module hc_sr_echo( input wire Clk , //clock 50MHz input wire clk_us , //system clock 1MHz input wire Rst_n , //reset ，low valid input wire echo , // output wire [18:00] data_o //检测距离，保留3位小数，*1000实现 ); /* S(um) = 17 * t --> x.abc cm */ //Parameter Declarations parameter T_MAX = 16'd60_000;//510cm 对应计数值 //Interrnal wire/reg declarations reg r1_echo,r2_echo; //边沿检测 wire echo_pos,echo_neg; // reg [15:00] cnt ; //Counter wire add_cnt ; //Counter Enable wire end_cnt ; //Counter Reset reg [18:00] data_r ; //Logic Description //如果使用clk_us 检测边沿，延时2us，差值过大 always @(posedge Clk or negedge Rst_n)begin if(!Rst_n)begin r1_echo <= 1'b0; r2_echo <= 1'b0; end else begin r1_echo <= echo; r2_echo <= r1_echo; end end assign echo_pos = r1_echo & ~r2_echo; assign echo_neg = ~r1_echo & r2_echo; always @(posedge clk_us or negedge Rst_n)begin if(!Rst_n)begin cnt <= 'd0; end else if(add_cnt)begin if(end_cnt)begin cnt <= cnt; end else begin cnt <= cnt + 1'b1; end end else begin //echo 低电平 归零 cnt <= 'd0; end end assign add_cnt = echo; assign end_cnt = add_cnt && cnt >= T_MAX - 1; //超出最大测量范围则保持不变，极限 always @(posedge Clk or negedge Rst_n)begin if(!Rst_n)begin data_r <= 'd2; end else if(echo_neg)begin data_r <= (cnt << 4) + cnt; end else begin data_r <= data_r; end end //always end assign data_o = data_r >> 1; endmodule请详细解释这段代码

这段代码是一个 Verilog HDL 的模块，用于实现超声波测距模块 HC-SR04 的回波信号处理。以下是代码的详细解释：

1. 模块输入输出说明

module hc_sr_echo(
    input wire Clk,      // 时钟信号，50MHz
    input wire clk_us,   // 系统时钟，1MHz
    input wire Rst_n,    // 复位信号，低电平有效
    input wire echo,     // 超声波回波信号
    output wire [18:0] data_o // 检测距离，保留3位小数，*1000实现
);

2. 模块内部参数定义

parameter T_MAX = 16'd60_000; // 510cm 对应计数值

T_MAX 定义了最大计数值，即最大测量距离为 510cm。

3. 模块内部信号定义

reg r1_echo, r2_echo;   // 边沿检测
wire echo_pos, echo_neg; // 
reg [15:0] cnt;         // 计数器
wire add_cnt;           // 计数器使能
wire end_cnt;           // 计数器复位
reg [18:0] data_r;      // 逻辑输出

其中，r1_echo 和 r2_echo 用于检测超声波回波信号的上升沿和下降沿；cnt 是计数器；add_cnt 和 end_cnt 控制计数器的启动和复位；data_r 是输出的距离测量值。

4. 边沿检测

always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
    if (!Rst_n) begin
        r1_echo <= 1'b0;
        r2_echo <= 1'b0;
    end else begin
        r1_echo <= echo;
        r2_echo <= r1_echo;
    end
end

这段代码使用了 always 块和 if 语句，实现了超声波回波信号的边沿检测，即检测上升沿和下降沿。

5. 计数器

always @(posedge clk_us or negedge Rst_n) begin
    if (!Rst_n) begin
        cnt <= 'd0;
    end else if (add_cnt) begin
        if (end_cnt) begin
            cnt <= cnt;
        end else begin
            cnt <= cnt + 1'b1;
        end
    end else begin
        cnt <= 'd0;
    end
end

这段代码使用了 always 块和 if 语句，实现了计数器的功能。当 add_cnt 为 1 时，计数器开始计数，直到 cnt 达到 T_MAX - 1 或 end_cnt 为 1，计数器复位为 0。

6. 距离测量

always @(posedge Clk or negedge Rst_n)begin
    if (!Rst_n) begin
        data_r <= 'd2;
    end else if (echo_neg) begin
        data_r <= (cnt << 4) + cnt;
    end else begin
        data_r <= data_r;
    end
end

这段代码使用了 always 块和 if 语句，根据计数器的值计算出距离测量值并输出到 data_r。

7. 输出信号

assign data_o = data_r >> 1;

这段代码使用了 assign 语句，将 data_r 的值右移 1 位后输出到 data_o，得到最终的距离测量值，单位为毫米。