基于FPGA的VGA接口設(shè)計(jì)

第=1\*ROMAN第=1\*ROMANI頁(yè)基于FPGA的VGA顯示接口設(shè)計(jì)摘要本文基于FPGA芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用于stm32單片機(jī)外圍的VGA接口模塊，該模塊以VGA接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)規(guī)范，使VGA顯示器成為了stm32單片機(jī)的顯示輸出設(shè)備，適合所有的液晶顯示器和CRT顯示器。本系統(tǒng)采用帶VGA接口的OLED顯示器，OLED顯示器具有體積小、分辨率高、功耗低、色彩豐富等特點(diǎn)，非常適合穿戴。模塊與STM32單片機(jī)的接口使用Intel8080總線方式，非常適合STM32的FSMC讀寫(xiě)模式，能方便地對(duì)屏幕任意像素進(jìn)行讀寫(xiě)操作。關(guān)鍵字FPGA，VGA，OLED，STM32第第頁(yè)表5顏色位對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)于兼容Intel8080總線的STM32，可將模塊映射成一個(gè)存儲(chǔ)器件，以指針?lè)绞竭M(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)，將顯示畫(huà)面看出是一頁(yè)存儲(chǔ)空間，然后利用控制線，地址線，數(shù)據(jù)線直接往該存儲(chǔ)空間寫(xiě)數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，當(dāng)向地址為0x6xxxxxx1、0x6xxxxxx3、0x6xxxxxx5這些奇數(shù)地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，地址線A0(D/CX)會(huì)為高電平，這個(gè)數(shù)據(jù)被理解為數(shù)值；若向0x6xxxxxx0、0x6xxxxxx2、0x6xxxxxx4，這些偶數(shù)地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，地址線A0(D/CX)會(huì)為低電平，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)被理解為命令。通過(guò)這些原理可以在OLED微型顯示器上顯示文字和繪制地圖，符合本設(shè)計(jì)的初衷。intmain(void){u32i=0;u8j=0;System_Init();//系統(tǒng)初始化72MHzSTM3210E_LCD_Init(void)//VGA模塊初始化LCD_OFF();//關(guān)閉顯示器LCD_WriteReg(0x05,0x00);//切換到第一頁(yè)清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x05,0x01);//切換到第二頁(yè)清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x05,0x02);//切換到第三頁(yè)清屏LCD_WriteReg(0x05,0x03);//切換到第四頁(yè)清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x06,0x00);//設(shè)置第一頁(yè)為顯示頁(yè)LCD_WriteReg(0x05,0x00);//設(shè)第一頁(yè)為操作頁(yè)LCD_SetTextColor(Red);//設(shè)置字體顏色LCD_SetBackColor(Grey);//設(shè)置背景顏色LCD_ShowString(500,384,16,0,"HELLO！")//在屏幕中心顯示HELLO！LCD_ON();//打開(kāi)顯示器LCD_WriteReg(0x05,0x01);//設(shè)第二頁(yè)為操作頁(yè)，寫(xiě)9幅320*240圖片LCD_tu(0,0,320,240);LCD_tu(340,0,320,240);LCD_tu(680,0,320,240);LCD_tu(0,256,320,240);LCD_tu(340,256,320,240);LCD_tu(680,256,320,240);LCD_tu(0,512,320,240);LCD_tu(340,512,320,240);LCD_tu(680,512,320,240);LCD_WriteReg(0x06,0x01);//設(shè)置第二頁(yè)為顯示頁(yè)，顯示這9幅圖片LCD_ShowString(400,650,16,0,"ABCDEFGHIJKLMN");//顯示字串LCD_ShowString(400,150,12,0,"ABCDEFGHIJKLMN");//顯示字串LCD_ShowString(400,190,16,1,"ABCDEFGHIJKLMN");//顯示字串VGA顯示驅(qū)動(dòng)模塊使用手冊(cè)用戶手冊(cè)LCD_ShowString(400,230,12,1,"ABCDEFGHIJKLMN");//顯示字串LCD_DrawCircle(400,400,100,Green);//畫(huà)圓，DelayXms(2);Read_Temp_Color(340,256,10,100);//在屏幕讀一塊保存起來(lái)while(1){LCD_ShowNum(100,200,i,3,16,0);//顯示i的值Read_Temp_Color(100,200,24,16);//從屏幕讀一個(gè)塊到內(nèi)存保存起來(lái)Reshow_Temp_Color(200,200,24,16);//將復(fù)制的內(nèi)容Reshow_Temp_Color(800,200,24,16);//將復(fù)制的內(nèi)容Reshow_Temp_Color(200,600,24,16);//將復(fù)制的內(nèi)容Reshow_Temp_Color(800,600,24,16);//將復(fù)制的內(nèi)容i++;if(i==999)i=0;DelayXms(100);/*delay100ms*/}}5總結(jié)本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了STM32與OLED顯示器VGA接口模塊。接口模塊與STM32之間利用總線方式傳輸數(shù)據(jù)，通用性較好。模塊采用單片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)，充分利用了FPGA內(nèi)部資源，使得系統(tǒng)的集成度/穩(wěn)定性、可靠性增強(qiáng)，從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，顯示效果較好，能保證640×480點(diǎn)陣的OLED的刷新率達(dá)到60HZ。隨著VGA接口的廣泛使用，這種結(jié)合FPGA的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。從整個(gè)設(shè)計(jì)流程來(lái)看，系統(tǒng)的靈活性強(qiáng)，可靠性高，設(shè)計(jì)周期大大縮減，成本降低，且系統(tǒng)的可擴(kuò)展性強(qiáng)。未來(lái)，VGA接口的圖像與視頻顯示系統(tǒng)應(yīng)用將會(huì)很有市場(chǎng)。參考文獻(xiàn)[1]謝磊，VGA圖像控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]2009(06)[2]王誠(chéng)，薛小剛，鐘信潮FPGA/CPLD設(shè)計(jì)工具-XilinxISE使用詳解[M]。北京：人民郵電出版社，2005[3]謝昭莉，基于ARM嵌入式系統(tǒng)的VGA接口的研究與設(shè)計(jì)[J]液晶與顯示，2007-12[4]黃再銀，F(xiàn)PGA的工作原理及其應(yīng)用[J]，電子世界2003年第2期[5]高海鶯，F(xiàn)PGA工作原理及核心模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)用[J]，信息通信2013年第7期（總第129期）[6]吳佳新，高端歐洲數(shù)字電視系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]上海：上海交通大學(xué)，2005[7]李示羊，百度百科的[ED/OL]/view/50226。htm?fr=aladdin[8]李冠林，用于大中尺寸TFT-LCD時(shí)序控制芯片的設(shè)計(jì)[D]上海：復(fù)旦大學(xué)，2008[9]潘輝，F(xiàn)SMC機(jī)制的NORFlash存儲(chǔ)器拓展技術(shù)[J]單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2009年第10期[10]江一舟，Cortex-M3單片機(jī)在工業(yè)儀表中的應(yīng)用[J]儀表技術(shù)2010年06期[11]