基于FPGA的超声波测距

一、超声波模块介绍

1、产品特点
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。
基本工作原理:

(1)采用IO口 TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈。
(⑵)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回;
(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

2、超声波模块的时序图
以上时序图表明你只需要提供一个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。

二、系统设计

1、系统框图

代码

module 	HC_SR04_TOP(
	input  			clk		, 
	input   		rstn	, 
	
	input   		echo	, // 距离信号
	output   		trig	, // 触发测距信号
	output  wire [5:0]	sel	,
	output  wire [7:0]	seg
);

	wire	[18:00]		data_o		;
	wire 				clk_us		;

	seg_driver u_seg_driver(  
		.clk		(clk	),
		.rstn		(rstn	),
		.data_in	(data_o	), //待显示数据
		.sel		(sel	),	// 我这里是8位段选，可以换6位，但是要自己改代码
    	.seg		(seg	)     
	);	

	clk_div	u_clk_div(
		.clk		(clk	), 
		.rstn		(rstn	),
		.clk_us		(clk_us )
	);
	trig_driver	u_trig_driver(
		.clk_us		(clk_us	),
		.rstn		(rstn	),
		.trig		(trig	)
	);

	echo_driver	u_echo_driver(
		.clk		(clk	),
		.clk_us		(clk_us	),
		.rstn		(rstn	),
		.echo		(echo	),
		.data_o		(data_o	)
		);

//Logic Description
endmodule 

module 	trig_driver(
	input  wire			clk_us	,
	input  wire 		rstn	,
		   
	output wire  		trig	  //触发测距信号
);

	parameter CYCLE_MAX = 19'd29_9999;

	reg		[18:00]	cnt		;

// 10毫秒持续电平输出
	
	always @(posedge clk_us or negedge rstn) begin
		if(!rstn) begin
			cnt