摘 要：超声波具有频率高，沿直线传播、绕射小、穿透力强、指向性强、传输过程中衰减少，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，遇到杂质或分界面时会产生反射，因而超声波经常被用于距离的测量。超声波测距的核心在于超声波信号的收发部分，采用了FPGA作为超声波测距硬件系统，并结合相关软件设计利用FPGA的超高运行速度对全局时钟信号进行了分频处理，实现了对超声波驱动信号的中心平率精度控制,且采用频率计数的方式对超声波传播渡越时间实现了精度测量，提高了系统测距精度。73166

毕业论文关键词：超声波，FPGA，Verilog

Abstract：Ultrasound has generated high frequency, travels in straight lines, small diffraction, penetration, strong point, failure to reduce the transmission process, the energy consumption is slow, propagating in the medium distance, when encountered impurities or interface reflected ultrasonic waves and thus are often used to measure the distance。 Ultrasonic Ranging transceiver core is part of an ultrasonic signal, using the FPGA as ultrasonic ranging system hardware and software design combined with the use of ultra-high-speed FPGA global clock signal to a frequency pision processing, the ultrasonic drive signal the center flat rate precision control, and the use frequency counting way transit time ultrasonic wave propagation to achieve the measurement accuracy, improving system ranging accuracy。

Keywords：ultrasonic wave ,fpga, verilog 

目   录

1  前言 4

1。1  课题研究背景 4

1。2  课题研究意义 4

1。3  超声波测距系统在国内外的发展 5

1。4  本章小结 6

2  系统方案设计 6

2。1  超声波测距原理 6

2。2  设计各模块器件的选择 7

2。2。1  控制系统的选择 7

2。2。2  超声波传感器 10

2。2。3  显示模块器件的选择 11

2。3  本章小结 13

3  软件设计 13

3。1  PLL模块 13

3。1。1  PLL设计方案 13

3。1。2  IP核PLL的配置 14

3。2  数码管驱动原理 23

3。3  超声波测距回响脉宽计数均值计算 26

3。4  数据处理 28

3。4。1  距离公式计算实现 28

3。4。2  IP核乘法器的配置 28

3。4。2  进制换算实现 34

3。4。4  IP核除法器的配置 35

3。4。3  计算模块仿真 39

3。5  超声波测距仿真 39

结论 41

参考文献 42

致谢 43

1  前言

1。1  课题研究背景

在科技飞速发展的今天，利用超声波测量距离的技术已经广泛应用于农业、工业、交通、环境等许多科学领域。超声波测距的测量精度、距离以及测量的可靠性等指标，对于提高有关的应用系统的测控精度、可靠性及提高生产效率、促进科学技术的发展都具有极为重要的作用。当今社会交通系统越发的日益庞大，交通安全越来越被大家所重视，安全防护成为人们经常讨论的一个重要议题。近几年，船舶运输事故频繁发生，复杂多样的水运环境，如大雾、大雨或在夜间行驶，常常因为能见度降低，导致船舶碰撞事故。超声波测距技术具有在灰尘、烟雾、黑暗等恶劣复杂的环境下能够正常工作的特性。将超声波测距技术引入航运等交通系统能切实可行的缓解这一问题。论文网