPIO 通用输入输出多用复用器谨行调制;丄3）采用内部时钟实现汁时功能；J4）采用字模査询方式显 示数字。2.2、设计思想根据DSP得硬件中断、企时器、I/O访问得原理，用;时器定时。2812得十个引脚中A 口得六个

4、引脚 GPIOAO、GP I OAK GPIOA2、GP1OA 3、GPIOA 4 . GPIOA5 控制二 极管得状态B 口得四个引脚GPIOB 0 . GP1OB 1、G P1O B2控制数码管得显示，二极管 低电平有效GPIO得端口均为输出,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、D1 1、D13、D 1 5为高，南北绿灯D13、D15为高，东红灯D8. D 10为高，东西黄灯由D8、D10、1）12、D 14为高，东西绿灯D 1 2、D14为高。交 通灯模块得I / 0地址：0 X 500811三、总体设计该系统包括DSPF2 8 12芯片,CD

5、4511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勺软件泄时相结合得方法，用DSP ；时/讣数计时，再用软件实现所需得;时。DSPF2812CD4511驱动数码管信号灯图31系统框图电路图设计-4-Le I3TOA0XIX2TC3TULam*- arxjAViST、0;3?)S410出L UVB rnv J:;ft 匕_iL叩？ ， I 111LTa:Hi:图3-2 总体电路图英中S Is 5为按键,R1R5对管脚起保护作用。该键盘为独立式键盘.分别与DSP芯片得GPIO管脚PWM1、PWM2、PMW3、PWM4、PWM 5相连接命令

6、控制扩展接口得地址 为Ox 1 0 8 0 0 L数据控制扩展接口得地址为Ox 1 0800 3、Ox 1080X辅助控制扩展接口得 地址为0 x108002。因为DSP芯片得允许电压为3、所以该键盘外接3、3V得电源。设置GPI0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，并能够使用査找法提取。3、3最小系统图XX-tA 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:000000图4一1状态一状态二:南北黄灯、东西红灯，持续1秒；如图所示:000000图4一2状态二状态三:东西绿灯、南北红灯，延时9秒;如图所示:图

7、4-3状态三状态四：东西黄灯、南北红灯，持续1秒;如图所示:ooe 00图4斗状态四返回状态一五、元器件选择5x 1所要元器件表51所需器件2812 DSP 芯片个CD4511芯片1个LED数字显示器1个电阻13个二极管6个导线5. 2、模块性能分析5. 2.1、TMS3 20F2 8 12 DSP 芯片281 2得十个引脚淇中A 口得六个引脚GPIOAO. GPI0A1、GPI0A2、GPI0A3、GPI0A4. GPI0A5 控制二极管得状态，B 口得四个引脚 GPIOBO、GPI0B1、GPI0B2 控制数码管得显示。GPIOAO XIGPIOA1 GPIOA2 GPIOA3X2GPIO

8、A4 GPIOA5 GPIOA6TESTSELGPIOA7 GPIOAS GPIOA9亦GPIOAIO GPIOAI1VDD(9)GPIOBO GPIOB1 GPIOB2 GPIOB3 B?I0B4 GPIOB5 2S1219 图51F281 2部分引脚5.2. 2、CD45 1 1CD4511就是一个用于驱动共阴极LED (数码管显示器得BCD码一七段码译码 器，特点：具有BCD转换、消隐与锁存控制、七段译码及驱动功能得CMOS电路能提供较大 得拉电流。可宜接驱动LED显示器0CD4511就是一片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

9、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,显示器一宜显示数码“ 8 ”，各笔段都被点亮，以检查显示器就是否有故障0 BI 为消隐功能端低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时，B 1端应加高电平。列外CD4511 有拒绝伪码得特点，当输入数据越过十进制数9 ( 1001)时,显示字形也自行消隐0 LE就是锁 存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据0 as就是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就是CD 4 511与CD8配合而成一位计数显示电路，若要多

