基于DE1开发板的VGA图像显示.docVIP

题 目 基于DE1开发板的VGA图像显示 目录 一 简介 3 1 功能简介 3 2 用途 3 3 难度部分 3 4 创新部分 3 二 设计思路 4 1 系统整体结构 4 2 像素时钟产生模块 5 2.1 VGA硬件电路 5 2.2 VGA协议 6 3同步信号产生模块 7 4显示控制模块 8 5图像产生模块 10 6 数码管显示模块 11 7 串口通信模块 11 8端口选择模块 14 三 实验结果 15 四 总结 16 附录1 17 附录2 19 一 简介 1 功能简介 VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。本设计是基于altera公司的Development Education Board 1 上的VGA接口开发的一个图形显示模块。通过VGA协议，可以在显示屏上显示分辨率为640*480，刷新频率为60Hz的彩条及彩色图片。图片数据可以从24bit宽的bmp图像通过一个C程序来转化成需要的格式。本设计可以通过altera DE1自带的软件来把图片数据下载到sram里，也可以通过串口把数据下载到sram里。 2 用途 该模块可以用于显示器工厂里对显示屏的坏点检测，也可以在大屏幕上显示需要的图像信息，由于系统简单，可扩展性好，图像更新方便，比传统用PC机控制的方法有成本上的极大优势。并且可以通过加大像素同步信号的频率或者并联几个同样的显示模块来达到控制更大显示屏的目的，有极大的灵活性。 3 难度部分 本设计的难度部分主要在图像产生模块与串口通信模块两部分，在图像产生模块里完成了对ram里压缩格式数据的解压缩，否则未压缩的数据无法完全放到sram里。串口通信模块在开始信号捕捉，数据计数以及数据和时钟的同步上逻辑关系不太好处理，特别是一个进程里只能捕捉一个时钟沿信号，并且对同一信号的赋值只能在同一个进程里，这样就造成捕捉到起始信号的下降沿后无法直接对数据进行计数，只能通过标志位传递来进行同步。 4 创新部分 创新部分在于串口通信模块没有采用常用的状态机加移位寄存器的结构，而是采用直接对号入座的方法，便于对接收到的数据进行变换，使软件和硬件可以共同完成数据的编码解码，增加了系统的灵活性。 二 设计思路 1 系统整体结构 系统的整体结构如图所示，本电路包含7个模块。像素时钟产生模块(pixel)，同步信号产生模块(sync)，显示控制模块(control)，图像产生模块(picture_style)，数码管显示模块(hex_display)，串口通信模块（RS232_RXD），端口选择模块（sram_latch）。 图1 系统整体结构 像素时钟产生模块由系统时钟50MHz分频出25MHz的像素时钟。同步信号产生模块用来产生VGA相关的行同步时钟，场同步时钟以及奇偶场同步信号。显示控制模块定义了两种切换图片的模式，即手动模式和自动模式。图像产生模块里定义了8种显示图像，有从sram里读取的，也有直接产生的。通过计数，循环显示8种图片。数码管显示模块用来在数码管上显示图片的计数。串口通信模块完成与PC通过串口向sram下载图片的功能。端口选择模块用来对sram的数据源和地址源进行选取。 顶层实体的端口定义如下。 entity vga is port( CLOCK_50 :in std_logic; KEY3 :in std_logic; SW0 :in std_logic; VGA_R :out std_logic_vector(3 downto 0); VGA_G :out std_logic_vector(3 downto 0); VGA_B :out std_logic_vector(3 downto 0); VGA_HS :out std_logic; VGA_VS :out std_logic; rxd :in std_logic; mode :in std_logic; SRAM_ADDR :buffer std_logic_vector(17 downto 0); SRAM_DQ :inout std_logic_vector(15 downto 0); HEX0 :out std_logic_vector(6 downto 0); LEDG :out std_logic_vector(7 downto 0); LEDR :out std_logic_vector(9 downt