【正文】 2020/3/17 2 摘要 伴隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展， VGA(視頻圖形陣列 )作為一種標(biāo)準(zhǔn)的顯示接口得到廣泛的應(yīng)用， PS/2 接口也廣泛的應(yīng)用于鼠標(biāo)和鍵盤。 Flappy bird 是近期在各大 智能手機(jī) 平臺(tái) 上 非常 流行的 一款 像素游戲， 界面 簡(jiǎn)單， 游戲 過程十分有趣， 算法 也容易實(shí)現(xiàn) 。本游戲 采用 Verilog HDL 語言編寫，在QuartusII 軟件 環(huán)境下仿真及運(yùn)行， 通過 軟件及 FPGA 結(jié)合將 VGA 顯示的結(jié)果送到顯示器顯示 ，同時(shí) 運(yùn)用 PS/2 接口 實(shí)現(xiàn) 鼠標(biāo)控制游戲。 與 游戲 Flappy Bird 類似 ， 小球 一直處于自由落體狀態(tài)并且同時(shí)向前移，每點(diǎn)擊一 次 小球 就 向上運(yùn)動(dòng)一段距離， 玩家 通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)使 小球不 掉落并且 不碰到各個(gè)障礙， 通過 一個(gè)障礙記一分。 同時(shí) 外接顯示器顯示ＶＧＡ數(shù)據(jù)， 還運(yùn)用 了ＰＳ２鼠標(biāo) 左鍵單擊 功能 ， 并且具備揚(yáng)聲器發(fā)聲 功能。 本次 課設(shè)我主要負(fù)責(zé)ＶＧＡ顯示模塊及 ps2 鼠標(biāo) 接口 模塊 ， 故 下面重點(diǎn)說明這兩個(gè)模塊。 VGA 在任何時(shí)刻都必須工作在某一顯示模式之下，其顯示模式分為字符顯示模式和圖形顯示模式。 VGA的圖形模式分為二類 :CGA ,EGA 兼容的圖形模式 。VGA 擴(kuò)展圖形模式。文中基于標(biāo)準(zhǔn) VGA 模式來實(shí)現(xiàn)。 常見的彩色顯示器一般都是 CRT(陰極射線管 )構(gòu)成，其引出線共含 5 個(gè)信號(hào) :R,G,B(3基色信號(hào) ),HS(行同步信號(hào) ),VS(場(chǎng)同步信號(hào) ).由 R,G,B3種基色可以組合出任意所要的顏色 .在實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證階段可以僅利用 R,G,B3 種基色的一元化值 (0 和 1)的不同組合來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。顯示時(shí)采用的是逐行掃描的方式。 LCD 顯示器雖然顯示原理與 CRT 不同，但是控制方式和控制信號(hào)卻是相同的，所以針對(duì) CRT 設(shè)計(jì)的控制器也可以應(yīng)用到 LCD 顯小器中。現(xiàn)在顯示器都是通過光柵掃描方式來進(jìn)行屏幕掃描。光柵掃描的路徑通常為 :從上到下掃過每一行，在每一行中從左到右地進(jìn)行掃描。一旦所有的水平掃描均告完成，電子束在屏幕的右下角結(jié)束并關(guān)閉 (垂直消隱 )，然后迅速返回到屏幕的左上角 (垂直回掃 )，開始下一次光柵掃描。對(duì)于普通的 VGA 顯示器，其引出線共含 5個(gè)信號(hào) :G,R,B(3 基色信號(hào) ),HS(行同步信號(hào) )， VS(場(chǎng)同步信號(hào) )。 下圖 為 VGA行掃描、場(chǎng)掃描的時(shí)序圖。從設(shè)計(jì)流程上，嚴(yán)格按照VGA行場(chǎng)的時(shí)序進(jìn)行計(jì)數(shù)。 oVGA_HS = 1。b1。 // Horizontal Sync if(H_Cont==H_FRONT1) // Front porch end oVGA_HS = 139。 if(H_Cont==H_FRONT+H_SYNC1) // Sync pulse end oVGA_HS = 139。 end end // Vertical Generator: Refer to the horizontal sync always(posedge oVGA_HS or negedge iRST_N) begin if(!iRST_N) begin V_Cont = 0。 