【正文】 ent具體實(shí)現(xiàn)，由一個(gè) Package 進(jìn)行封裝。 輸入：行和列像素位置信號(hào)，用戶顏色控制信號(hào) SW2～ SW7。 e) VGAColor 產(chǎn)生所有狀態(tài)的顏色和圖像信號(hào)，輸出到 VGAMode 模塊進(jìn)行選擇后送 VGA 接口。報(bào)告 第 7頁(yè) 輸入：行和列像素位置信號(hào)。 d) VGASig 根據(jù)行列像素位置輸出 VGA 接口標(biāo)準(zhǔn)中定義的行列同步負(fù)脈沖信號(hào)和行列消隱信號(hào)，兩種信號(hào)輸入到 VGA接口中可控制 CRT顯示器的掃描。 輸入： 25MHz時(shí)鐘信號(hào)。 c) PixelCNT 產(chǎn)生像素位置信號(hào)。 輸入： 50MHz晶振信號(hào)。 輸出：送往 VGA接口的 RGB顏色信號(hào)。根據(jù)當(dāng)前 狀態(tài)選擇 VGAColor 模塊送入的多個(gè)顏色圖像信號(hào)，發(fā)送給VGA接口 RGB端口。由此，可定義如下模塊： a) VGAMode 定義頂層狀態(tài)機(jī)，四種狀態(tài)分別為橫彩模式、縱彩模式、純色模式、用戶模式，分別定義為 S0、 S S S3。定義實(shí)體為VGAController，在其中例化子模塊。 A. 頂層模塊： VGAController VGAMode Clock PixelCNT VGAColor UserMode 數(shù)字電路綜合 實(shí)驗(yàn) 圖 VGA顯示控制器層次模塊劃分框圖 然后從邏輯上劃分出各層次的具體模塊，分述如下。頂層描述了整個(gè)系統(tǒng)的功能和運(yùn)行；控制器子模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)獨(dú)立而完整的功能部分；第三層為第二層的子模塊，用于擴(kuò)展第二層的功能，具體負(fù)責(zé)用戶模式的實(shí)現(xiàn)。報(bào)告 第 5頁(yè) 圖 VGA顯示控制器系統(tǒng)邏輯框圖 如圖 ，系統(tǒng)可邏輯地劃分為三個(gè)子系統(tǒng)：一是輸入子系統(tǒng)，包括輸入檢測(cè)和輸入寄存兩個(gè)功能；二是模式檢測(cè)子系統(tǒng)，根據(jù)用戶輸入決定工作模式，將模式信息傳遞給 VGA 控制器；三是 VGA 控制子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)中可進(jìn)一步劃分出為多個(gè)模塊，負(fù)責(zé)依據(jù)模式碼產(chǎn)生對(duì)應(yīng)模式的同步信號(hào)、顏色和圖形信號(hào)等，從 VGA接口輸出到 CRT顯示器進(jìn)行顯示。顏色信息的產(chǎn)生、顯示器掃描同步信號(hào)等由 VGA 控制器產(chǎn)生，其輸出為 CRT 顯示器?？刂破鞲鶕?jù)用戶的輸入信息，決定工作模式，這里定義為橫彩模式、縱彩模式、純色模式、用戶模式。報(bào)告 第 3頁(yè) 數(shù)字電路綜合 實(shí)驗(yàn)詳述于 小節(jié)中。詳述與 ?？刂破髟O(shè)計(jì)采用有限狀態(tài)機(jī)的方法，詳述于 。每個(gè)層次可用一個(gè)或多個(gè)具體模塊加以實(shí)現(xiàn)，層次模塊劃分詳述于 。 從系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)出發(fā)，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為 3 層。由此，容易得到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，有關(guān) 系統(tǒng)功能分析和輸入輸出約束，詳述于 。報(bào)告 第 2頁(yè) 第二部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)采用自頂向下（ Topdown）的方法。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 根據(jù)課題要求，實(shí)驗(yàn)中將目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化，敘述如下： 1. 設(shè)定 4種顯示模式：橫彩模式、縱彩模式、純色模式、用戶模式； 2. 撥碼開關(guān)最低兩位 SW1～ SW0控制 4種模式的切換； 3. 撥碼開關(guān)高 6位 SW7～ SW2每?jī)晌环謩e控制 RGB顯示 64種純色； 4. 橫向和縱向彩條均設(shè)置為 8種內(nèi)置的顏色； 5. 用戶模式中分 3種子模式： 1) 子模式 1 是沿固定軌跡運(yùn)動(dòng)模式，固定圖形沿水平方向運(yùn)動(dòng)，行運(yùn)動(dòng)到邊界后折回到下一行繼續(xù)水平運(yùn)動(dòng)； 2) 子模式 2 是反彈球模式，固定圖形在矩形屏幕做內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，到邊界后沿反射角方向反彈，周而復(fù)始； 3) 子模式 3 是受控運(yùn)動(dòng)模式，使用上下左右 4 個(gè)按鍵控制固定圖形在屏幕內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向； 4) 子模式間的切換由一個(gè)單獨(dú)的按鍵進(jìn)行控制，按鍵按下后順序切換子模式。報(bào)告 第 1頁(yè) 第一部分 任務(wù)要求 課題要求 設(shè)計(jì)一個(gè) VGA 圖像顯示控制器。最終下載到實(shí)驗(yàn)板上測(cè)試通過(guò)。報(bào)告中給出了完整的設(shè)計(jì)思路和過(guò)程，并將系統(tǒng)分模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，給出了 VHDL語(yǔ)言描述。完成的功能包括 64種純色的顯示、橫向和縱向彩色條幅的顯示以及正方形色塊的運(yùn)動(dòng)與控制。I 摘 要 本實(shí)驗(yàn)報(bào)告為 VGA顯示控制器設(shè)計(jì)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了基于 VHDL描述的 VGA顯示控制器，通過(guò) FPGA控制 CRT顯示器顯示色彩和圖形。實(shí)驗(yàn)的重心放在了顯示控制器的系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)，采用了自頂向下的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的核心為有限狀態(tài)機(jī)。完成了狀態(tài)機(jī)和核心模塊以及系統(tǒng)整體的仿真驗(yàn)證。 關(guān) 鍵 詞 ： FPGA ； VHDL ； VGA 顯示控制；狀態(tài)機(jī)II 第一部 分 任務(wù)要求 .................................................................................................................. 1 .......................................................................................................................... 1 .......................................................................................................................... 1 第二部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 2 .......................................................................................................................... 2 .................................................................................................................. 4 ........................................................................................................... 4 ................................................................................................... 4 ........................................................................................................... 5 ............................................................................................................... 8 ............................................................................................................... 8 ............................................................................................................. 10 ......................................................................................................... 10 ......................................................................................................... 11 ........................................................................................................ 14 ...................................................................................................... 14 ..................................................................................................... 14 III ..................................................................................................... 18 ................................................................................................................ 31 第三部分 結(jié)果與分析 ............................................................................................................ 35 ................................................................................................................ 35 ................................................................................................................ 36 優(yōu)化 ............................................................................................................. 38 ............................................................................................................ 40 第四部分 總結(jié)與結(jié)論 ............................................................................................................ 41 ........................................................................................................................ 41 ........................................................................................................................ 41 第五部分 附錄部分 ................................................................................................................ 43 ........................................................................................................ 43 ................................................................................................................. 43 ............................................................................................................................ 59 ........................................................................................................................ 67 數(shù)字電路綜合 實(shí)驗(yàn) 1. 顯示模式為 64048060Hz