FPGA实现超声波测距
0赞一. 简介
本例为FPGA之旅设计99例中的第十五例，本例将介绍如何使用超声波模块，进行测距。这个模块在智能小车中使用的比较多，使用起来比较方便，仅需四个引脚即可驱动。模块细节如下图，来源于淘宝。
二. 超声波测距方法
先来了解一下模块的四个引脚
VCC：接3.3V - 5V 供电
GND：接地
Trig：控制超声波进行测距引脚，默认为高电平，当其拉高后，模块启动超声波测距。
Echo：用于表示超声波发送到接收到的时间，默认为低电平，高电平表示超声波在空气中传播的时间。
从图中，可以很清
楚地看到模块的工作原理。
首先，FPGA先将Trig引脚拉高10us，通知模块启动超声波测距。然后模块内部发出8个40khz的脉冲，即发送超声波，这个FPGA是不需要管的。发送完成之后，Echo就拉高，直到接收到返回到的超声波，拉高时间表示离物体的距离。通过下面格式可以转换到CM。
D =(拉高时间 * 声速(340M/S)) /2
除以二是以为从发送到接收，一个来回。
三. 代码实现
通过上面的工作原理图可以看出，状态机一共可以分为以下几个状态
空闲态 : 没有测距请求时，所处的状态
trig态 : 当测距请求到来时，所处的状态，这个状态中，会将trig信号拉高
echo态: 当trig态结束的时候，转入echo态，这个状态中，将会检测echo信号高电平的持续时间
结束态 ：echo信号变为低电平的时候，进入结束态，并且根据echo高电平的持续时间，计算距离
主要代码是状态的转移以及trig态的计数和echo高电平计数,代码如下。
这基本上完成了全部驱动代码的编写，模块比较简单，下面通过signal tap抓取一下波形图
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原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/5YYTZtk8WSU25LwgbpiaTw
电子技术应用专栏作家 FPGA之旅
