基于FPGA與USB的超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲波測(cè)距作為一種非接觸式測(cè)量技術(shù)，因其價(jià)格低廉、性能好、使用方便等特點(diǎn)，在工業(yè)測(cè)量、安全預(yù)警、車輛避障、自動(dòng)導(dǎo)航以及現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人等相關(guān)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
　　 目前，市場(chǎng)上大量超聲波測(cè)距系統(tǒng)仍然是以單片機(jī)作為信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，雖然成本低廉，但是其測(cè)量渡越時(shí)間的精度和系統(tǒng)盲區(qū)難以令人滿意。如何提高超聲波測(cè)距精度和測(cè)量范圍等方面成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)，需要深入研究，這對(duì)于超聲波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展具有重要的應(yīng)用意義。
　　

2、為此，本文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA與USB的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。FPGA作為一種在線可編程器件，具有運(yùn)行速度快，內(nèi)部資源豐富等特點(diǎn)，為開(kāi)發(fā)高性能的超聲波測(cè)距系統(tǒng)提供了新的方案。超聲波測(cè)距的核心在于超聲波信號(hào)的收發(fā)部分，論文設(shè)計(jì)了超聲波測(cè)距的硬件系統(tǒng)，并結(jié)合軟件設(shè)計(jì)，利用FPGA的內(nèi)部的PLL(鎖相環(huán))對(duì)全局時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行了分頻處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)中心頻率的精確控制；系統(tǒng)采用20位高精度計(jì)數(shù)器對(duì)超聲波傳播渡越時(shí)間進(jìn)行精確測(cè)量，提高了系統(tǒng)測(cè)