CN206132994U - 基于fpga的超声波测距仪 - Google Patents
基于fpga的超声波测距仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206132994U CN206132994U CN201621154538.9U CN201621154538U CN206132994U CN 206132994 U CN206132994 U CN 206132994U CN 201621154538 U CN201621154538 U CN 201621154538U CN 206132994 U CN206132994 U CN 206132994U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fpga
- chip
- circuit
- ultrasonic
- host computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本实用新型涉及测距仪技术领域,尤其涉及一种基于FPGA的超声波测距仪,包括FPGA芯片、超声波电路模块、LVTTL/RS232转换芯片以及上位机。包括FPGA芯片、超声波电路模块、LVTTL/RS232转换芯片以及上位机;所述FPGA芯片与所述超声波电路模块通信连接;所述FPGA芯片通过所述LVTTL/RS232转换芯片将信号传递给上位机的串行接口。通过内部编在FPGA芯片内形成高速计数电路,完成定时功能。可以在FPGA中实现传统分立器件才能实现的高速计数电路的各种功能。运行稳定、可靠、操作简单、维护方便,达到了设计要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及测距仪技术领域,尤其涉及一种基于FPGA的超声波测距仪。
背景技术
随着测量技术的发展,对距离测量的需求越来越多。传统的测量技术已经不能满足需求。因此,超声波测距技术被越来越多的测距仪设备采用。传统的超声波测距仪采用分立器件搭建,主控芯片采用单片机,不仅灵活性低,不能满足用户多样化的需求,而且受限于所采用的单片机的性能,测距仪测量精度较低。虽然有相应的专用芯片来克服上述不足,但是因为用户需求各异,导致专用芯片的灵活性有所欠缺,并增加了产品的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足,而提供一种基于FPGA的超声波测距仪,简化结构,节省成本。
本实用新型为实现上述目的,采用以下技术方案:
一种基于FPGA的超声波测距仪,其特征在于:包括FPGA芯片、超声波电路模块、LVTTL/RS232转换芯片以及上位机;
所述FPGA芯片与所述超声波电路模块通信连接;
所述FPGA芯片通过所述LVTTL/RS232转换芯片将信号传递给上位机的串行接口。
优选地,所述FPGA芯片采用Xilinx公司的XC6VLX75T-FFG484。
优选地,所述LVTTL/RS232转换芯片采用Maxim公司的max3232。
优选地,所述FPGA芯片内部划分为锁相环电路、脉冲采集电路、计数器电路、控制电路以及UART电路。
锁相环电路,输入48MHz时钟,输出240MHz的时钟。输出的时钟作为FPGA内部电路的工作主时钟。
脉冲采集电路的输入信号是超声波电路模块接收电路的输出脉冲,脉冲采集电路的输出信号连接到控制电路。
计数器电路的输入信号来自控制电路的输出信号,计时器电路的输出信号连接到控制电路。
控制电路的输入信号来自脉冲采集电路、计数器电路和UART电路,输出信号连接到计数器电路、UART电路已经FPGA片外。
UART电路的输入信号来自控制电路的输出信号和LVTTL/RS232转换芯片的输出信号,UART电路的输出信号连接到控制电路和LVTTL/RS232转换芯片。
本实用新型的有益效果是:相对于现有技术,通过内部编程在FPGA芯片内形成高速计数电路,完成定时功能。可以在FPGA中实现传统分立器件才能实现的高速计数电路的各种功能。该技术实现的距离测量完全符合国际通用标准,该测距仪精度高、运行稳定、可靠、操作简单、维护方便,达到了设计要求。
附图说明
图1为本实用新型的硬件及主要信号线连接示意图;
图2为本实用新型的FPGA内部功能模块连接示意图;
图3为本实用新型的脉冲采集电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1,一种基于FPGA的超声波流量计,包括:
1)晶振:对FPGA提供48MHz高精度低抖动的时钟信号;
2)FPGA:主要完成超声波测距仪的计算功能;
3)LVTTL/RS232转换芯片:主要完成LVTTL到RS232的电平转换功能;
4)超声波模块:主要完成超声波的发送和接收功能;
5)上位机:主要完成超声波测距仪的控制功能和人机交互功能;
硬件及主要信号线连接示意图如图1所示。
FPGA内部功能模块连接示意图如图2所示。
锁相环电路,输入48MHz时钟,输出240MHz的时钟,使用FPGA内部的数字锁相环IP核实现。输出的时钟作为FPGA内部电路的工作主时钟。
脉冲采集电路如图3所示。首先通过四级D触发器消除异步信号带来的亚稳态现象。当同时采集到第四个D触发器的输出为逻辑1(高电平),第五个D触发器的输出为逻辑0(低电平)时,判定采集到脉冲的下降沿,控制电路启动计数器电路开始计数。
计数器电路调用FPGA内部的硬核实现,不仅可以计算超声波到障碍物后反射的收发间距,而且可以提供较高的分辨率。
控制电路的功能如下:通过UART电路和LVTTL/RS232转换芯片构成的通路,接收来自上位机的指令,控制超声波电路模块发射超声波,同时启动计数器电路开始计数;接收到超声波模块的接收完毕脉冲后,读取计数器电路的当前数值并清零计数器,计算超声波的发射到接收的时间,从而计算障碍物到测距仪的距离。计算结果传递给UART电路。
UART电路将最终计算的结果通过LVTTL/RS232转换芯片传输给上位机。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于FPGA的超声波测距仪,其特征在于:包括FPGA芯片、超声波电路模块、LVTTL/RS232转换芯片以及上位机;