end else begin // if(V_ContV_TOTAL) if(V_ContV_TOTAL1) V_Cont = V_Cont+139。 else V_Cont = 0。b0。b1。通信的兩端通過 CLOCK(時(shí)鐘腳 )同步，并通過國 DATA(數(shù)據(jù)腳 )交換數(shù)據(jù)。如果是 PC 機(jī)和 PS/2 設(shè)備間的通信，則 PCji機(jī)必須做主機(jī)，也就是說， PC 機(jī)可以抑制 PS/2 設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，而 PS/2 設(shè)備則不會(huì)抑制 PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，也即主機(jī)總是在總線上有優(yōu)先權(quán)。推薦值在15kHz 左右，也就是說， CLOCK 高、低電平的持續(xù)時(shí) 間都為 40us。 PS/2通信數(shù)據(jù)幀格式 數(shù)據(jù) 含義 1個(gè)起始位 總是邏輯 0 8個(gè)數(shù)據(jù)位 (LSB)地位在前 1個(gè)奇偶校驗(yàn)位 奇校驗(yàn) 1個(gè)停止位 總是邏輯 1 1個(gè)應(yīng)答位 僅用在主機(jī)對(duì)設(shè)備的通信中 10 ４ .１ .３ PS/2 設(shè)備到主機(jī)的通信 PS/2到主機(jī)的通信時(shí)序如圖 11所示。對(duì)于 PS/2設(shè)備，一般來說從時(shí)鐘脈沖的上升沿到一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變的時(shí)間至少要有 5us；數(shù)據(jù)變化到下降沿的時(shí)間至少要有 5us，并且不大于25us，這個(gè)時(shí)序非常重要應(yīng)該嚴(yán)格遵循。在停止位發(fā)送后設(shè)備在發(fā)送下個(gè)包前應(yīng)該至少等待 50us，給主機(jī)時(shí)間做相應(yīng)的處理。在主機(jī)釋放抑制后，設(shè)備至少應(yīng)該在發(fā)送任何數(shù)據(jù)前等 50us。 發(fā)送狀態(tài)如下示： (1)通過下拉時(shí)鐘線至少 100 微秒來抑制通訊 ； (2)通過下拉數(shù)據(jù)線來應(yīng)用請(qǐng)求發(fā)送然后釋放時(shí)鐘 。 當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)狀態(tài) ， 它將開始產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào) ， 并且時(shí)鐘脈沖標(biāo)記下輸入八個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位 。 在停止位發(fā)送后 ， 設(shè)備要應(yīng)答接收到的字節(jié) ， 就把數(shù)據(jù)線拉低并產(chǎn)生最后一個(gè)時(shí)鐘脈沖 ， 如果主機(jī)在第 11 個(gè)時(shí)鐘脈沖后不釋放數(shù)據(jù)線 ， 設(shè)備將繼續(xù)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖直到數(shù)據(jù)線被釋放 ， 然后設(shè)備將產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。主機(jī)也可以再第 11個(gè)時(shí)鐘脈沖應(yīng)答位前中止一次傳送，只要下拉時(shí)鐘線至11 少 100us[8]。 ４ .３ PS/2 鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)的 PS/2鼠標(biāo)采用如表 6所列的 3字節(jié)數(shù)據(jù)包格式發(fā)送位移和按鍵信息給主機(jī)。 Byte2和 Byte3分別表示 X軸和 Y軸方向的位移計(jì)數(shù)器，是一個(gè) 9位二進(jìn)制的補(bǔ)碼整數(shù)。這些值是自從上一次發(fā)送位移數(shù)據(jù)包給主機(jī)后位移的累計(jì)值(即最后一次數(shù)據(jù)包發(fā)給主機(jī)后位移計(jì)數(shù)器被復(fù)位 )。如果超過了范圍，響應(yīng)