1. 研究目的与意义

超声波测量是一种非接触式的检测方法，通过发射具有特征频率的超声波对被摄目标的探测，根据发射出的超声波和反射回接受到特征频率的超声波所用的时间，换算出距离。

与其他方式相比，它不容易受被测物体颜色、光线等影响。

而且对于被测物体处于有黑暗、电磁干扰等不良的环境下也有很强的适应能力。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题：fpga对于设计的必要性 单片机一般采用的是哈佛总线结构或者冯诺依曼结构，而fpga的结构是查找表结构，其程序不用太过考虑芯片的结构，要注意的是时序上问题。

fpga由于是硬件电路，运行速度直接取决于晶振速度，系统稳定，特别适合高速接口电路。

单片机由于是单线程，程序语句需要等待单片机周期才能执行，单片机偏向于软件，fpga更偏向于硬件电路。

3. 国内外研究现状（文献综述）

超声波和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，文献[1]阐述了用超声波在空气里传播速度为已知条件，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短。

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，传播速度仅为光波的百万分之一，纵向分辨率较高。

超声波对色彩、光照度、外界光线和电磁场不敏感，有很强的适应能力。

4. 研究方案

超声波测距系统的组成比较复杂，其系统核心是fpga。

将fpga作为主控制单元，使用超声波模块实时检测障碍物的距离，并且把测到数据实时传输至上位机，当超过预设定的距离就会驱动蜂鸣器电路发生报警的声音，在设计的过程中尽量保证测距数据的稳定性和提高探测距离的精度。

（1）系统总设计包含超声波测距模块、显示模块、报警模块、及电源模块。

5. 工作计划

将fpga作为主控制单元，使用超声波模块实时检测障碍物的距离，并且把测到数据通过串口传送在上位机并进行显示，当超过预设定的距离就会驱动蜂鸣器电路发生报警的声音，在设计的过程中尽量保证测距数据的稳定性和提高探测距离的精度。

设计中包含超声波测距模块、显示模块、报警模块、及电源模块，使用vhdl或verilog进行编程，完成系统的设计和验证。

第1周阅读相关英文文献并完成翻译，了解国内外相关研究、查找相关资料以及完成开题报告；第2周将文献翻译和开题报告交给指导老师审阅，确认无误后上传毕设系统；第3周査找相关资料，完成基于fpga的超声波测距系统的电路模块的总体设计和规划；第4周查阅设计手册和有关资料，并结和相关硬件，完成系统整体设计的验证；第5周按设计要求对基于fpga的超声波测距系统进行系统软件程序的设计；第6周完成软件部分代码功能的验证，对不合理处进行改进；第7周购买设计所需的材料，设计电路，完成各模块电路之间的连接；第8周查相关文献资料，下载仿真软件，进行系统的测试和验证；第9周完成系统设计并测试此系统的功能，对不合理处进行改进第10周 收集并整理系统的所检测到实验数据；第11周 规整毕设资料，撰写论文，将论文初稿交由指导老师审阅；第12周 完善论文并在知网进行查重，修改完毕后提交论文到毕设系统；第13周 整理此次毕设所需要材料，准备答辩；第14周 答辩完成，毕设结束。