孟鈺杰 山東科技大學(xué)

基于DSP的交通燈綜合控制

孟鈺杰 山東科技大學(xué)

交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制在現(xiàn)代城市規(guī)劃中具有十分重要的地位，它是城市車輛安全通行的重要保證。而DSP是新興學(xué)科，其與交通燈綜合控制的結(jié)合也逐漸成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文主要對(duì)基于DSP的交通燈綜合控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹，首先介紹了交通燈的控制原理，然后選擇器件，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)之后進(jìn)行測(cè)試，為DSP在交通燈的綜合控制中的應(yīng)用提供一定的參考。關(guān)鍵詞：DSP 交通燈 綜合控制

隨著交通事故發(fā)生的頻率越來越高，對(duì)于交通燈綜合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也逐漸進(jìn)入人們的視野。研究者將最先進(jìn)的電子科技技術(shù)應(yīng)用在交通燈控制系統(tǒng)中，希望能夠提高交通燈控制的效率，而DSP就是其中的典型代表。DSP的產(chǎn)生與微電子學(xué)、信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是息息相關(guān)的，是將這三個(gè)學(xué)科綜合起來產(chǎn)生的一門電子應(yīng)用學(xué)科。將DSP與交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜合起來，能夠大大改善交通燈的指揮效率，在市場(chǎng)中的開發(fā)價(jià)值較大。鑒于此，本文主要對(duì)DSP與交通燈的結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

1 交通燈控制原理介紹

交通燈顏色分為紅綠黃三種，在路口的四個(gè)方向各有一組，用顏色的變化對(duì)交通情況進(jìn)行指揮。綠燈意即車輛可以通過，黃燈意即暫停，紅燈意即不允許通行，顏色閃爍表示信號(hào)燈的顏色即將轉(zhuǎn)換。一般來說交通燈的顏色變化如下所示：

①南北兩方綠燈，東西紅燈（持續(xù)時(shí)長(zhǎng)20s）。

②南北兩方綠燈閃爍。

③南北兩方黃燈。

④南北兩方紅燈，東西兩方黃燈。

⑤東西兩方綠燈（持續(xù)時(shí)長(zhǎng)20s）。

⑥東西兩方綠燈閃爍。

⑦東西兩方黃燈。

返回第一步循環(huán)控制。

在遇到特殊狀況時(shí)，交警通過人工控制交通信號(hào)燈的變化：

①禁止通行的時(shí)間少于10s時(shí)，將時(shí)間控制在10s內(nèi)。

②保持到正常狀態(tài)，四方紅色信號(hào)燈，持續(xù)時(shí)間20s。

③轉(zhuǎn)換到之前信號(hào)順序的下一個(gè)通行顏色（跳過閃爍綠燈、黃燈狀態(tài)）。

2 基于DSP的交通燈控制程序設(shè)計(jì)

2.1 器件選擇

在本文的設(shè)計(jì)中，器件選擇的是TI公司的TMS320VC5509A，TMS320VC5509A是TI公 司 最 具 有 代表性的定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器C5000系列中的一個(gè)典型代表，TMS320VC5509A通過增加乘累加MAC單元，具有大容量計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，而且功能更加全面，大大減少了運(yùn)行中的損耗，是目前TMS320系列中能耗最低的一種。該芯片上的主要組成部分有：1QM bit lash196k*16bitSRAM2500 gateCPLD模塊上留有JTAG插口，程序運(yùn)行時(shí)可以通過實(shí)踐模擬編寫CCS程序，通過實(shí)踐操作檢驗(yàn)其效果；其節(jié)能設(shè)計(jì)，比一般的系統(tǒng)節(jié)約能源約50%；程序運(yùn)行快，處理效率高，配備有雙核，處理速度能夠滿足交通燈的使用需求。400MPS軟件程序兼容C54XXDS，片內(nèi)存貯空間12×16Bt大容量SDRAM設(shè)計(jì)：M×16Bit2路10bit片上AD接口；8Mbt擴(kuò)展FLASH，存儲(chǔ)一定數(shù)量編寫完畢的程序以及有用數(shù)據(jù)；自帶有可測(cè)試程序，在使用前可以先試運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行確認(rèn)；4組標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展連接器，在必要時(shí)可以兼容使用者開發(fā)的新系統(tǒng)，用戶可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新工藝的改進(jìn)；具有EEE11491相兼容的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并模擬運(yùn)行；+5V電源輸入，內(nèi)部+3.3V、+1.6V電源控制。

2.2 程序設(shè)計(jì)

按照設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，控制系統(tǒng)需要按照不同狀態(tài)依次出現(xiàn)的信號(hào)進(jìn)行控制，本設(shè)計(jì)采用狀態(tài)機(jī)制控制方法，即首先列出所有的控制狀態(tài)，將不同的狀態(tài)進(jìn)行排序并編號(hào)，按照一定次序依次排列狀態(tài)，通過程序設(shè)計(jì)控制狀態(tài)的持續(xù)市場(chǎng)。針對(duì)特殊狀況，可以在正常的控制程序中添加特殊控制系統(tǒng)。

另外需要注意兩個(gè)方面，一是定時(shí)器的設(shè)定，二是突發(fā)狀況的處理。

定時(shí)器的設(shè)定：VC5509A定時(shí)器是由一個(gè)4位的預(yù)定標(biāo)值PSC和一個(gè)16位的減法計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器TM共同構(gòu)成的。在系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)每經(jīng)過一個(gè)PSC值就減少一個(gè)單位，減少到0時(shí)TM開始降低，第一次減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)向中央處理器請(qǐng)求中斷。

突發(fā)狀況的處理：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮突發(fā)狀況，如救護(hù)車或者警車通過，可以利用仿真對(duì)特殊情況進(jìn)行特殊處理。利用計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，連接到中斷請(qǐng)求，在等待狀態(tài)中，遇到特殊情況，現(xiàn)有車輛應(yīng)讓救護(hù)車或者警車優(yōu)先通過。

隨著人們生活水平的提高，出行變得越來越重要，城市交通燈指揮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著人們的出行安全。采用電子技術(shù)與交通燈控制技術(shù)相結(jié)合，能夠提高交通燈指揮的準(zhǔn)確性，降低能量損耗。DSP是伴隨微電子技術(shù)發(fā)展起來的一門新技術(shù)，利用DSP對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠提高交通燈技術(shù)含量，實(shí)現(xiàn)電子控制技術(shù)更好的發(fā)展。

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