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。

关键词：超声波，FPGA，Verilog

目录

摘要

ABSTRACT

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