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利用FPGA实现超声测距（VerilogHDL）
设计要求
•利用AlteraDE2-115开发板和某宝的HC-SR04超声波测距模
块实现测距功能
•显示结果包括三位整数及两位小数
•距离小于10cm时点亮一个LED
超声波原理：
HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感
测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与
控制电路。图1为HC-SR04外观，其基本工作原理为给予此超声波测
距模块一触发信号后模块发射超声波，当超声波投射到物体而反射回
来时，模块输出一回响信号，以触发信号和回响信号间的时间差，来
判定物体的距离。图2为模块时序图。
图1HC-SR04超声波测距模块实物图
图2HC-SR04超声波测距模块时序图
以上时序图表明只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块
内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号
则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通
过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
公式：uS/58=厘米或者uS/148=英寸；或是：距离=高电平时间
*声速（340M/S）/2；建议测量周期为60ms以上，以防止发射信号
对回响信号的影响。于是基于FPGA的电路实现主要包括触发信号产
生、回响信号计时两个模块。
图3电路框图
基于FPGA的各模块实现
1.触发信号产生模块
通过此模块产生一个周期为1s的触发信号，10us高电平，
999990us低电平
信号名类型信号描述
clk_1mInput1MHz时钟输入，一个上升沿1us
rstInput复位信号
trigOutput触发信号
模块代码：
moduleTrigSignal(clk_1m,rst,trig);//产生10us的触发信号
inputclk_1m,rst;
outputtrig;
regtrig;
reg[19:0]count;
//模1000000计数器
always@(posedgeclk_1m,negedgerst)
begin
if(~rst)
count=0;
else
begin
if(9==count)
begin
trig=0;
count=count+1;
end
else
begin
if(1000000==count)
begin
trig=1;
count=0;
end
else
count=count+1;
end
end
end
endmodule
2.回响信号计时模块
通过此模块计算回响信号高电平持续的时间，单位us
信号名类型信号描述
clk_1mInput1MHz时钟输入，一个上升沿1us
rstInput复位信号
echoInput回响信号
信号名类型信号描述
dis_countOutput高电平持续时间
模块代码：
modulePosCounter(clk_1m,rst,echo,dis_count);//检测回波
高电平持续时间
inputclk_1m,rst,echo;
output[19:0]dis_count;
parameter
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