孟钰杰 山东科技大学

基于DSP的交通灯综合控制

孟钰杰 山东科技大学

交通灯系统的设计和控制在现代城市规划中具有十分重要的地位，它是城市车辆安全通行的重要保证。而DSP是新兴学科，其与交通灯综合控制的结合也逐渐成为当前研究的一个热点问题。本文主要对基于DSP的交通灯综合控制系统进行介绍，首先介绍了交通灯的控制原理，然后选择器件，进行程序设计之后进行测试，为DSP在交通灯的综合控制中的应用提供一定的参考。关键词：DSP 交通灯 综合控制

随着交通事故发生的频率越来越高，对于交通灯综合控制系统的设计也逐渐进入人们的视野。研究者将最先进的电子科技技术应用在交通灯控制系统中，希望能够提高交通灯控制的效率，而DSP就是其中的典型代表。DSP的产生与微电子学、信号处理技术和计算机技术是息息相关的，是将这三个学科综合起来产生的一门电子应用学科。将DSP与交通灯控制系统的设计综合起来，能够大大改善交通灯的指挥效率，在市场中的开发价值较大。鉴于此，本文主要对DSP与交通灯的结合系统的设计进行研究。

1 交通灯控制原理介绍

交通灯颜色分为红绿黄三种，在路口的四个方向各有一组，用颜色的变化对交通情况进行指挥。绿灯意即车辆可以通过，黄灯意即暂停，红灯意即不允许通行，颜色闪烁表示信号灯的颜色即将转换。一般来说交通灯的颜色变化如下所示：

①南北两方绿灯，东西红灯（持续时长20s）。

②南北两方绿灯闪烁。

③南北两方黄灯。

④南北两方红灯，东西两方黄灯。

⑤东西两方绿灯（持续时长20s）。

⑥东西两方绿灯闪烁。

⑦东西两方黄灯。

返回第一步循环控制。

在遇到特殊状况时，交警通过人工控制交通信号灯的变化：

①禁止通行的时间少于10s时，将时间控制在10s内。

②保持到正常状态，四方红色信号灯，持续时间20s。

③转换到之前信号顺序的下一个通行颜色（跳过闪烁绿灯、黄灯状态）。

2 基于DSP的交通灯控制程序设计

2.1 器件选择

在本文的设计中，器件选择的是TI公司的TMS320VC5509A，TMS320VC5509A是TI公 司 最 具 有 代表性的定点数字信号处理器C5000系列中的一个典型代表，TMS320VC5509A通过增加乘累加MAC单元，具有大容量计算数据存储功能，而且功能更加全面，大大减少了运行中的损耗，是目前TMS320系列中能耗最低的一种。该芯片上的主要组成部分有：1QM bit lash196k*16bitSRAM2500 gateCPLD模块上留有JTAG插口，程序运行时可以通过实践模拟编写CCS程序，通过实践操作检验其效果；其节能设计，比一般的系统节约能源约50%；程序运行快，处理效率高，配备有双核，处理速度能够满足交通灯的使用需求。400MPS软件程序兼容C54XXDS，片内存贮空间12×16Bt大容量SDRAM设计：M×16Bit2路10bit片上AD接口；8Mbt扩展FLASH，存储一定数量编写完毕的程序以及有用数据；自带有可测试程序，在使用前可以先试运行，对系统的稳定性进行确认；4组标准扩展连接器，在必要时可以兼容使用者开发的新系统，用户可以在此基础上进行新工艺的改进；具有EEE11491相兼容的监测系统，此系统的主要功能是对系统进行监测，并模拟运行；+5V电源输入，内部+3.3V、+1.6V电源控制。

2.2 程序设计

按照设计的实际需求，控制系统需要按照不同状态依次出现的信号进行控制，本设计采用状态机制控制方法，即首先列出所有的控制状态，将不同的状态进行排序并编号，按照一定次序依次排列状态，通过程序设计控制状态的持续市场。针对特殊状况，可以在正常的控制程序中添加特殊控制系统。

另外需要注意两个方面，一是定时器的设定，二是突发状况的处理。

定时器的设定：VC5509A定时器是由一个4位的预定标值PSC和一个16位的减法计数的计数器TM共同构成的。在系统进行工作时每经过一个PSC值就减少一个单位，减少到0时TM开始降低，第一次减到0时，计数器会向中央处理器请求中断。

突发状况的处理：系统的设计应该考虑突发状况，如救护车或者警车通过，可以利用仿真对特殊情况进行特殊处理。利用计算机对系统进行控制，连接到中断请求，在等待状态中，遇到特殊情况，现有车辆应让救护车或者警车优先通过。

随着人们生活水平的提高，出行变得越来越重要，城市交通灯指挥系统的设计直接关系着人们的出行安全。采用电子技术与交通灯控制技术相结合，能够提高交通灯指挥的准确性，降低能量损耗。DSP是伴随微电子技术发展起来的一门新技术，利用DSP对交通灯控制系统进行设计，能够提高交通灯技术含量，实现电子控制技术更好的发展。

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