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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6月28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、熟悉掌握常用仿真开发软件，比如： Quartus II或Xilinx ISE的使用方法。 2、能熟练运用上述开发软件设计并仿真电路并下载到FPGA中进行调试； 3、学会用EDA技术实现数字电子器件组成复杂系统的方法；学习电子系统电路的安装调试技术。 4、掌握VGA时序工作要求及特点 5、利用 FPGA 实现 VGA 彩条信号发生器 ，可以产生彩色横条, 彩色竖条信号, 彩色棋盘格信号，由一个按键按照顺序选择不同模式的信号输出. 1.2 课程设计目的 1、熟悉VGA显示器的实现原理 2、加深对VHDL语言的设计编程和设计语言规则的应用 3、熟悉集成电路设计的流程，学习使用EDA集成电路设计软件QuartusII 进行模拟综合，然后在FPGA上实现。 1.3 实验环境 开发过程中采用集成工具QuartuaII实现设计，选用 GW48系列SOPC/EDA实验箱，以及一个显示器。 2 系统总体方案 2.1系统的工作原理和组成框图 FPGA 是整个系统的核心，通过对其编程可输出 RGB 三基色信号和 HS 、VS 行场 扫描同步信号。当 FPGA 接受单片机输出的控制信号后，内部的数据选择器模块根据 控制信号选通相应的图像生成模块，输出图像信号，与行场扫描时序信号一起通过 15 针 D 型接口电路送入 VGA 显示器，在 VGA 显示器上便可以看到对应的彩色图像。FPGA 所需的工作时钟由外部高精度有源晶振提供；单片机控制器分析键盘扫描结果，控制液 晶显示模块显示相应的功能，由 LCD 显示输出图像和按键控制模式，并送出相应控制 信号给 FPGA，系统原理框图如图 1 图1 原理框