第14讲数字设计实例.ppt

数字设计实例 ◆ 拨动开关控制七段数码管 ◆字符液晶显示控制 ◆ VGA图像显示控制器 内容 数字设计实例 9.7 字符液晶显示控制 基于DE2-115平台用FPGA控制字符液晶实现字符的显示。字符液晶由液晶显示器和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件装配而成，可显示数字和英文字符。字符液晶本身具有字符发生器，显示容量大，功能丰富，一般最少可显示1行8个或l行16个字符，每个字符由5×7、5×8或5×11的一组像素点阵排列构成，字符间有一定的间隔，行与行间也有一定的间隔。 用状态机实现字符显示控制 H1602B液晶模块的读/写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的，为了方便控制，采用状态机实现设计。在设计中设置8个状态，分别是起始状态CLEAR，设置CGRAM状态SETCGRAM，工作方式设置状态SETFUNCTION，显示方式设置状态SWITCHMODE，输入方式设置状态SETMODE，光标归位状态RETURNCURSOR，字符移位状态SHIFT，写RAM状态WRITERAM，状态编码采用One-Hot方式。 9.8 VGA图像显示控制器设计 VGA显示器采用光栅扫描方式，即轰击荧光屏的电子束在CRT显示器上从左到右、从上到下做有规律的移动，其水平移动受水平同步信号HSYNC控制，垂直移动受垂直同步信号VSYNC控制。扫描方式一般分为逐行扫描和隔行扫描，这里采用逐行扫描。完成一行扫描的时间称为水平扫描时间，其倒数称为行频率，完成一帧（整屏）扫描的时间称为垂直扫描时间，其倒数称为场频，又称刷新率。VGA工业标准要求的时钟频率如下： 时钟频率（Clock frequency） 25.175MHz（像素输出的频率） 行频（Line frequency） 31469Hz 场频（Field frequency） 59.94Hz VGA行扫描时序 VGA场扫描时序 VGA时序 行扫描时序要求（单位：像素，即输出一个像素Pixel的时间间隔） 场扫描时序要求（单位：行，即输出一行Line的时间间隔） 场同步头 场图像 场周期 对应位置 V_Tf V_Ta V_Tb V_Tc V_Td V_Te V_Tg 时间（Lines） 2 2 25 8 480 8 525 行同步头 行图像 行周期 对应位置 H_Tf H_Ta H_Tb H_Tc H_Td H_Te H_Tg 时间（Pixels） 8 96 40 8 640 8 800 VGA图像显示控制器设计 VGA图像显示控制器结构框图 本例显示的图像选择标准图像LENA，如图9.32所示，图像的尺寸为128×128点，格式为.bmp文件，R，G，B三基色信号分别用5 bit，6 bit，5 bit来表示的LENA图像的显示效果，与用真彩显示的图像效果比较，直观感受没有很大的区别。图像数据由自己编写Matlab程序得到，具体如例9.17所示，该程序从lena.bmp图像中得到R，G，B三基色数据并将数据写入ROM存储器的*.mif文件中（本例中为lena16.mif）。 R，G，B三基色信号分别采用5 bit，6 bit，5 bit 表示的LENA图像 * * * * * * * * * * * * * * * * * *