FPGA课程设计--VGA图像显示控制电路设计

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1、 课 程 设 计 报 告课 程 设 计 报 告 VGA 图像显示控制电路设计图像显示控制电路设计 学校： 学院： 自动化学院 专业：电子信息科学与技术 班级： 姓名： 学号： 日期： 2014.12.17 目录 1 绪论1 2 设计要求、目的及方案论证1 2.1 设计要求1 2.2 设计目的1 2.3 设计方案1 3 系统设计2 3.1 设计原理2 3.2 程序设计4 4 程序结果截图7 5 课程设计心得8 参考文献.8 1 1.1. 绪论绪论 本设计采用 EDA 技术， 通过 CPLD 芯片实现了实现 VGA 图像显 示的设计， 本文采用 Verilog 硬件描述语言描述 VGA 图像显示电

2、 路，完成对电路的功能仿真。通过屏幕直接将图像的显示出来。 与传统的设计方式相比， 本设计由于采用了 CPLD 芯片来实现， 它 将大量的电路功能集成到一个芯片中，并且可以由用户自行设计 逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠性。 2设计要求、目的及方案论证设计要求、目的及方案论证 2.1 2.1 课程设计要求课程设计要求 小组 2 名成员进行学习和讨论，来设计一个 VHDL/Verilog 程序 来实现以下功能： 1. 利用 FPGA 实现 VGA 图像显示器 2. 通过屏幕将其显示 4. 选用 GW48-PK2 系统, 编写程序在 FPGA 上实现并加以验证. 2.2 2.2 课程设计目的课程

3、设计目的 1、熟悉 VGA 显示器的实现原理 2、加深对 VHDL 语言的设计编程和设计语言规则的应用 3、熟悉集成电路设计的流程，学习使用 EDA 集成电路设计软件 QuartusII 进行模拟综合，然后在 FPGA 上实现。 2.3 2.3 设计方案设计方案 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 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

4、应的图像。 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 如下图： 2 3 系统设计系统设计 此系统设计分主要由，二分频模块，地址译码器模块，VGA 显示控制模块及图像数据 ROM 来实现对图像的显示。计数器模块 设计简单，用计数器计数来控制，以实现某一个区域显示相应的 颜色。具体以 VGA 显示模块和图像数据 ROM 为例进行详细分析与 操作。 4 VGA 显示控制模块显示控制模块 VGA显示控制模块主要通过VGA时序产生640*480显示范围， 并控制和消隐范围以及产生水平同步时序信号 hs 和垂直同步时 序信号 vs 的值。 一个独立的计数器产生垂直时序信号。垂直同步

5、计数器在每 个 HS 脉冲信号来临时自动加 1，译码值产生 VS 信号。计数器产 生当前显示行。这两个计数器从地址到显示缓冲器连续计数。 首先启动 QUARTUS 软件， 新建 vga640480 显示扫描模块工 程文件， 单击完成按钮， 创建好了设计工程， 选择 【FILE】 【NEW】 菜单，选择【VHDL File】 ，单击【OK】建立一个新的文本设计文 控 制 按 键 电源 CPLD 接 口 电 路 VGA 显示器 时钟电路 3 件， 命名为 vga640480.vhd。 随即进行程序代码的输入。 在 【File】 菜单中点选【Save as】存盘并保证该文件添加到了工程中，文件 名为默认的即可。 至此， vga640480 显示扫描模块文件建立完成。 在【File】菜单中点选【Gree Update】/【Greate Symbol File For Cunrent File】对 vga640480 文本文件进行封装得出原理图模块 如图 4.1-5 所示: 图 4.1-5 vga640480 显示扫描模块 通过以上步骤，便完成了 vga640480 显示扫描模块的设计工 作，即系统底成模块完成。 4.2 imgrom(图像数据图像