基于嵌入式系统的六相位信号机研究与设计

发布时间：2020-06-11 13:11

【摘要】：目前,我国城市的道路交叉口控制大都采用基于8/16位处理器的两相位、四相位信号机,这类信号机由于处理器处理能力较低,导致控制功能简单,方案单一,而且不能移植操作系统,难以实现复杂的多任务处理。为了克服这类信号机存在的功能较少、运算速度较慢、难以满足现实交通状况对信号机提出的更高要求的缺陷,根据国内道路交叉口实际交通情况对信号机提出的六相位控制、实现复杂控制方案和能根据实时交通路况进行感应控制的新需求,选用NXP公司的ARM芯片LPC2478作为处理器,以μC/OS-Ⅱ为操作系统,研发了一款六相位交通信号控制机。 首先通过对典型混合十字道路交叉口冲突点的分析,介绍了六相位解决方法并分析了多种控制方案,为信号机确定了感应控制、多时段定时控制、手动控制和黄闪控制4种信号控制方式,并给出了系统的总体设计；其次,根据功能需求,对信号机硬件及驱动层进行了详细设计,包括微处理器和存储器选择、信号灯驱动电路和绿冲突检测电路等功能模块电路设计,并为硬件层编写了软件的板级支持包；再次,根据ARM运行方式和指令集为硬件单板移植嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,不仅增强了多任务处理的能力,保证了实时性,还有效地提高了软件的开发效率并降低了设计难度；最后,以模块化软件设计思想对上层任务进行了分析,给出了软件任务实现的详细流程,使用有限状态自动机模型对控制任务算法进行了研究,为之搭建消息驱动软件架构并给出具体实现。 对信号机任务软件进行了单元测试,同时给出了单元测试的过程和作用。在硬件系统实验板上进行了信号机功能测试,测试结果表明,所设计的信号机功能正确,运行稳定,可以满足当前大多数道路交叉口的交通需求。本设计不仅具有较高的实用价值,也为LPC2478和μC/OS-Ⅱ这套嵌入式平台在交通控制领域的应用做了一次成功的探索,具有一定的参考价值。
【图文】：

ash是远远不够的，需要进行片外ROM扩展。NandFlash存储器是闪加电的情况下长期保持存储的信息。NandFlash既有ROM的特点，度，而且易于擦除和重写，非常适用于数据储存。的片外Flash使用了三星公司的Kg1208作为信号机运行所需数据的存一款64MxsBit的NandFlash，共64MB，它的块擦除时间典型值为Zs，写入时间的典型值为200us，最大值为400us，完全满足信号机读写，，对系统实时性产生的影响基本可以忽略。LPC2478的静态存储区域000o一oxs3FFFFFF，一共4个Ba放，每个Bank的寻址空间是16MB，的静态地址片选位CSO一CS3控制。将LPC2478的片选管脚Csl连接CE，读使能端R卫连接到Flash的读使能管脚RE，写使能端WE连接脚WE，这样片外FlashKg1208的寻址地址为0x81000000一oxslFFFF中的前16MB存储空间。NandFlash的电路如图4.2所示。

这样该SDRAM的寻址地址为:0xA0000000一0xA2000000。该片SDRAM拥有13位的地址线加上2位的片内区域选择线，一共巧位地址线，能寻址犯MB的区域。连接好SDRAM和ARM的数据线、时钟线和数据刷新线，电路图如图4.3所示。图4， 3SDRAM电路图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1;U491.51

【参考文献】

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本文编号：2707957