基于串口通信的简单VGA电子相册.doc

实 验 报 告 实验名称： [] 姓 名： 学 号： 指导教师： 实验时间： [2014年4月28日] 信息与通信工程学院  实验要求/目的/任务 。通过对的基本原理了解，用VHDL语言实现设计加深对VHDL语言的，进一步理解提高个的兴趣和动手、思考能力设计要求： 1、显示模式为?800×600×60Hz?模式（所需时钟频率为40MHZ）； 2、； 设计原理/思路 2.1 。 VGA显示接口 H_SYNC：水平同步信号，每个水平扫描周期显示器刷新。V_SYNC：垂直同步信号，每个垂直扫描周期显示器刷新一帧； RGB：颜色信号，R——红色信号；G——绿色信号；B——蓝色信号 FPGA 是整个系统的核心，通过对其编程可输出红、绿、蓝三基色信号和 HS、VS 行场扫描同步信号。当 FPGA 接受输出的控制信号后，内部的数据选择器模块根据控制信号选择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 VGA 接口电路送入显示器，VGA 显示器上便可看到对应在的彩色图像。主芯片时钟由外部提供，由一片晶振提供 50 MHz 频率的时钟源，接入芯片全局时钟引脚 CLK。控制中，只需要考虑行同步信号(Hs)、场同步信号（Vs）以及红绿蓝（RGB）这5个信号。如果能从FPGA发出这5个信号到VGA接口，就可以实现对VGA的控制。在基于 FPGA 的 VGA 控制中，只需要考虑行同步信号(Hs)、场同步信号(Vs)、蓝基色(R)、绿基色(G)、红基色(B)这 5 个信号。如果能从 FPGA 发出这 5 个信号到 VGA 接口，就可以实现对 VGA 的控制。 2.2 VGA显示的原理 FPGA显示图像原理：常见的彩色显示器，一般由CRT（阴极射线管）构成。彩色是有R,G,B（红：RED，绿：GREEN,蓝：BLUE）三基色组成。显示是用逐行扫描的方式解决，阴极射线枪发出电子束打在涂有银光粉的荧光屏幕上，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，从左到右，从上到下，进行扫描，每扫完一行，电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置，在这期间，CRT对电子束进行消隐，每行结束时，用行同步信号进行同步，扫描完所有行，用场同步信号进行场同步，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。 它的行场扫描时序示意所示。现以正极性为例，说明CRT的工作过程：R、G、B为正极性信号，即高电平有效。当VS=0，HS=0时，CRT显示的内容为亮的过程，即正向扫描过程约为26us。当一行扫描完毕，行同步HS=1，约需6us，期间，CRT扫描产生消隐，电子束回到CRT的左边下一行的起始位置（X=0,Y=1）；当扫描完600行后，CRT的场同步VS=1，产生场同步是扫描线回到CRT的第一行第一列（C=0,Y=0处，约为两个行周期）。HS和VS的时序图。T1为行同步消隐（约为6us）；T2为行显示时间（约为26us），T3为场同步消隐（两行周期）；T4为场显示时间（600行周期）。 行场扫描时序图 2.3 系统工作原理 将电子相册控制模块分为这样几部分：PLL锁相环、VGA时序控制模块、串口通信写入SRAM数据模块、存储器SRAM读出模块。其中PLL锁相环把50MHZ的输入时钟频率产生40MHZ的输出频率，并提供给其它模块作为时钟；VGA时序控制模块用于产生800×600的显示范围，并控制显示范围和消隐范围以及产生水平同步时序信号hs和垂直同步时序信号vs的值；存储器读出模块提供给SRAM地址并按地址读出12位数据（red[3..0]，green[3..0]，blue[3..0]），然后得到R、G、B的值，并把R G B的值通过VGA接口传到VGA显示器。 系统原理图 实验原理说明 1 设计流程 3．2 顶层模块的原理图 读取SRAM 控制VGA时序显示 模块 3．3 RTL视图及电路图 读取SRAM 控制VGA时序显示 模块RTL视图 3． 使用的硬件和FPGA连接的电路图 FPGA所用的管脚分配 选用FPGA为Altera公司的CycloneII系列EP2CC8。主时钟50MHz。管脚分配如下。 实验结果 5. 硬件测试结果 1、 2、 5． 附实验结果照片：(注:可以多附几张实验现象照片) 实验心得 为了在课堂上完成这次实验，课下真的需要下一番功夫。首先，自己认真提前学习的语言的编程，又在课上听老师讲解重点。课下自己编写了一些简单的小程序，以熟悉语言，但是在课上分析的整体程序还是有一定困难，在老师的讲解下，才慢慢理解。在理解的基础上修改程序很简单，但是想要自己独立编写这样一个程序，我所以。if语句首先进行判断。这一点是用VHDL语言进行设计数字逻辑电路的共同点，是我们学习过程中必须