43680539plane_gameVGA文檔

VGA顯示VGA顯示原理VGA標(biāo)準(zhǔn)VGA（Video Graphics Array）即視頻圖形陣列，是IBM 在1987年隨PS/2（PS/2 原是“Personal System 2”的意思，“個(gè)人系統(tǒng)2”，是IBM 公司在1987年推出的一種個(gè)人電腦）機(jī)推出的。PS/2電腦上使用的鍵盤鼠標(biāo)接口就是現(xiàn)在的PS/2接口。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)不開放，PS/2電腦在市場(chǎng)中失敗了。只有PS/2接口一直沿用到今天）一起推出的使用模擬信號(hào)的一種視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在當(dāng)時(shí)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。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于現(xiàn)今的個(gè)人電腦市場(chǎng)已經(jīng)十分過(guò)時(shí)。即使如此，VGA仍然是最多制造商所共同支持的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)人電腦在加載自己的獨(dú)特驅(qū)動(dòng)程序之前，都必須支持VGA的標(biāo)準(zhǔn)。例如，微軟Windows系列產(chǎn)品的開機(jī)畫面仍然使用VGA顯示模式，這也說(shuō)明其在顯示標(biāo)準(zhǔn)中的重要性和兼容性。在VGA顯示驅(qū)動(dòng)中最重要的就是行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、RGB信號(hào)。由于VGA的顯示原理是從左到右，由上至下，如下圖所示：該顯示模式就是采用對(duì)整個(gè)顯示屏進(jìn)行掃描的方法進(jìn)行的，所以要驅(qū)動(dòng)顯示屏，最關(guān)鍵的就是行同步信號(hào)hsync和場(chǎng)同步信號(hào)vsync的產(chǎn)生，同時(shí)，配合這兩個(gè)掃描信號(hào)，往RGB信號(hào)線上送顯示數(shù)據(jù)。而這兩個(gè)掃描信號(hào)的產(chǎn)生則取決于所選擇的VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)。VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行VGA顯示首先是確定VGA的顯示的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵根據(jù)VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)確定行同步信號(hào)hsync和vsync兩個(gè)信號(hào)和顯示標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，同時(shí)根據(jù)hsync和vsync確定有效的顯示區(qū)域。（以800*60060HZ為例）hsync是用來(lái)控制“列像素顯示”，而一個(gè)hsync可以分為4個(gè)段，也就是a(同步段) ，b（后沿段），c（有效段），d（前沿段）。hsyn的a是拉低的128個(gè)列像素，b是拉高的88個(gè)列像素，至于c是拉高的800個(gè)列像素，而最后的d是拉高的40個(gè)列像素。一列總共有1056個(gè)列像素。（以800*60060HZ為例）vsync是用來(lái)控制“行掃描”。而一個(gè)vsync同樣可以分為4個(gè)段，也是o(同步段) ，p（后沿段），q（有效段），r（前沿段）。vsync的o是拉低的4個(gè)行像素，p是拉高的23個(gè)行像素，至于q是拉高的600個(gè)行像素，而最后的r 是拉高的1個(gè)行像素。一行總共有628個(gè)行像素。通過(guò)VGA的行同步和場(chǎng)同步時(shí)序圖，驅(qū)動(dòng)顯示屏進(jìn)行顯示的時(shí)序段是行有效段和場(chǎng)有效段，所以在產(chǎn)生行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)的時(shí)候，要根據(jù)這個(gè)顯示模式產(chǎn)生顯示的有效信號(hào)，在這個(gè)顯示信號(hào)有效的時(shí)候進(jìn)行RGB的數(shù)據(jù)輸出。所以在設(shè)計(jì)VGA驅(qū)動(dòng)模塊的時(shí)候，需要一個(gè)行、場(chǎng)地址產(chǎn)生模塊，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)控制行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，并根據(jù)這兩個(gè)地址信號(hào)來(lái)確定顯示屏的坐標(biāo)（vsync，hsync），在知道坐標(biāo)之后就可以往顯示屏上的任意位置進(jìn)行顯示。在確定了顯示區(qū)域之后就是要確定要顯示的位置，位置的確定要通過(guò)hsync和vsync進(jìn)行確定，比如采用顯示的標(biāo)準(zhǔn)為640*48060，其表明的意思是顯示高度為480個(gè)像素和640個(gè)像素點(diǎn)的寬度，一秒鐘刷新的頻率最大為60幀個(gè)畫面，顯示一個(gè)像素點(diǎn)的時(shí)間為1/25.175MHz，可以采用向下兼容時(shí)鐘的方法，用25MHz的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)顯示一個(gè)像素點(diǎn)，所以一個(gè)像素點(diǎn)顯示的時(shí)間就是為4ns,640*480個(gè)像素點(diǎn)的顯示時(shí)間就是為640*480*4ns=1,228,800ns,因此像素點(diǎn)的顯示時(shí)鐘就是25MHz，hsync和vsync的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘就是25MHz，VGA的顯示順序：采用640*480的顯示標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行顯示圖片，則圖片要存在ROM中。假設(shè)要顯示64*64的圖片的話（逐行式掃描），就要用一個(gè)位寬為64，深度為64的ROM來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。用場(chǎng)同步信號(hào)來(lái)對(duì)ROM進(jìn)行尋址，在讀到數(shù)據(jù)之后用行同步信號(hào)對(duì)讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行尋位（一位數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)是亮還是滅）。（該過(guò)程可以相反，如果采用的是逐列式掃描）VGA顯示方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理該設(shè)計(jì)分為3個(gè)模塊，實(shí)驗(yàn)中采用的VGA顯示模式是640*48060Hz，所以需要的時(shí)鐘頻率為25M，由于外部時(shí)鐘為50M，所以需要對(duì)外部的時(shí)鐘進(jìn)行二分頻，所以“VGA分頻模塊”就是負(fù)責(zé)這個(gè)簡(jiǎn)單的工作。上面已經(jīng)提及，VGA驅(qū)動(dòng)最重要的就是產(chǎn)生行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、RGB數(shù)據(jù)信號(hào)。VGA的顯示模式就是掃描顯示，行掃描和場(chǎng)掃描，通過(guò)行掃描和場(chǎng)掃描確定顯示的位置，并同時(shí)產(chǎn)生行、場(chǎng)同步信號(hào)，同時(shí)，根據(jù)行、場(chǎng)掃描的位置進(jìn)行顯示預(yù)先要顯示的內(nèi)容。所以這兩個(gè)工作分為兩個(gè)模塊進(jìn)行完成，其中VGA時(shí)序同步模塊“VGA時(shí)序同步模塊”負(fù)責(zé)產(chǎn)生行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，還由產(chǎn)生RGB數(shù)據(jù)有效信號(hào)，用于使能RGB信號(hào)輸出有效，RGB數(shù)據(jù)有效信號(hào)的確定是根據(jù)行信號(hào)和場(chǎng)信號(hào)共同確定的。對(duì)于“VGA控制模塊”則負(fù)責(zé)根據(jù)“VGA時(shí)序