基于FPGA的VGA彩色信号显示控制器设计

广西科技大学电子自动化课程设计说明书设计题目VGA彩色信号显示控制器设计系别电控系专业班级电子092班学生姓名郑建学号200900303057指导教师覃永新日期2012/6/13一、设计任务1、输入量为模式选择键MD,时钟信号CLK，选用试验箱中的50MHZ。输出量为VGA显示器的场同步信号VS，行同步信号HS，以及彩色信号R、G、B。2、根据VGA工业标准，产生正确的行、场扫描信号。3、没按动一次模式选择键MD，输出全屏改变一种颜色，循环显示颜色分别为黑、蓝、红、品红、绿、青、黄、白。将顶层文件下载到试验箱并验证结果。二、设计思路及总体方案1，根据书中给出的VGA显示控制的行业标准，需要25MHZ的输入脉冲，根据此脉冲控制行消隐信号HS的脉宽，行信号图像显示的脉宽，场消隐信号VS的脉宽，场信号图像显示的脉宽。2，使用实验板上的50MHZ进行2分频得到25MHZ的脉冲，以次脉冲为输入脉冲，建立两个计数器，一个计数值hcnt为800，用来计算行同步信号的周期，另一个计数值vcnt为524，用来计算场同步信号的周期。根据计数值确定行，场消隐信号及图像显示信号的脉宽。3，行消隐时间为hcnt的前96个周期，之后可归算为图像显示时间；场消隐时间书中为vcnt的前2周期，但根据实验测试，消隐时间需vcnt至少大于前10个周期图像才能显示完整。三、程序设计libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityVGA_dsisport(clk50,md:instd_logic;hs,vs,r,g,b:outstd_logic);endVGA_ds;architecturehenofVGA_dsissignalclk25,hs1,vs1:std_logic;signalrgbp:std_logic_vector(2downto0);--图像数据暂存signalmmd:std_logic_vector(2downto0);signalhcnt,vcnt:std_logic_vector(9downto0);beginhs=hs1;vs=vs1;r=rgbp(2)andhs1andvs1;g=rgbp(1)andhs1andvs1;b=rgbp(0)andhs1andvs1;process(md)beginifmd'eventandmd='1'thenifmmd=111thenmmd=000;elsemmd=mmd+1;endif;endif;endprocess;process(mmd)beginifmmd=000thenrgbp=000;elsifmmd=001thenrgbp=001;elsifmmd=010thenrgbp=010;elsifmmd=011thenrgbp=011;elsifmmd=100thenrgbp=100;elsifmmd=101thenrgbp=101;elsifmmd=110thenrgbp=110;elsifmmd=111thenrgbp=111;endif;endprocess;process(clk50)--50MHZ2分频得25MHZbeginifclk50'eventandclk50='1'thenclk25=notclk25;endif;endprocess;process(clk25)--行同步信号beginifclk25'eventandclk25='1'thenifhcnt800thenhcnt=hcnt+1;elsehcnt=(others='0');--一个行周期完成endif;endif;endprocess;process(clk25)--场同步信号beginifclk25'eventandclk25='1'thenifhcnt=799thenifvcnt524thenvcnt=vcnt+1;elsevcnt=(others='0');--记录一个场周期完成，即524个行周期endif;endif;endif;endprocess;process(clk25)--行消隐信号beginifclk25'eventandclk25='1'thenifhcnt96thenhs1='0';--行消隐时间为96个hcntelsehs1='1';endif;endif;endprocess;process(hs1)--场消隐信号beginifhs1'eventandhs1='0'thenifvcnt10thenvs1='0';--注意场消隐时间为10个VCNTelsevs1='1';endif;endif;endprocess;endhen;四、仿真结果图一：按键输入端md按下，rgb对应输出不同的颜色。图而：行同步信号与场同步信号的消隐时间为下降沿对齐。五、心得体会技术上的问题必须按照技术标准来做才能完成。开始我设定的输入脉冲为12MHZ，在行，场同步信号上的总周期时间及消隐时间都未能与VGA控制器的工业标准想对应，实验测试当然是没有图像输出。之后所有的信号完全按照工业标准来设定，虽有图像输入，却不完整，费心劳力，百思不解。偶然发现增大场消隐时间，可使图像更完整。当场消隐时间为10个周期时，图像完整显示。这与VGA控制器行业标准相去甚远，看来在原有技术标准不能解决问题是，应该动手同过实际测试，这才是解决问题的最佳途径。六、参考文献【EDA技术使用教程】第三版潘松黄继业编；【数字电子技术基础】第五版阎石编。