所述FPGA芯片与所述超声波电路模块通信连接;
所述FPGA芯片通过所述LVTTL/RS232转换芯片将信号传递给上位机的串行接口。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的超声波测距仪,其特征在于:所述FPGA芯片采用Xilinx公司的XC6VLX75T-FFG484。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的超声波测距仪,其特征在于:所述LVTTL/RS232转换芯片采用Maxim公司的max3232。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的超声波测距仪,其特征在于:所述FPGA芯片内部划分为锁相环电路、脉冲采集电路、计数器电路、控制电路以及UART电路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201621154538.9U CN206132994U (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 基于fpga的超声波测距仪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201621154538.9U CN206132994U (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 基于fpga的超声波测距仪 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN206132994U true CN206132994U (zh) | 2017-04-26 |
Family
ID=58574781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201621154538.9U Expired - Fee Related CN206132994U (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 基于fpga的超声波测距仪 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN206132994U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109750885A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-05-14 | 黑龙江大学 | 一种基于fpga的停车场路径引导系统 |
-
2016
- 2016-10-31 CN CN201621154538.9U patent/CN206132994U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109750885A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-05-14 | 黑龙江大学 | 一种基于fpga的停车场路径引导系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN2922277Y (zh) | 一种时钟毛刺检测电路 | |
CN102128979B (zh) | 等精度测频电路及其测频方法 | |
CN102621878A (zh) | 高精度时间间隔测量装置 | |
CN103870421B (zh) | 一种基于fpga的串行接口和pwm组合应用ip核装置 | |
CN108471303A (zh) | 一种基于fpga的可编程纳秒级定时精度脉冲发生器 | |
CN102541799A (zh) | 一种利用fpga实现多串口扩展的方法 | |
CN206132994U (zh) | 基于fpga的超声波测距仪 | |
CN102571503B (zh) | 一种基于fpga的sdlc协议总线通讯测试装置 | |
CN202794346U (zh) | 一种脉冲宽度检测电路 | |
CN201607257U (zh) | 一种超声波明渠流量计 | |
CN205384320U (zh) | 一种光电检测装置 | |
CN108008676A (zh) | 一种多处理单元继电保护系统及其同步方法 | |
CN201527287U (zh) | 超声波明渠流量计 | |
CN105467396B (zh) | 一种脉冲激光测距控制系统及测距运算方法 | |
CN203479256U (zh) | 微距电子测量计 | |
CN206132552U (zh) | 基于fpga的超声波液体密度计 | |
CN204595454U (zh) | 一种基于pci-e总线的北斗b码授时同步装置 | |
CN108490758A (zh) | 一种超低功耗时间统一模块 | |
CN104215307A (zh) | 用于流量标准装置的双计时脉冲插值计数器及其实现方法 | |
CN108627207A (zh) | 超声电子水表 | |
CN103412615A (zh) | 一种用于uart接口芯片的无毛刺自适应时钟切换方法 | |
CN202119834U (zh) | 等精度测频电路 | |
CN206164488U (zh) | 一种用于激光测距的窄脉冲产生电路 | |
CN202093171U (zh) | 激光脉冲测距技术中测试信号往返时间的电路结构 | |
CN203352562U (zh) | 一种用于卫星授时校频系统的高精度数字鉴相器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170426 Termination date: 20191031 |