基于DSP的交通燈綜合控制

孟鈺杰 山東科技大學

基于DSP的交通燈綜合控制

孟鈺杰 山東科技大學

交通燈系統的設計和控制在現代城市規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是新興學科，其與交通燈綜合控制的結合也逐漸成為當前研究的一個熱點問題。本文主要對基于DSP的交通燈綜合控制系統進行介紹，首先介紹了交通燈的控制原理，然后選擇器件，進行程序設計之后進行測試，為DSP在交通燈的綜合控制中的應用提供一定的參考。關鍵詞：DSP 交通燈 綜合控制

隨著交通事故發生的頻率越來越高，對于交通燈綜合控制系統的設計也逐漸進入人們的視野。研究者將最先進的電子科技技術應用在交通燈控制系統中，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的產生與微電子學、信號處理技術和計算機技術是息息相關的，是將這三個學科綜合起來產生的一門電子應用學科。將DSP與交通燈控制系統的設計綜合起來，能夠大大改善交通燈的指揮效率，在市場中的開發價值較大。鑒于此，本文主要對DSP與交通燈的結合系統的設計進行研究。

1 交通燈控制原理介紹

交通燈顏色分為紅綠黃三種，在路口的四個方向各有一組，用顏色的變化對交通情況進行指揮。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，顏色閃爍表示信號燈的顏色即將轉換。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（持續時長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（持續時長20s）。

⑥東西兩方綠燈閃爍。

⑦東西兩方黃燈。

返回第一步循環控制。

在遇到特殊狀況時，交警通過人工控制交通信號燈的變化：

①禁止通行的時間少于10s時，將時間控制在10s內。

②保持到正常狀態，四方紅色信號燈，持續時間20s。

③轉換到之前信號順序的下一個通行顏色（跳過閃爍綠燈、黃燈狀態）。

2 基于DSP的交通燈控制程序設計

2.1 器件選擇

在本文的設計中，器件選擇的是TI公司的TMS320VC5509A，TMS320VC5509A是TI公 司 最 具 有 代表性的定點數字信號處理器C5000系列中的一個典型代表，TMS320VC5509A通過增加乘累加MAC單元，具有大容量計算數據存儲功能，而且功能更加全面，大大減少了運行中的損耗，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，程序運行時可以通過實踐模擬編寫CCS程序，通過實踐操作檢驗其效果；其節能設計，比一般的系統節約能源約50%；程序運行快，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，片內存貯空間12×16Bt大容量SDRAM設計：M×16Bit2路10bit片上AD接口；8Mbt擴展FLASH，存儲一定數量編寫完畢的程序以及有用數據；自帶有可測試程序，在使用前可以先試運行，對系統的穩定性進行確認；4組標準擴展連接器，在必要時可以兼容使用者開發的新系統，用戶可以在此基礎上進行新工藝的改進；具有EEE11491相兼容的監測系統，此系統的主要功能是對系統進行監測，并模擬運行；+5V電源輸入，內部+3.3V、+1.6V電源控制。

2.2 程序設計

按照設計的實際需求，控制系統需要按照不同狀態依次出現的信號進行控制，本設計采用狀態機制控制方法，即首先列出所有的控制狀態，將不同的狀態進行排序并編號，按照一定次序依次排列狀態，通過程序設計控制狀態的持續市場。針對特殊狀況，可以在正常的控制程序中添加特殊控制系統。

另外需要注意兩個方面，一是定時器的設定，二是突發狀況的處理。

定時器的設定：VC5509A定時器是由一個4位的預定標值PSC和一個16位的減法計數的計數器TM共同構成的。在系統進行工作時每經過一個PSC值就減少一個單位，減少到0時TM開始降低，第一次減到0時，計數器會向中央處理器請求中斷。

突發狀況的處理：系統的設計應該考慮突發狀況，如救護車或者警車通過，可以利用仿真對特殊情況進行特殊處理。利用計算機對系統進行控制，連接到中斷請求，在等待狀態中，遇到特殊情況，現有車輛應讓救護車或者警車優先通過。

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的設計直接關系著人們的出行安全。采用電子技術與交通燈控制技術相結合，能夠提高交通燈指揮的準確性，降低能量損耗。DSP是伴隨微電子技術發展起來的一門新技術，利用DSP對交通燈控制系統進行設計，能夠提高交通燈技術含量，實現電子控制技術更好的發展。

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