VGA(Video Graphics Array,即显示绘图阵列)接口,就是显卡上输出模拟信号的接口,也叫D-Sub接口。VGA接口作为一种视频传输标准,在当时具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。VGA接口自IBM 在 1987 年随 PS/2 机一起推出以来,成为电脑显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此种接口。 VGA类型的显示驱动需要比较高的扫面频率和尽量短的处理时间,因而通过FPGA来实现VGA显示的驱动和控制非常有效。在FPGA中,使用少量的资源即可产生VGA各种信号,利用FPGA完成的VGA显示控制,可以使图像显示脱离PC机的控制,形成体积小、功耗低的嵌入式格式。将该模式扩展运用到便携式或者手持式设备中,更是具备实际运用价值。
工具/原料
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Gvim
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电脑
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明·德·扬至简荣耀开发板、vga接口
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Quartus ii
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至简设计法
方法/步骤
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本案例在分辨率640*480,帧长800*525的VGA接口的显示屏中,运用FPGA实现矩形图像,作为整个采集系统显示的参考,具备极大的实用价值。具体功能要求:
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(1)该VGA接口输出的图像分辨率为下列表格中第一种640*480,即帧长为800*525。
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(2)依次完成以下图像显示:在显示屏边缘上显示一个红色边框(边框宽为20像素),在屏幕的中央显示一个绿色矩形(矩形长为150像素,高为100像素)。
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设计思路 VGA显示中,FPGA需要产生5个信号:R、G、B三基色信号,行同步信号HS和场同步信号VS,接口对应孔如下所示:
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像素是产生各种颜色的基本单元。根据物理学中的混色原理,三色发光的亮度比例适当,可呈现白色。适当的调整发光比例可以出现不同的颜色。三基色混色原理示意图如下图所示:
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下表的RBG一共有8组合,也就是说可以产生8种颜色,但是显示器显示的色彩是非常丰富的,远多于8种颜色。那么,这是如何做到的呢?
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对于显示器来说,RGB的三个信号其实是模拟信号,其电平的高低,可以表示颜色的深浅,利用这个原理,就可以产生丰富的色彩。为了控制电压的高低,我们必须用到DA芯片。例如,下图中FPGA产生RGB三种信号,这时RGB都是多位的数字信号。DA芯片根据数字信号的值,产生不同电压的模拟信号rgb。
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模块划分和信号列表如下:
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代码编写