vga彩条信号显示控制电路

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1、哈尔滨理工理工大学VGA彩条信号显示控制电路摘要本设计是用FPGA来实现VGA图像控制器，控制显示器显示彩条信号，用VHDL语言,在QuartusII上实现软件仿真。本文首先介绍了VGA显示的基本原理，然后提出了一种VGA图像控制器的设计方案，并用VHDL硬件描述语言和原理图输入的方法完成了该方案的设计，通过显示横彩条、竖彩条、棋盘格，验证了VGA_SYNC同步信号功能模块时序的正确性，软件实验环境为QuartusII6.0开发软件。本系统尝试用FPGA实现VGA图像显示控制器，这一过程通过编程实现，之后通过软件的测试和仿真，当软件验证无误后完成硬件的下载验证，最终在显示器上实现输出

2、，基本原理就是利用FPGA的可编程原理和VGA的时序控制原理，这在产品开发设计中有许多实际应用。例如显示器，电视等的维修，可以期望采用FPGA设计的VGA接口可以将要显示的数据直接送到显示器，就可以可靠的找到故障的大致原因等。从而省掉每次都要接信号源的麻烦，同时也节约了成本。节省了计算机的处理过程，加快了数据的处理速度，节约了硬件成本。同时亦可将其作为信号源，应用于电视机或计算机等彩色显示器的电路开发，方便彩色显示器驱动控制电路的调试。 [关键词]:VGA;FPGA;图像控制器-15-哈尔滨理工理工大学VGA彩条信号显示控制电路目录1绪论-2-2设计要求及方案论证-3-2.1设计要求

3、-3-2.2设计方案-3-3系统设计-4-3.1设计原理-4-3.2程序设计-5-3.2.1时钟部分-5-3.2.2色彩显示部分-5-3.2.3程序流程图-5-4系统仿真-5-5实验小结-9-参考文献-11-程序清单-11--15-哈尔滨理工理工大学VGA彩条信号显示控制电路1绪论现如今，随着液晶显示器的出现，越来越多的数字产品开始使用液晶作为显示终端。但基于VGA标准的显示器仍是目前普及率最高的显示器。若驱动此类显示器，需要很高的扫面频率，以及极短的处理时间，正是由于这些特点，所以可以用FPGA来实现对VGA显示器的驱动。在许多图像处理系统中，需要将经过处理的图像显示出来，如果采用

4、传统的办法将图像数据传回电脑并通过显示器显示出来，那么在传输的过程中就需要嵌入式系统的CPU不断的对所传输的图像数据信号进行控制，这样就造成了CPU资源的浪费，同样系统还需要依赖电脑，降低了系统的灵活性。如果采用FPGA对显示器的VGA接口进行设计，数据流只需要在整个系统的内部流动，而不需要依靠计算机，实现了系统的最小化，大大减少了电路板的尺寸，增强了系统的可靠性和设计的灵活性。VGA(视频图形阵列)作为一种标准的显示接口,因为其输出信息量大,输出形式多样等特点已经成为现在大多数设计的常用输出设备。与此同时,各种大规模集成电路的出现也为大量数字化信息的处理提供了有效的手段。其中,FP

5、GA(现场可编程逻辑阵列)即是其中比较有代表性的一种。FPGA(现场可编程门阵列)是可编程逻辑器件,它是在PAL,GAL等逻辑器件的基础上发展起来的,同以往的PAL,GAL等相比,FPGA的规模比较大,它可以替代几十甚至几千块通用IC芯片。它以操作灵活、开发迅速、投资风险低、可多次编程擦写和系统可编程等特点而成为一种可优化硬件电路设计且具竞争力的产品。本设计依据Altera公司Cyclone-15-哈尔滨理工理工大学VGA彩条信号显示控制电路II系列的FPGA进行设计，最终实现横彩条、竖彩条、棋盘格、字符、汉字及单色图像的显示。设计的硬件部分采用DE2开发板――内含AlteraCyc

6、loneII系列的EP2C35F672C6FPGA芯片，并集成了许多外设，其中包含VGA显示接口。软件部分用VHDL语言进行编程，并在Altera公司的EDA软件工具QuartusⅡ进行程序编译、调试、波形仿真和下载。2设计要求及设计方案2.1设计要求学会使用软件进行设计与仿真，通过对电路的设计，编程和仿真，学习的兴趣。具体要求如下：对于普通的VGA显示器其引出线共含5个信号：R、G、B三基色信号HS行同步信号VS场同步信号按照其扫描时序进行控制，显示彩条信号。2.2设计方案控制按键电源CPLD接口电路VGA显示器时钟电路CPLD是整个系统的核心，通过对其编程可输出RGB三基色信号和

7、HS、VS行场扫描同步信号。当CPLD接受单片机输出的控制信号后，内部的数据选择器模块根据控制信号选通相应的图像生成模块，输出图像信号，与行场扫描时序信号一起通过15针D型接口电路送入VGA显示器，在VGA显示器上便可以看到对应的彩色图像。CPLD所需的工作时钟由外部高精度有源晶振提供，系统原理框图如图2.1。-15-哈尔滨理工理工大学VGA彩条信号显示控制电路图2.1系统原理框图3系统设计3.1设计原理工业标准的VGA显示模式为：640×468×16色×