10、位讣数,只需将il数器级联，每级输出接一只CD4511与LED数码管即可。所谓共阴LED数码管就是指7段LED得阴极就是连在一起得，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电圧 来选取，电源电压5V时可使用30 0 Q得限流电阻。CD451 1引脚图图 52 CD4511如下:CD4511引脚功能介绍BI： 4脚就是消隐输入控制端，当B 1=0时，不管其它输入端状态如何,七段数码管均 处于熄火（消隐）状态,不显示数字。LT：3脚就是测试输入端，当B【= 1,LT=O时,译码输出全为1,不皆输入 g 状态 如何,七段均发亮，显示“ 8 ” 它主要用来检测数码皆就是否损坏。LE：锁;控制端，当LE=0时

11、，允许译码输出。LE=1时译码器就是锁泄保持状态，译码 器输出被保持在LE=0时得数值.AK A 2、A3、A4 为 8 4 21BCD 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。C D451 1得工作原理CD4511得工作真值表如表5-2所示表5-2 CD4511貞.值表输入输出LEBILIA3A2A1A4abcdefg显示XX0XXXX11111i18X01XXXX0000000消隐11000001101200130i1401151116000f11180119000消隐000消隐000消隐000消隐000消隐000消隐111XXXX锁存锁存5 、 2、 3、

12、LED通过LED得亮得情况来控制通行得状态，红灯亮时,所有得车不允许通过，延时九秒后绿灯亮时才允许通过。红灯转换绿灯时直接转换，緑灯转换为红灯时中间要有两秒得黄灯作为过渡。5、2、4数码管驱动电路图5-3数码管驱动电路5、2、0外扩电路六、运行描述6、1运行过程:(I)首先检査自己得个人计算机，需在Wind 0 WS X P F安装CCS运行环境。(2 )本次DSP课程设计我们用得就是CCS2. 2版本得环境。(3) 安装好CCS2. 2后，需对计算机经行相关配置，然后在S imulator模式下经行电路调试。并且安装相关驱动文件0(4) 写入设汁好得程序，并在CCS环境下经行编译，调试知逍调

13、试没有错误。(5) 对实际电路经行设计，用P rote 1画出电路原理图。(6) 按照电路原理图对事物经行正确焊接，焊接时一定要小心，要按照要求，防止出现虚焊、漏焊等错误。(7) 打开DSP试验箱电源，按照先前设讣得电路原理图连接电路，其中电源部分应在确定电压为3、3 V或小于3、3 V时连接芯片电源,然后拷入刚才运行成功后得程序。(8) 在P rojec t中选择正确得储存路径打开写好得程序。(9) 由281 2得各引脚来控制二极管得亮灭，各管脚分别调用相应程序来控制LCD得显示;二极管低电平有效,南北红灯亮时东西绿灯亮。(1 0)实物电路图如下:a0;匸 *.4 疗 l - . P ,il

14、+*?_ -i：I _- 啜；:-:J(.-爻：t.三4so软：:氓送兀： 電，、E切-I 电 G：J . I &-WP yt C .八丄y .&八1宀、曾A吓、八 遵m L ；( V I 時J* 2 0二 1 SJ芋流程图程序流程图如下:图7-1程序流程图7、2程序代码# i nclude DS P 28 1X D e vice、h*DSP28 I s He a de r DSP28 1 x_Examples、h / / DSP281X Examples I n cl u de void cp u _t i ra e r 0_isr(V 0 id);#d e f i ne LEDS * (i

15、nt *)Ox c 0 0 00i nt fl a g=l;int i=9,nCount;un s i g n e d int uL BD：Uintl6 b ;uns i gned i n t Le d 10= 0 xOO, 0x0 1 , Os 0 2 0 x 03r 0 x04, 0 sO 5 , 0 x06, 0 x07, 0x0 8, 0x0 9;/(r9 码字/Uin t 1 6 varl= 0x00 00 .var2=0xffff：/ / sets GPIO Mux s asOsV 01 d main( v oi d )uLBD=nCount = 0;I n itSy s Ctrl

