基于FPGA的VGA時序彩條信號實現(xiàn)
0 引 言
利用現(xiàn)場可編程邏輯器件產(chǎn)生VGA時序信號和彩條圖像信號,并將其作為信號源,應(yīng)用于電視機或計算機等彩色顯示器的電路開發(fā),方便彩色顯示器驅(qū)動控制電路的調(diào)試。計算機顯示器的顯示有許多標準,常見的有VGA,SVGA等。在這里嘗試用FPGA實現(xiàn) VGA圖像顯示控制器,這一過程通過編程實現(xiàn),之后通過軟件的測試和仿真,當軟件驗證無誤后完成硬件的下載驗證,最終在CRT顯示器上實現(xiàn)輸出,基本原理就是利用FPGA的可編程原理和VGA的時序控制原理,這在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中有許多實際應(yīng)用。
1 VGA顯示原理
VGA(Video Graphics Array)作為一種標準的顯示接口得到了廣泛的應(yīng)用。VGA在任何時刻都必須工作在某一顯示模式下,其顯示模式分為字符顯示模式和圖形顯示模式,而在應(yīng)用中討論的都是圖形顯示模式。
VGA的圖形模式分為三類:CGA,EGA兼容的圖形模式;標準VGA圖形模式;VGA擴展圖形模式,后兩種圖形模式統(tǒng)稱為VGA圖形模式。文中基于標準VGA模式來實現(xiàn)。工業(yè)標準的VGA顯示模式為:640×480×16×60。
常見的彩色顯示器一般由陰極射線管(CRT)構(gòu)成,彩色由GRB(Green Red Blue)基色組成。顯示采用逐行掃描的方式解決,陰極射線槍發(fā)出電子束打在涂有熒光粉的熒光屏上,產(chǎn)生GRB基色,合成一個彩色像素。掃描從屏幕的左上方開始,從左到右,從上到下,逐行掃描,每掃完一行,電子束回到屏幕的左邊下一行的起始位置,在這期間,CRT、對電子束進行消隱,每行結(jié)束時,用行同步信號進行行同步;掃描完所有行,用場同步信號進行場同步,并使掃描回到屏幕的左上方,同時進行場消隱,并預(yù)備進行下一次的掃描。VGA顯示控制器控制 CRT顯示圖象的過程如圖1所示。
2 VGA信號時序
圖2所示是計算機VGA(640×480,60 Hz)圖像格式的信號時序圖。圖2中,V_sync為場同步信號,場周期TVSYNC=16.683 ms,每場有525行,其中480行為有效顯示行,45行為場消隱期。場同步信號Vs中每場有1個脈沖,該脈沖的低電平寬度tWV=63μs(2行)。場消隱期包括場同步時間tWH、場消隱前肩tHV(13行)、場消隱后肩tVH(30行),共45行。行周期THSYNC=31.78μs,每顯示行包括 800點。其中,640點為有效顯示區(qū),160點為行消隱期(非顯示區(qū))。行同步信號Hs中每行有一個脈沖,該脈沖的低電平寬度tWV=3.81 μs(即96個DCK);行消隱期包括行同步時間tWH,行消隱前肩tHC(19個DCLK)和行消隱后肩tCH(45個DCLK),共160個點時鐘。復(fù)合消隱信號是行消隱信號和場消隱信號的邏輯與,在有效顯示期復(fù)合消隱信號為高電平,在非顯示區(qū)域它是低電平。
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