【正文】 芯片的 IO 口設(shè)置，最終在屏幕上顯示出想要得到的漢字。燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 FPGA 的 VGA 接口 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 燕 山 大 學(xué) 2020 年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 FPGA 的 VGA 接口 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué) 院： 學(xué)院 專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 2020618 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 學(xué)院：學(xué)院 系級教學(xué)單位： 光電子系 摘要 I 摘要 VGA(Video Graphics Array)即 視頻圖形陣列 ，是 IBM 在 1987 年的使用模擬信號 的一種視頻 傳輸標(biāo)準(zhǔn) ，在當(dāng)時具有 分辨率 高、顯示速率快、顏色 豐富等優(yōu)點(diǎn)，在彩色 顯示器 領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 VGA 接口顯示控制系統(tǒng)由分 頻電路、顯示驅(qū)動電路組成。驗(yàn)證了程序設(shè)計(jì)和硬件電路的正確性。 Written words display目錄 I 目 錄 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract .................................................................................................................. I 第 1 章 緒論 ....................................................................................................... 1 選題背景 .............................................................................................. 1 目的和意義 .......................................................................................... 1 發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................................. 2 文章結(jié)構(gòu) ................................................................................................ 4 第 2 章 VGA 顯示控制的基本原理 .................................................................... 5 FPGA 簡介 .......................................................................................... 5 VHDL 的基礎(chǔ)知識 ............................................................................. 8 VGA 顯示接口原理 .......................................................................... 10 技術(shù)要求和設(shè)計(jì)范圍 ...........................................................................11 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................. 13 顯示控制設(shè)計(jì)思想 ............................................................................ 13 顯示控制實(shí)現(xiàn)方法 ............................................................................ 14 硬件電路實(shí)現(xiàn)技術(shù) ..................................................................... 14 軟件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................... 15 運(yùn)行環(huán)境和開發(fā)工具的選擇 ............................................................ 19 運(yùn)行環(huán)境 ................................................................................................. 19 開發(fā)工具 ................................................................................................. 19 第 4 章 仿真與實(shí)現(xiàn) ........................................................................................... 23 設(shè)計(jì)軟件中的仿真實(shí)現(xiàn) ................................................................ 23 下載到實(shí)驗(yàn)板上實(shí)現(xiàn) .................................................................... 27 結(jié)論 ..................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 33 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II 致謝 ..................................................................................................................... 35 附錄 1 .................................................................................................................. 37 附錄 2 ................................................................................................................. 41 附錄 3 .................................................................................................................. 47 附錄 4 .................................................................................................................. 51 附錄 5 .................................................................................................................. 59 附錄 6 .................................................................................................................. 65燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 選題背景 CRT 顯示器作為一種通用型顯示設(shè)備，如今已廣泛應(yīng)用于我們的工作和生活中。若驅(qū)動此類顯示器，需要很高的掃面頻率，以及極短的處理時間，正是由于這些特點(diǎn)，所以可以用 FPGA 來實(shí)現(xiàn)對 VGA 顯示器的驅(qū)動。在基于 FPGA 的大規(guī)模嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn) VGA 顯示功能，既可以使用專用的 VGA 接口芯片 如 SPX7111A 等，也可以設(shè)計(jì)和使用基于 FPGA的 VGA接口軟核?？删幊踢壿嬈骷S著微電子制造工藝的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步 [3]。另外，由于 FPGA 具有可重構(gòu)能力、抗看紹興強(qiáng)等特點(diǎn) [5]，因此， FPGA 在工業(yè)控制等領(lǐng)域越來越受到重視。為了通過 VGA 端口連接顯示器顯示前端采集到的圖像數(shù)據(jù)，本課題在 Xilinx公司的 SPARTAN3E 開發(fā)板上使用 VGA 接口在顯示器上顯示文字及簡單的圖形，可以作為整個采集系統(tǒng)顯示設(shè)計(jì)的參考，具有一定的實(shí)用價值 [5]。 Xilinx公司自發(fā)明 PFGA以來，就不斷的推出新器件和開發(fā)工具，力求第 1 章 緒論 3 芯片的速度更高、功耗更低。 本課題使用的就是該公司的 SPARTAN3E 開發(fā)板。 VGA由于良好的性能迅速開始流行，廠商們紛紛在 VGA基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充， 比 如將顯存提高至 1M并使其支持更高 分辨 率如 800X600 或 1024X768 ，這些 擴(kuò)充 的模式 就稱 之為VESA(Video Electronics Standards Association，視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 )的 Super VGA模式，簡稱 SVGA，現(xiàn)在的顯卡和顯示器都支持 SVGA模式。雖然液晶顯示器可以直接接收數(shù)字信號，但很多低端產(chǎn)品為了與 VGA接口顯卡相匹配，因而采用 VGA接口。 目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)與外部顯示設(shè)備之 間都是通過模擬 VGA接口連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)?R、 G、 B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 備中。例如車載監(jiān)控系統(tǒng)，圖像識別等領(lǐng) 域。 第 2 章 VGA 顯示控制的基 本原理 5 第 2 章 VGA 顯示控制的基本原理 FPGA 簡介 FPGA 采用了邏輯單元陣列 LCA(Logic Cell Array)這樣一個概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊 CLB(Configurable Logic Block) 、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線 (Interconnect)三個部分。 4)FPGA 是 ASIC 電路中設(shè)計(jì)周期最短、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險最小的器件之一。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式。當(dāng)需要修改 FPGA 功能時，只需換一片 EPROM 即 可。它是作為專用集成電路 (ASIC)領(lǐng)域中的一種半訂制電路而出現(xiàn)的，既解決了訂制電路的燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。 圖 6 所示位一個 4 輸入與門的 LUT 實(shí)現(xiàn)。圖 7 位一般F