毕业论文--vga彩条信号显示控制器的设计eda 技术课程设计.doc

河 南 城 建 学 院 EDA 技 术 课 程 设 计 课题：VGA彩条信号显示控制器的设计 系 别： 电气与信息工程学院 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 河南城建学院 2013年月日成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 成绩：（折合等级 ） 指导教师签字 年 月 日 摘要 本设计是用 FPGA 来实现 VGA 图像控制器，控制显示器显示彩条信号，用VHDL语言,在QuartusII上实现软件仿真。本文首先介绍了VGA显示的基本原理，然后提出了一种VGA图像控制器的设计方案，并用VHDL硬件描述语言和原理图输入的方法完成了该方案的设计，通过显示横彩条、竖彩条、棋盘格，验证了VGA_SYNC同步信号功能模块时序的正确性， 软件实验环境为 Quartus II 6.0 开发软件。 本系统尝试用FPGA实现 VGA图像显示控制器，这一过程通过编程实现，之后通过软件的测试和仿真，当软件验证无误后完成硬件的下载验证，最终在显示器上实现输出，基本原理就是利用FPGA的可编程原理和VGA的时序控制原理，这在产品开发设计中有许多实际应用。例如显示器，电视等的维修，可以期望采用FPGA设计的VGA接口可以将要显示的数据直接送到显示器，就可以可靠的找到故障的大致原因等。从而省掉每次都要接信号源的麻烦，同时也节约了成本。节省了计算机的处理过程，加快了数据的处理速度，节约了硬件成本。同时亦可将其作为信号源，应用于电视机或计算机等彩色显示器的电路开发，方便彩色显示器驱动控制电路的调试。 关键字：EDA，VHDL，VGA，Quartus II 目录 1 概述 1 1.1 课程设计要求 1 1.2 课程设计目的 1 1.3 实验环境 1 2 系统总体方案 2 2.1系统的工作原理和组成框图 2 2.2 VGA显示原理 2 3 VHDL设计与仿真 6 3.1波形仿真 6 3.2硬件描述语言生成电路 7 4 EDA硬件调试与实现 8 4.1硬件调试 8 4.2硬件实现 8 5课程设计体会 13 参考文献 14 附1：源程序代码 15 附2：系统原理图 17 1 概述 本设计采用EDA技术，通过CPLD芯片实现了实现VGA彩条信号的显示的设计，本文采用VHDL 硬件描述语言描述VGA彩条信号的显示电路，完成对电路的功能仿真。通过按键来实现横彩条、竖彩条、棋盘式方格图案的选择，并能进一步设计出文字、图像的显示。与传统的设计方式相比，本设计由于采用了CPLD芯片来实现，它将大量的电路功能集成到一个芯片中，并且可以由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠性。 1.1 课程设计要求 1、熟悉掌握 Quartus II或Xilinx ISE使用方法能熟练运用软件设计并仿真电路；学会用数字电子器件组成复杂系统的方法 图1 原理框图 2.2 VGA显示原理 工业标准的VGA显示模式为：640×468×16色×60Hz。常见的彩色显示器，一般由CRT (阴极射线管)构成，彩色是由R、G、B（红、绿、蓝）三基色组成，CRT用逐行扫描或隔行扫描的方式实现图像显示，由VGA控制模块产生的水平同步信号和垂直同步信号控制阴极射线枪产生的电子束，打在涂有荧光粉的荧光屏上，产生R、G、B三基色，合成一个彩色像素。扫描从屏幕的左上方开始，由左至右，由上到下，逐行进行扫描，每扫完一行，电子束回到屏幕下一行的起始位置，在回扫期间，CRT对电子束进行消隐，每行结束是用行同步信号HS进行行同步；扫描完所有行，再由场同步信号VS进行场同步，并使扫描回到屏幕的左上方，同时进行场消隐，预备下一场的扫描。行同步信号HS 和场同步信号VS是两个重要的信号。显示过程中，HS 和VS的极性可正可负，显示器内可自动转换为正极性逻辑。 VGA行同步信号HS和场同步信号VS的时序图如图2和图3所示，T1为行同步消隐（约为6μs）；T2为行显示时间（约为26μs）；T3为场同步消隐（两个行周期）；T4为场显示时间（480个行周期）。 显示器每扫描完一行，再扫描一下行时会花一定时间来准备，因此要满足时序要求，见图2 图2 VGA行扫描时序图 同样每扫描完一帧，再扫描下一帧行