集成電路EDA設(shè)計技術(shù)：VGA接口顯示器點亮程序測驗

1、VGA接口顯示器點亮實驗二、原理分析與系統(tǒng)方案（系統(tǒng)劃分）VGA顯示工作原理 VGA顯示器采用光柵掃描方式，即轟擊熒光屏的電子束在CRT顯示器上從左到右、從上到下做有規(guī)律的移動，其水平移動受水平同步信號HSYNC控制，垂直移動受垂直同步信號VSYNC控制。掃描方式一般分為逐行掃描和隔行掃描，這里采用逐行掃描。完成一行掃描的時間稱為水平掃描時間，其倒數(shù)稱為行頻率，完成一幀（整屏）掃描的時間稱為垂直掃描時間，其倒數(shù)稱為場頻，又稱刷新率。VGA工業(yè)標準要求的時鐘頻率如下：時鐘頻率（Clock frequency）25.175MHz（像素輸出的頻率）行頻（Line frequency）31469Hz場

2、頻（Field frequency）59.94Hz3CRT顯示VGA接口VGA圖像顯示控制器設(shè)計VGA圖像顯示控制器結(jié)構(gòu)框圖 Lab : VGA ControllerPLLSource ClockH-SyncGeneratorPixel ClockH-CounterV-SyncGeneratorV-CounterH-SyncV-SyncVGA DataControlMemoryPixel ClockXYRGBXYDATARequestDATAPatternGeneratorVGA圖像顯示控制器設(shè)計VGA行掃描時序VGA場掃描時序VGA時序行掃描時序要求（單位：像素，即輸出一個像素Pixel的時

3、間間隔）場掃描時序要求（單位：行，即輸出一行Line的時間間隔）場同步頭場圖像場周期對應(yīng)位置V_TfV_TaV_TbV_TcV_TdV_TeV_Tg時間（Lines）222584808525行同步頭行圖像行周期對應(yīng)位置H_TfH_TaH_TbH_TcH_TdH_TeH_Tg時間（Pixels）8964086408800要在屏幕上隨意顯示自己想要的東西，首先要做的是要點亮屏幕。這個實驗的顯示標準是640*48060Hz，VGA控制模塊的時鐘頻率為25MHz，實驗主要包括三個模塊：同步模塊，VGA控制模塊，PLL模塊。本實驗是基于DE2開發(fā)板，器件型號是：cyclone II ep2c35f672

4、c6。這款器件的內(nèi)部時鐘是50MHz，所以需要一個PLL模塊將50MHz分屏為25MHz。同步控制模塊是控制顯示標準，本實驗為640*480，同時還向VGA控制模塊提供坐標。VGA控制模塊是設(shè)計的核心，控制屏幕的色彩。 VGA接口顯示器點亮實驗vga_module.v 是頂層模塊，而且它包含了 pll_module.v , sync_module.v 和vga_control_module.v 。同步模塊 1 module sync_module (clk_25m,rst_n,valid,hsync,vsync);2 input clk_25m;3 input rst_n;4 output v

5、alid;5 output hsync,vsync;6 7 /*/8 9 10 /*/11 12 reg 9:0count_h;13 14 always (posedge clk_25m or negedge rst_n)15 if (!rst_n)16 count_h=10d0;17 else if (count_h=10d799)18 count_h=10d0;19 else 20 count_h=count_h+1b1;21 22 /*/23 24 25 /*/26 27 reg 9:0count_v;28 29 always (posedge clk_25m or negedge rs

6、t_n)30 if(!rst_n)31 count_v=10d0;32 else if(count_v=10d524)33 count_v=10d0;34 else if (count_h=10d799)35 count_v=count_v+1b1;36 3712行定義了一個列像素計數(shù)器count_h，用于對列像素進行計數(shù)，每40ns就會累加，從0計數(shù)到799，然后轉(zhuǎn)為下一行，又從0開始計數(shù)。27行定義了一個行計數(shù)器count_v，每當count_h計數(shù)到799行計數(shù)器就會加1.從0計數(shù)到524. /*/38 39 40 /*/41 42 reg isready;43 44 always (p

7、osedge clk_25m or negedge rst_n)45 if (!rst_n)46 isready=10d144 & count_h =10d35 & count_v =10d515)49 isready =1b1;50 else51 isready =1b0;52 53 /*/54 55 56 /*/57 assign valid=isready;58 assign hsync= (count_h10d96)?1b0:1b1;59 assign vsync= (count_v10d2)?1b0:1b1;60 61 62 /*/63 64 endmodule 42行定義了一個有效

8、區(qū)域標志寄存器，只有在這個區(qū)域內(nèi)才會顯示顏色。 58行表示了hsync的a段，在這段期間，hsync保持低電平，其他段保持高電平。59行表示了vsync的0段，在這段期間vsync保持低電平，其他段為高電平。VGA控制模塊 1 module vga_control (clk_25m,rst_n,vga_r,vga_g,vga_b,valid);2 input clk_25m;3 input rst_n;4 input valid;5 output 9:0vga_r;6 output 9:0vga_g;7 output 9:0vga_b;8 9 /*/10 11 12 /*/13 14 reg

9、9:0r;15 reg 9:0g;16 reg 9:0b; 17 18 always (posedge clk_25m)19 if(!valid) begin20 r=10d0;21 g=10d0;22 b=10d0;23 end24 else begin25 r=10h3ff;26 g=10h3ff;27 b=10h3ff;28 end29 30 /*/31 32 33 /*/34 assign vga_r=r;35 assign vga_b=b;36 assign vga_g=g; 37 38 endmodule 14-16行定義了10為的R,G,B。18-29行，當進入有效區(qū)域，r=10

10、h3ff，g=10h3ff，b=10h3ff，即10位的rgb全為1，就可以讓屏幕顯示白色，點亮屏幕。頂層模塊 1 module vga_module (vga_clk,clk,rst_n,hsync,vsync,sync_n,blank_n,vga_r,vga_b,vga_g);2 input clk;3 input rst_n;4 output hsync;5 output vsync;6 output sync_n;7 output blank_n;8 output 9:0vga_r;9 output 9:0vga_g;10 output 9:0vga_b;11 output vga_c

11、lk;12 13 14 /*/15 16 17 assign sync_n=1b0;18 assign blank_n=hsync & vsync;19 20 /*/21 22 wire vga_clk;23 24 vga_pll U1(25 .inclk0(clk),26 .c0(vga_clk);27 28 /*/29 30 31 32 /*/33 34 35 sync_module U2(36 .clk_25m(vga_clk),37 .rst_n(rst_n),38 .valid(valid),39 .hsync(hsync),40 .vsync(vsync);41 42 /*/43 44 45 /*/46 47 vga_control U3(48 .clk_25m(vga_clk),49 .rst_n(rst_n),50 .vga_r(vga