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基于 HC_SR04的超声波测距数码管显示（智能小车超声波避障部分）

news 来源：原创 2025/6/2 15:48:47

超声波测距模块HC-SR04
1、产品特色
①典型工作用电压：5V
②超小静态工作电流：小于 5mA
③感应角度(R3 电阻越大,增益越高,探测角度越大)：
R3 电阻为 392,不大于 15 度
R3 电阻为 472, 不大于 30 度
④探测距离(R3 电阻可调节增益,即调节探测距离)：
R3 电阻为 392 2cm-450cm
R3 电阻为 472 2cm-700cm
⑤高精度：可达 0.3cm
⑥盲区（2cm）超近
2、接口定义
Vcc
Trig（控制端）
Echo（接收端）
Gnd
控制口发一个 10US 以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开
定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距
离.如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了。
1、原理
①采用 IO 触发测距，给至少10us 的高电平信号；
②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 输出一高电平，高电平持续的时间就是
④ 测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
在这里插入图片描述

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。公
式:us/58=厘米或者us/148-英寸;或是:距离=高电平时间*声速（340M/S）/2;建议测量周期为
60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。

代码部分

`timescale 1ns / 1psmodule HC_SR04(input     wire          clk  ,input     wire          rst_n,input     wire          echo ,output    wire          trig ,output    wire  [3:0]   sel  ,output    wire  [7:0]   seg );
parameter CUNT_MAX  =12_500_000;//00 ;//60ms=3_000_000
parameter CUNT_10US =600       ;//10us=500// reg [ 1:0] temp;// always @(posedge clk ) begin
//     temp[0] <=  echo;
//     temp[1] <= temp[0];
// endreg [30:0] cunt  ;
reg [30:0] cunt_t;
wire [24:0] dis ;
reg        flag  ;wire [13:0] data  ;assign trig= flag;
assign dis=(cunt_t*20)/100/58;   //精度0.1厘米     /50_000_000*340     cunt_t*20*340/1000_000_000*100*1/2                                                          
assign data = (dis>=0 && dis < 9999)?dis[13:0] : 14'd9_999;always @(posedge clk ) beginif(!rst_n)cunt<=0;else beginif(cunt==CUNT_MAX)cunt<=0;  elsecunt<=cunt+1;end
end
always @(posedge clk ) beginif(!rst_n)flag<=0;else if(cunt>3_000_000&&cunt<6_000_000)flag<=1;elseflag<=0;
end
//返回的周期数
always @(posedge clk ) beginif(!rst_n||cunt==CUNT_MAX)cunt_t<=0;else if(echo==1'b1)cunt_t<=cunt_t+1;elsecunt_t<=cunt_t;
endseg u_seg(/*input             */. clk  (clk  ),/*input             */. rst_n(rst_n),/*input  wire [13:0]*/. data (dis[13:0] ),/*output reg  [3:0] */. sel  (sel  ),/*output reg  [7:0] */. seg  (seg  ));endmodule

数码管

`timescale 1ns / 1psmodule seg(input               clk  ,input               rst_n,input  wire [13:0]  data ,output reg  [3:0]   sel  ,///output reg  [7:0]   seg  );parameter CNT_1S =50_000_000 ;
reg  [25:0]  ct   ;
reg  [30:0] data_t  ;
//
// always @(posedge clk ) begin
//   if(!rst_n)
//   data_t<=0;
//   else if(ct==50_000_00)
//   data_t<=data;
//   else
//   data_t<=data_t;// end
//对1秒进行计数
always @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)ct<=0;else if(ct==CNT_1S-1)ct<=0;elsect<=ct+1;
end
//产生flag信号
reg  flag;
always @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)flag<=0;else if(ct==CNT_1S-2) //0.5msflag<=1;elseflag<=0; 
end
//进行一个从右到左的移位
//产生一个计数器
reg [3:0] ct_sel;
always @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)ct_sel<=0;else if(ct_sel==4)ct_sel<=0;else if(ct%25000==1)  //可加2个00 效果更明显ct_sel<=ct_sel+1;elsect_sel<=ct_sel;endalways @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)sel<=4'b0000;else case (ct_sel)0:sel<=4'b0001;1:sel<=4'b0010;2:sel<=4'b0100;3:sel<=4'b1000;default: sel<=4'b0000;//输入值不能改 比如ct_sel<=4'b0000 会报错endcase
end//译码
reg [13:0] num;
always @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)num<=0;elsecase (ct_sel)0:num<=data%10      ;1:num<=data/10%10   ;2:num<=data/100%10  ;3:num<=data/1000%10 ;default: num<=num ;endcase
end
always @(posedge clk  or  negedge rst_n) beginif(!rst_n)seg<=8'b1100_0000;elsecase(num)// hgfe dcba  0有效0:begin if(ct_sel==1)seg<=  8'h40;//b0100_0000;elseseg<=  8'hc0;//b1100_0000;end1:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h79;//b0111_1001;elseseg<=  8'hf9;//b1111_1001;end2:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h24;//b0010_0100;elseseg<=  8'ha4;//b1010_0100;end          3:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h30;//b0011_0000;elseseg<=  8'hb0;//b1011_0000end4:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h19;//b0001_1001;elseseg<=  8'h99;//b1001_1001;end5:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h12;//b0001_0010;elseseg<=  8'h92;//b1001_0010;end6:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h2;//b0000_0010;elseseg<=  8'h82;//b1000_0010;end7:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h78;//b0111_1000;elseseg<=  8'hf8;//b1111_1000;end8:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h0;//b0000_0000;elseseg<=  8'h80;//b1000_0000;end9:beginif(ct_sel==1)seg<=  8'h10;//b0001_0000; elseseg<=  8'h90;//b1001_0000;enddefault:seg<=seg;endcase      endendmodule

基于 HC_SR04的超声波测距数码管显示（智能小车超声波避障部分）

超声波测距模块HC-SR04 1、产品特色 ①典型工作用电压：5V ②超小静态工作电流：小于 5mA ③感应角度(R3 电阻越大,增益越高,探测角度越大)： R3 电阻为 392,不大于 15 度 R3 电阻为 472, 不大于 30 度 ④探测距离(R3 电阻可调节增益,即调节探测…...

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编程日记 2025/6/2 6:47:25

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