DSP课程设计-交通灯控制设计报告

DSP课程设计-交通灯控制设计报告

《DSP器件及应用》课程设计报告

《DSP器件及应用》

课程设计报告

题目：基于DSP的交通灯控制系统的设计

专业：电子信息工程

班级：大探131班

2016年 6 月28 日

基于DSP的交通灯控制系统的设计

评分表

小组成绩：

基于DSP的交通灯控制系统的设计The design of traffic light control system based on DSP

摘要

随着计算机技术、网络技术的、通讯技术的飞速发展，这个世界已经步入了信息时代。作为世界上最大的发展中国家，中国人的生活方式发生了巨大的变化。经济在高速发展，城市化进程在不断加快，车辆猛增，城市交通问题成为一个日益引起人们关注的问题。人、车、路三者关系的协调, 成为交通管理部门需要解决的当务之急。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计算机综合管理系统, 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,成为交通运输管理和城市规划部门需要解决的问题之一。数字信号处理器（DSP，即Digital Signal Processor）是进行数字信号处理的专用芯片，是伴随着微电子学、数字信号处理技术、计算机技术的发展而产生的新器件。由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, 因而在计算机应用领域中得到了

广泛的使用。本报告提出了基于DSP 的交通灯控制系统的设计。

关键词：数字信号处理器（DSP），交通灯控制系统，三色灯

目录

1 引言 (1)

1.1课题背景

1

1.2 研究目的和意义 (1)

2 设计分析 (2)

2.1 实现效果概述 (2)

2.2 设计方案概述 (2)

2.3 系统模型说明 (2)

2.4 系统基本功能 (3)

2.5 交通灯组态说明 (3)

2.6 组态部分的程序说明 (4)

3 系统实现 (4)

3.1 硬件部分 (4)

3.1.1 芯片简介 (4)

3.1.2 设计和实现 (5)

3.2 软件部分 (6)

3.2.1 CCS简介 (6)

3.2.2 程序流程图 (6)

3.2.3 部分源程序代码及注释 (6)

4 实验结果 (13)

4.1 效果截图 (13)

4.2 实验总结 (15)

5 参考文献 (15)

1 引言

1.1课题背景

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线。

1.2 研究目的和意义

随着经济的发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。道路拥挤现象日趋严重，造成的经济损失越来越大，并一直保持大比例的增长。现在交通系统已不能满足经济发展的需求。由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。在交通中管理引入交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益，也更加节约资源。

2 设计分析

2.1 实现效果概述

本设计实现的智能交通灯控制系统的主要功能为：对某市区（模拟）的主要交通路口进行控制，使各路口的交通灯有固定的工作周期，即以时间为依据控制信号灯，使其按照正常（预设）顺序运行。

2.2 设计方案概述

本设计以DSP TMS320F2812作为控制核心。研究对象为单个路口控制，与上位机之间的通信采用MAX232进行转换。交通信号控制器包括上位机设计和下位机设计两部分。上位机主要为用户提供一个良好的人机交互界面，把各种配时信息通过串口下载到下位机的非易失存储器中，以便下位机按配时信息确定路口状态。另外，上位机也提供系统的一些控制信息的设定，如复位信号控制器、输出灯组有效及灯组顺序设定等；下位机主要控制整个信号控制器的各路信号灯输出状态，保证路口按预先设定的方案运转。

2.3 系统模型说明

图2-1 交通灯模型

这里以一个路口为例简单介绍交通灯信号控制的运行情况：交通灯分为红黄绿三色，东、西、南、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，黄灯信号表示警告，红灯信号表示禁止通行。

在正常情况下路口灯的变化顺序如下（由于东西和南北分别是对称的，所以设计时只需考虑西路口和北路口情况）：

1.南北亮绿灯，东西亮红灯

2.南北亮黄灯，东西亮红灯

3.南北亮红灯，东西亮黄灯

4.南北亮红灯，东西亮绿灯

5.南北亮红灯，东西亮黄灯

6.南北亮黄灯，东西亮红灯

7.返回1状态进行循环

2.4 系统基本功能

a)初始时间设置：设置一段初始时间，开机后需等待该段时间后系

统才开始正常工作（该段时间内交通灯处于初始灯态，即南北绿、东西

红）

b)正常时间设置：以时间为变量控制交通灯状态的变换，用不同的

时间间隔来控制每种灯态的持续时间

c)灯态切换：交通灯可在红黄蓝三色中按预设顺序进行切换

2.5 交通灯组态说明

灯组：在单个路口的交通灯控制系统中，东西方和南北方各为一个大组。

灯态：每个大组内的红黄绿三色信号各为一个灯态。

这样2个灯组的不同灯态一共生成6种状态：①.东西红②.东西黄③.东西绿④.南北红⑤.南北黄⑥.南北绿

南北两个方向实际可能的交通灯组合状态如下：

1.南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮

2.南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮

3.南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮

4.南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮

5.南北方向红灯亮，东两方向黄灯亮