式中, f_d为多普勒频率，v_r为运动目标的速度，C为光速，f₀为发射波频率。
　　由式(1)可以得到被测物体的速度为：
　　
　　因此，只要测出f_d，就可以计算出被测车辆的速度^[1-2]。
　　测量f_d的方法有时域法和频域法两种。由于雷达工作环境会使收到的信号的背景比较复杂，信噪比大大降低，传统的时域方法对检测或识别干扰和噪声中的多普勒信号都比较困难,而且会使测频精度明显下降。而采用频域法，选择合适的采样频率及适当的采样窗口可以大大提高测频精度和可靠性。本设计即采用频域法。
2 系统硬件设计
　　本系统采用TI公司的定点DSP芯片TMS320VC5402来完成信号处理工作，以满足系统对精度和速度的要求。TMS320VC5402是TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而专门设计的位定点数字信号处理器，采用改进的哈佛结构,具有高度的操作灵活性和运行速度，可满足实时嵌入式应用的需要。C54X系列DSP芯片种类很多，但结构基本相同，主要由中央处理器CPU、内部总线控制、特殊功能寄存器、数据存储器RAM、程序存储器ROM、I/O接口扩展功能、串行口、主机通信接口HPI、定时器、中断系统等10个部分组成。TMS320VC54x的结构是以8组16位总线为核心，形成了支持高速指令执行的硬件基础。8组总线分为1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线。系统原理框图^[3-4]如图2所示。

　　本设计要求对雷达接收信号作实时处理，TMS320VC5402的时钟为100  MHz，可在10  ns内完成一些乘法指令。为提高程序运行速度，不宜用片外存储器作为程序存储器，因为相对于DSP的内部处理速度来说，片外存储器的存取速度都显得太慢，因此只能利用芯片的上电加载功能,使程序运行时指令全都从DSP内部RAM取出，这样速度就很快，充分发挥了DSP的高速优势。而DSP的内部RAM一方面要用作程序空间，另一方面还要用作数据空间，因此必须考虑好芯片的内部RAM容量，而TMS320VC5402中有32 KB的RAM，完全可满足需要，不需要再用外部存储器了^[5]。
3 系统软件设计
　　DSP软件系统流程图如图3所示。系统软件设计主要包括3个部分：数据采集、处理和传输。数据采集是通过DSP的中断INT0实现。为了便于FFT变换，数据采集个数为2N(N为正整数)，所采集数据满足要求的个数后，进行数据处理。数据处理主要包括加窗、FFT、动门限信号检测处理。通过加窗的方法可以对由于截断效应带来的频谱泄露的现象予以限制；而频谱分辨率可以通过适当增加FFT运算数据点数来加以提高，通过FFT处理可以得到信号频谱信息；动门限信号检测是通过检测信号幅度判断有用信号与噪声。最后传输数据，主机从DSP中读取结果，并控制显示。主机与DSP之间的通信采用的是查询方式，在DSP的RAM区定一个存储空间，当DSP得出结果时,DSP向这个地址写标志并停止运行下一条程序，一旦主机查到标志，即从DSP中读出结果，并把标志清零，DSP查到零后程序继续往下运行^[6]。

　　用TMS320VC5402的汇编程序实现FFT算法主要步骤如下：
　　(1) 实现输入数据的比特反转。输入数据的比特反转实际上就是将输入数据进行位码倒置，以便在整个运算后的输出序列是一个自然序列。在用汇编指令进行位码倒置时，使用位码倒置寻址可以大大提高程序执行速度和使用存储器的效率。
(2)实现N点复数FFT。在进行FFT运算时，由于TMS320VC5402是一个定点DSP，因此要考虑溢出和定标问题。
　　(3) 功率谱的计算。由于本系统主要是对信号鉴频，不要求信号具体的功率，只需求FFT变换后数据的最大值，不需要平方和开平方，对功率谱的结果没有影响，所以在实际的DSP编程中省去了开方运算。
　　(4) 输出FFT结果。
　　本文利用TMS320VC5402 DSP实现了交通中对车辆速度的测量，并能稳定、可靠快捷地计算出速度。由于应用了DSP分析多普勒频谱，频率估计更加准确可靠，测速误差在1 %之内。该系统体积小、操作方便，能够满足目前国内对交通中车辆速度检测系统的要求。