论文研究-基于FPGA的VGA接口设计 .pdf

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基于FPGA的VGA接口设计,盛健,,VGA作为一种通用显示接口,广泛应用于智能控制系统的显示终端。本文结合VGA的特点和工作原理,给出了一种以VGA为显示器件,FPGA为接��
取国科技论在线 表4RGB数据格式 D7 DO DS D4 D3 DI R2 RI RO G2 G1 GO BI BO 几种常见颜色,对应数据格式及编码如表5所示。 衣5常见颜色编码表 颜色 红 紫 绿 青 黄 R 0 0 0 0 0 0 0 B 0 0 0 0 匚数据编码000o30ED30C0xRC0F 行场扫描在消隐区间时,输出的消隐信号值为“0x00ˆ,即对应黑色的编码。 系统硬件电路 VGA接口电路设计中,通常使用专用的VGA解码芯片。在很多控制应用中,并非 定要显示仝彩色,本设计采用电阻分压的方式,对RGB色彩信号进行DA转换。VGA接口 电路的结构如图4所小,分为信号缓冲、电阻分压、端口保护等部分 信号缓冲采用74ALS573,3.3V供电的八位三态输出鮭发器;RG信号,运用三个电阻, 阻值分别为512Ω、1KΩ、2KΩ和个接地的75Ω电阻进行分压,将RG颜色编码信号转换 为0~07Vp-p的模拟信号。以R为例,这三个电阻分别对应R2,R1,RO进行加杖。B信号对 应两个电阻,Bl1对应512,BO对应1Kg的电阻。端凵保扩电路,在每一个输出信号线上 采用两个二极管IN4148,分别接3.3V的电源和地,固定该点的电压在0~07V之间。 VGA RED VCA GRELN VGA RED VGA GREEN VGA IISYNC VGA BLUE VGA SYNG 图4V(iA接囗电路图 通过如图4的结构进行DA转换后,8位RGB进制颜色编码,对应的转换为128级 模拟电压量输出,表示不同的颜色。 显示驱动模块设计 显示接口驱动模块是ⅤGA显示的逻辑控制单元,是FPGA与ⅤGA的软件接口。需要 国武技论文在线 在外部时钟信号的控制卜,产生ⅤGA显示器所需要的行场信号和对应的RGB数据。 模块的设计思路为:首先根据ⅤGA的显示原理,划定640×480的显示沱围,此范围值 如图5所示。在25MHz输入时钟下,对行计数器和场计数器进行计数,当计数值在显示范 围区域时,将显示数据取去,送到对应像素点上显示;范围外的计数值,则发给其消隐值 0x00,进行消隐。由行计数器和场计数器的值,产生VGA所需要的行场同步信号和场同步 信号。 96144 扫撒计数器 784800 场同步 场消隐 行消隐 图像 显示区 -640像素 图5VGA图像显示扫描示意图 根据上述设计思路,用ⅵIDL语言编写相应的模块代码,以 QUARTUS II7.0为开发平 台,进行编译,生成的VGA控制模块如图6所示。其中 vga clk为输入时饣信号, data in[7.0 为待显示的数据, hcount[9.0和 count[9.0为显示控制模块所需要的行场控制寄存器信号, 用于同步待显示的数据。 Disp data[7.0]为送往VGA的RGB信号, hsync和 vsync为行扫描 和场扫描同步信号。 图6VGA显示驱动模块 测试与总结 VGA显示接口经综合编译调试成功后,作为一款基于FPGA的逻辑分析仪的显示终端, 用来显示采集到的逻辑电平信号。 取国科技论在线 图7VGA显示器采样到的电半信号 待显示信号为波特率为9600,数据为“01010011”,连续发送的串冂信号,同时用个 4096Hz的方波信号,作为参考信号。VGA显示器显示的的波形如图7所示。 经测试,系统在显示数据时,功能正常,操作灵活,无闪烁,达到了预期的设计目的 作为一款基于FPGA的廉价VGA显示方案,该方案控制灵活,通用性强。 参考文献 「11王亮,李正,宁婷婷等.VGA汉字显小的FPGA设计与实现.训算机工程与设计,2009.02:275~277 [2]刘威,石彦杰,高博.基于FPGA的VGA显示模式和像素频率的识别.电子工程师,2008.01:50~52 [3]张阳,陈家胜.基于SOPC的VGA测试信号发生器设计南京师范人学学报,2008.02:79~80 Sheng ji WUHAN University of Technology, School of Information Engineering, Wuhan (430070) As a sort of current display interface, VGa has been applied widely to the display terminal of the intelligent control system. This paper has proposed a low-cost design scheme of VGA interface, based on the characteristics and operation principle of VGA. The display device and interface logic process unit are VGA and FPGA, respectively. The flexibility and stableness have been proved by the application FPGA VGA: Interfacc 作者简介: 盛健,男,1979年生,硕上研究生,主要饼究方向是自动化控制及应用。

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