其工作流程如下：通过单片机的

P2 端口使 CPLD 工作。由 PULSE 子模块发

送特定脉冲信号驱动超声波换能器，

CPLD 在发射脉冲的同时 CNT 子模块开始

计时，接收放大电路接收信号并经过零比较后，向

CPLD 的 PULSE_ACT 口提

供停止计时的高电平信号。然后

CPLD 就将 CNT 中计时的 16 位数据以 8 位的形

式通过

SEL_2,TRIBUFFER 再通过 P0 口上传给单片机。由单片机实现数据处理，

最后上传或直接显示数据目。
　　

3.2 CPLD 中关键子模块的功能仿真

　　由于检测系统要求准确的驱动脉冲和精确的顺逆流时间，因此

PULSE 和

CNT 两个子模块成为设计的关键模块。这 2 个模块设计的好坏直接影响整个系统
性能，功能仿真和验证设计的可行性。
　　

3.2.1 PULSE 子模块仿真

　　根据频谱分析，驱动脉冲宽度与传感器频率之间存在最佳关系式，当脉冲
宽度满足该关系式时，接收传感器的接收信号质量最佳。该设计采用

2.5 MHz 的

超声换能器，经计算驱动脉冲最佳为

600 ns.CPLD 控制信号可以达到纳秒级的

控制精度。因此可产生控制信号，既克服了模拟器件抗干扰性差的缺点。

CPLD

产生控制信号再经光电隔离进入驱动电路。从而控制

150 V 高压驱动超声发射传

感器，驱动信号采用单脉冲驱动，如图

3 所示，EMP240T100C5N 用 100 MHz

时钟

晶体振荡器

发送

600 ns 驱动脉冲信号。