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交通信号机基于DSP的解决方案设计———杨钢锋　毛汉领　黄振峰79

基于DSP的交通信号机方案设计

杨钢锋　毛汉领　黄振峰

(广西大学　南宁530004)

摘　要　叙述了交通信号机的基本要求,分析了当前使用的交通信号机的优缺点,为了更好地解决目前交通信号机存在的问题,提出了交通信号机基于DSP的解决方案。以Tms320c2812DSP芯片进行了交通信号机的软硬件设计,并分析了该解决方案的系统性能、网络协调控制功能。关键词　交通控制;DSP;GPRS中图分类号:U491　　文献标识码:A

0　引　言

交通信号机要求:①能够改变道路交通信号顺序,调节配时,并能控制道路交通信号灯;②具有启动时序、信号转换、控制方式转换、设置功能、调光功能、避雷装置、,干扰,境的变化]可靠,但在实际应用中遇到了一些不足:①引进国外的设备价格昂贵、维护费用高;②传统信号机大多采用单片机设计,不仅结构复杂而且功能少;③由于道路的扩建等原因,有线连接的通信线路受到破坏,影响信号机的控制。笔者在这一背景下给出了一种交通信号机基于DSP的解决方案设计。

FFT快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。此

外,DSP器件提供JTAG接口,具有更先进的开

发手段,,。软件配有/C、可靠性,提供了有力的保障;并且简化了交通信号机设计结构,开发工具方便加快产品的开发进程;降低交通信号机的价格。

2　基于DSP的解决方案

现有的交通信号机大多采用单片机控制,易出现功能单一,可靠性差的问题。基于DSP的特点,采用TMS320C2000系列的DSP作为交通信号机的核心控制芯片。由于DSP是快速运行的芯片,所以它和外围低速设备的连接需要一个缓冲,一般采用输入输出缓存或CPLD实现该功能。要使核心控制芯片能够实现交通控制的功能,需要连接一些辅助的芯片,如一个外接的存储器,液晶显示芯片等。然后在硬件的基础上编写在DSP中运行的下位机程序和上位机程序。下位机程序实现系统的初始化及交通控制,LCD显示、通信、手动控制等功能;上位机程序具有一个界面可以通过参数实现对信号机的远程控制。对于通信问题,采用有线连接和无线连接2种方法,有线连接可以利用现有的网络,无线连接可以解决有线连接的不足。无线连接的技术有蓝牙、GPRS、红外等,针对信号机的使用特点,采用GPRS技术可以满足交通信号机的无线通信。在本设计中采用GPRS模块PX5001通信模块,需要设定工作模式(ConstantOnline,Idleoff,IdleDown)、串口参数(包括波特率、停止位、数据长

1　DSP的优点

TI公司推出的TMS320C2000系列具有良

好的性能价格比,基本可以取代16位单片机。DSP具有较高的集成度,DSP具有更快的CPU,

更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步

串口。有的片内集成了A/D和采样/保持电路,可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器,增强的多级流水线,使DSP器件具有高速的数据运算能力[2]。DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8～10倍,完成一次乘加运算快16～30倍。DSP器件还提供了高度专业化的指令集,提高了

　　收稿日期:2007212227

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交通与计算机　2008年第2期　第26卷　总141期

度、停止位、校验类型)、网络参数(包括数据中心

数量、主数据中心IP、主数据中心域名、主数据中心端口号)等。

3　软硬件设计

3.1　系统总体硬件结构

基于C和C++语言的高效32位定点DSP芯

片。面向自动控制、工业自动化领域,工作频率达到150MHz/s,从而大大提高了代码的执行速率,缩短算法程序所需的运行时间。采用经典的哈佛总线结构,利用多总线实现存储器、外围模块和CPU之间的数据转移。采用指令流水线技术。TMS320F2812芯片片内资源主要有:18KRAM;4KROM;128KFLASH;外部扩展64K×16的SRAM;16通道的PWM;16通道12位A/DC;3个定时器;串行口有CAN,MCBSP,SPI,SCIS,充分保证了通讯的方便[3]。3.1.2　红绿灯驱动

交通信号机原理结构如图1所示。由TMS320F

2812、红绿灯驱动、检测,GPRS模块等部分组成

。

图1　信号机控制模块框图

交通信号灯是指挥交通流向的显示器,包括

无触点固态继电器驱动电路与绿灯检测电路,可对每路绿灯信号进行监测2所示,,,3.1.1　TMS320F2812

TI公司TMS320F2812数字信号处理器

,图2　驱动电路

中心。灯色信号输出通过集成在一片CPLD

(EPM3128SLC84215)中的锁存器,经过电压放大后,分别送给16个固态继电器。3.1.3　LCD显示模块

采用分辨率为(256×64)的LCD(液晶显示器),该LCD带有中文模块1可以显示字母、数字符号、中文字型及图形,具有绘图及文字画面混合显示功能。提供了8位微处理器接口,所有的功能(包含显示RAM,字型产生器),都包含在一个芯片里面,只要一个最小的微处理系统,就可以方便操作模块。内置2M-位中文字型ROM(CGROM),共提供8192个中文字型(16×16点阵),16k-位半宽字型ROM(HCGROM)共提供126个符号字型(16×8点阵),64×16-位字型产生RAM(CGRAM),另外绘图显示画面提供一个64×256点的绘图区域(GDRAM),可以和文字画面混和显示。采用并行通信来实现与DSP的数据传输。程序的编写易于实现。3.1.4　通信连 …… 此处隐藏：4500字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……