16、 ():/初始化cpu、I n 1 t PieCtr 1 0 ;/初始化向量表、初始化Pie寄存器、IER = 0x0000：/复位，中断使能寄存器IER,中断标志寄存器IFR、用于将Pie中断服务复位、IF R = 0x000 0 ;InitPieV ec t Table0;/初始化中断向量表、EALLOff；/关闭寄存器保护，与E DIS配合使用、PieVectTable. TINTO = &cpu_time r0_isr：/打开 TINTO.地址指针指向前而 向向量,前后名字一致、EDIS： /打开寄存器保护、CpuTimerOReg S Add r =&C p u T imerOReg

17、 s :CpuTiraerORe g s、PRO、 all =Oxffff：/ / P RD周期寄存器CpuTiraerO RegsTPR、all =0：/ / TPR, 8位到15位就是PS C, 0位到7位就是TDDR、oCp u T i merORe g s、TIM. all=0：/TIMil-数寄存器，存放讣数值CpuTime r ORe g T PRH. a 1 1 = 0 ;/ / TPR得高1 6位dC pu Timer 0 Regs. TCR. bit、TSS = 1/ / TC R控制寄存器，TSS=1表示关闭定时器,TSS=O时启动CpuT i merORe g sTCR

18、bit、SOFT = 1：/SOFT与FREE同时使用，都就是1得时候自由运行dC puTimerOReg s、TCR、bit、FREE = 1/ /TRB重装载位，=1自动装载周CpuTime rORegs、TCR、bit、TRB期寄存器得值p uTimerORegs TCR、bit. TIE = 1;/中断使能讣数器，减到0自动为1请求中断、(puT i merO、InterruptCount = 0;/il 数StartCpuTimerOO ；/执行宏定义，TSS=O时得操作，开始定时器计数IER 1= M_INT1： / 赋值 0X0001Pie C triRegs、PIE I ERK

19、 bit. INTx7 = 1; .7 按位操作，7 位/打开全局中断E I NT； / Enab I e G 1 oba I i nter ru p t IXTMERTM：En a bl e G I ob a I r e a I t i me i n t e r rup t D BGM*( i nt *) Ox 108 0 0 0=0：/ 初始化 ICETEK-CTR*(int *)0 X 1 08 0 0 0 =0x80：*(int *)0x1 0 80 0 0=0：* (int *) 0 xl08007= 0 ;关闭东西方向得交通灯* (i n t *)0 X 108 0 0 7=0 x

20、 40;。/关闭南北方向得交通灯EALL OW；G p ioMuxRegs、G PAMUX、all=v a rl:/ / C on f igur e MUX s a s d i gitalI/Os orGp i oMxixRe gs、GPBMUX、a 1 1 =varl：/ p eripheral I / Os/ /MU X表示工作方式，两种工作方式:外设与1. 0,相应位为外设为0就是【0Gpi 0 MuxRegs GPA DIR、a 1 1 =v a r2 ：/ GPIO P ORTs as o utputGpioMusRegs、GPB DIR、all=va r2：/ GPIO DIR s

21、e I e c t GP 1 Os aS output z/DI R表示方向,输入还就是输出管教，柑应位为1为输出，为0就是输入/等待中断wh i le ( 1 )Gp i oDataRe gs、GP ADAT、al I =a：GpioD a ta Reg s GP BDAT、a 1 l=b;P i eCt rlRe gs. PIEACK. a 1 1 =PIEACK-GROUPl： /中断应答寄存器1；/中断标忠位1：/重装载位Cpu TimerORegs TCR、bit、TIF =Cp u Timer 0 Regs、TCR、bit、TRB =if ( nCount=0 )b=Ledi;dif (fl a g= 1 )if( i =3)e Ise if (i=2)a=0xll;el s e if ( i = 1 )a= 0 xO 1 ;e Ise i f (i= 0 )a=0x09;flag=O：d if (fl a g=0)辻(i=3)a=Ox 0 C;e 1 s e i f (i = = 2)a =0 X 0 A ；a=0 X 0 8：e I se if(i=0)a=0 X 09;f 1 a g=l;i =9：nC ount+;nCount%=2289;A.设计总结在D