FPGA控制VGA接口顯示圖片的VHDL源碼及實(shí)驗(yàn)過程詳解

ID:432018 · 發(fā)表于 2018-11-23 19:48

基于VHDL，通過FPGA控制VGA接口，在液晶顯示器上顯示圖片

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1、自學(xué)PLL鎖相環(huán)的定制
2、復(fù)習(xí)、強(qiáng)化ROM 的定制流程
3、掌握VGA 顯示原理
4、在實(shí)驗(yàn)室的液晶顯示器上顯示“龜心似箭”的圖片

一、液晶顯示原理
目前常見的彩色顯示器一般為液晶顯示器， CRT顯示器雖然已經(jīng)落伍，但其掃描顯示的原理堪稱經(jīng)典，仍被目前的液晶顯示器所
采用。彩色是由R、G、B三基色組成，用逐行掃描的方式解決像顯示。液晶顯示器每個(gè)像素由3個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每個(gè)單元格前面都分別有紅色、綠色、藍(lán)色的過濾器。加電時(shí)，液晶排列有序，允許光透過，不加電時(shí)液晶排列混亂，阻止背光源通過。掃描是從屏幕左上方開始的，從左到右、從上到下進(jìn)行掃描。每掃描完一行，開啟電壓回到屏幕左邊下一行的起始位置，這期間HS 進(jìn)行行同步消隱，每行結(jié)束都進(jìn)行一次行同步消隱。掃描完所有行之后用VS 進(jìn)行場(chǎng)同步消隱。

二、VGA 接口標(biāo)準(zhǔn)顯示原理

3、制作5/4倍頻的鎖相環(huán)（inclk0為20MHz, c0為25MHz）

4、設(shè)計(jì)VGA 圖像顯示的頂層文件，編譯，引腳鎖定，再編譯，硬件驗(yàn)證

1.首先按照課本完成了《VGA》彩條顯示的實(shí)驗(yàn)（右圖所示），從而熟悉VGA 顯示的時(shí)序控制

2.首次硬件驗(yàn)證時(shí)滿屏的雪花（右圖所示），不過還是能分辨小烏龜?shù)念伾�，說明ROM 內(nèi)的數(shù)據(jù)確實(shí)有發(fā)送至VGA 接口。幾經(jīng)摸索，終于發(fā)現(xiàn)問題出在分辨率大小不兼容，屏幕設(shè)定的分辨率為640x480,而所選圖片的分辨率為120x120。

3.修改顯示區(qū)域分辨率后結(jié)果如右圖所示，終于有了小烏龜?shù)碾r形，但屏幕上不顯示圖片的部分閃爍嚴(yán)重，而且與圖像平行的部分有長(zhǎng)長(zhǎng)的拖影

4.通過增加非數(shù)據(jù)輸出消隱，解決了

閃爍和拖影的問題（右圖所示），但發(fā)現(xiàn)圖像并不是靜態(tài)的，而是從左下到右上循環(huán)播放的，而且圖像有畸變。

5.冷靜分析之后發(fā)現(xiàn)，圖像畸變是因?yàn)榉峙浣o圖像顯示的空間并不是120x120，而是119x119，修改后畸變問題解決了。
而圖片滾動(dòng)播放是因?yàn)闆]有考慮到ROM 的空間比圖片的數(shù)據(jù)深度稍大，導(dǎo)致每場(chǎng)掃描并不都是從ROM 的第一位開始讀取數(shù)據(jù)的。將每場(chǎng)掃描的時(shí)間嚴(yán)格與圖片的數(shù)據(jù)深度一致，終于的到了像要顯示的圖片（右圖）

實(shí)驗(yàn)過程中所遇到的問題及相應(yīng)的解決方法

本實(shí)驗(yàn)都是自己摸索出來的，沒有請(qǐng)教任何人，網(wǎng)上也沒有關(guān)于VGA 圖片顯示的代碼。就是想借助此次機(jī)會(huì)，在老師放開手的情況下，自己跑一次，感謝老師的一席話:不能永遠(yuǎn)抱著你走，你也不再是小孩子了。

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