摘要：因为对环境的影响小、范围广、测距精度高等特点，超声波在航空航天、资源勘探、机械冶金等领域被广泛使用。除此之外，超声波测距技术对于材料物理学、生物医学等领域也十分重要。

本文主要应用Quartus软件、FPGA开发板以及超声波测距模块实现了基于FPGA的超声波测距系统。首先，通过Quartus对所设计的超声波测距系统进行仿真并验证其正确性和完整性；其次，将验证后的程序下载FPGA开发板并进行相应配置，经过调试与优化后实现基于FPGA的超声波测距系统。测试结果表明，该超声波测距系统能够测量的最大距离约为4米，2米以内测试结果准确。超过2米后，测量准确度随距离增加而降低。

本次设计实现了基于FPGA的超声波测距系统。结果表明该系统2米以内测试结果准确，最大测量距离约为4米。

关键词：超声波；测距；FPGA

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪论-4

1.1 课题研究的背景-4

1.2 国内外研究的现状-4

1.3 超声波的特性-6

1.4 FPGA对于设计的必要性-8

1.5 可编程逻辑器件-9

1.6 FPGA的结构-9

第二章  基于FPGA测距系统硬件结构平台-11

2.1 FPGA核心板结构-11

2.2 超声波测距传感器-13

2.3 Quartus软件-16

第三章  基于FPGA的各模块实现-17

3.1 触发信号产生模块-17

3.2 回响信号接收模块-19

3.3 分频器模块-21

3.4 数码管显示模块-22

3.5 引脚的设置模块-24

第四章  实验测试结果与分析-25

4.1 实验测试结果与分析-25

4.2 实验的不足与展望-31

第五章  设计小结-32

参考文献-33

致  谢-35