EDA课程设计报告—VGA显示器彩色信号发生器电路.doc

EDA课程设计报告
—VGA显示器彩色信号发生器电路
班级:11电子班
姓名:
学号: 1115102015
指导老师: 凌朝东

摘要:VGA(Video Graphic Array)接口是与显示器进行通信的唯一接口。通过FPGA器件控制RGB信号、行同步信号、场同步信号等信号,并参照有关标准,最后可以实现对VGA显示器的控制。本设计与传统的图像显示方法不同,为节省储存空间在设计中采用R、G、B三种基色利用FPGA芯片和EDA设计方法,可以显示8种颜色,设计出针对性强的VGA显示控制器,而且不需要依靠计算机,既能够大大降低成本,又可以满足生产实践中不断变化的需要,同时产品的升级换代也方便迅速。本设计采用Altera公司的EDA软件0uartus II,并以Cylone系列FPGA器件为硬件平台进行系统设计。
目录
1、系统设计…………………………………………………………………………………..4
2、单元电路设计……………………………………………………………………………6
3、软件设计……………………………………………………………………………………8
4、系统测试………………………………………………………………………………….12
5、结论……………………………………………………………………………………………14
6、参考文献……………………………………………………………………………………14
7、附录………………………………………………………………………………………….15
8、设计说明书……………………………………………………………………………….16
系统设计
1、设计要求:VGA显示器彩色信号发生器电路,能在VGA显示器上显示8种颜色的图形(条型、方块型)。
2、系统设计方案:
方案一:采用传统的图像显示方法,将图像数据传回电脑在传输过程中通过CPU对图像数据信号进行控制,通过显示器显示出来。
方案二:采用FPGA和EDA的设计方法,通过FPGA器件控制RGB信号、行同步信号、场同步信号等信号,并参照有关标准,最终可以实现对VGA的控制。
方案一为传统的图像显示方法,在传输过程中需要CPU不断对图像数据信号进行控制,这样就造成了CPU的浪费,同时系统还需要依赖电脑,降低了系统的灵活性。
方案二是利用可编程器件FPGA和EDA的设计方法,可以根据设计的需要设计出针对性比较强的VGA显示器,而且不需要依靠计算机,大大降低了成本提高了系统的灵活性。
综合上诉分析本设计中采用方案二。
3、系统的工作原理:计算机显示器的显示有许多接口标准,常见的有VGA、SVGA等。VGA接口,也叫D-Sub接口,是15针的梯形插头,分成3排,每排5个,传输模拟信号。VGA接口采用非对称分布的
15针连接方式,其工作原理是:将显存内以数字格式存储的图像(帧)信号在RAMDAC里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到显示设备成像。VGA支持在640 X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度,同时在320×240分辨率下可以同时显示256种颜色。
常见的彩色显示器一般由CRT(阴极射线管)够成,彩色是有R、G、B(红:Red,绿:Green,蓝:Blue)三基色组成,用逐行扫描的方式解决图像显示。阴极射线枪发出的电子束打在涂有荧光粉的屏幕上,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,逐行扫描,每扫完一行,电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置,在这期间对电子束进行行消隐,每行结束时,用行同步信号进行行同步,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,并预备进行下一次的扫描。在本设计中采用普通的VGA显示器,一共引出5条信号线:R、G、B:三基色信号;HS:行同步信号;VS:场同步信号。在设计过程中严格按照VGA的工业标准要求进行设计,,行频为31469HZ,。
4、实现电路:
VGA显示器
二、单元电路设计
1、时序信号的产生
图片要想在显示器上显示出来,它主要需要5个信号,行同步信号HS(Hor i Zontal—Sync)、场同步信号VS(Vertical—Sync)和RGB三基色信号。VGA时序控制模块是整个显示控制器的关键部分,最终输出的行、场同步信号必须严格按照VGA时序标准产生相应的脉冲信号。图1和图2所示为行扫描和场扫描的时序图。
图1行扫描时序示意图
图2场扫描时序示意图
对于VGA 显示器的上述五个信号的时序驱动要严格遵循“VGA工业标准”,即640×480×60HZ模式,否则无法显示正确地图象。 
VGA