FPGA控制VGA接口顯示圖片的VHDL源碼及實驗過程詳解

ID:432018 · 發表于 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

顯示這張圖片

1、自學PLL鎖相環的定制
2、復習、強化ROM 的定制流程
3、掌握VGA 顯示原理
4、在實驗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顯示器雖然已經落伍，但其掃描顯示的原理堪稱經典，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。液晶顯示器每個像素由3個液晶單元格構成，其中每個單元格前面都分別有紅色、綠色、藍色的過濾器。加電時，液晶排列有序，允許光透過，不加電時液晶排列混亂，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 進行行同步消隱，每行結束都進行一次行同步消隱。掃描完所有行之后用VS 進行場同步消隱。

二、VGA 接口標準顯示原理

3、制作5/4倍頻的鎖相環（inclk0為20MHz, c0為25MHz）

4、設計VGA 圖像顯示的頂層文件，編譯，引腳鎖定，再編譯，硬件驗證

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

2.首次硬件驗證時滿屏的雪花（右圖所示），不過還是能分辨小烏龜的顏色的，說明ROM 內的數據確實有發送至VGA 接口。幾經摸索，終于發現問題出在分辨率大小不兼容，屏幕設定的分辨率為640x480,而所選圖片的分辨率為120x120。

3.修改顯示區域分辨率后結果如右圖所示，終于有了小烏龜的雛形，但屏幕上不顯示圖片的部分閃爍嚴重，而且與圖像平行的部分有長長的拖影

4.通過增加非數據輸出消隱，解決了

閃爍和拖影的問題（右圖所示），但發現圖像并不是靜態的，而是從左下到右上循環播放的，而且圖像有畸變。

5.冷靜分析之后發現，圖像畸變是因為分配給圖像顯示的空間并不是120x120，而是119x119，修改后畸變問題解決了。
而圖片滾動播放是因為沒有考慮到ROM 的空間比圖片的數據深度稍大，導致每場掃描并不都是從ROM 的第一位開始讀取數據的。將每場掃描的時間嚴格與圖片的數據深度一致，終于的到了像要顯示的圖片（右圖）

實驗過程中所遇到的問題及相應的解決方法

本實驗都是自己摸索出來的，沒有請教任何人，網上也沒有關于VGA 圖片顯示的代碼。就是想借助此次機會，在老師放開手的情況下，自己跑一次，感謝老師的一席話:不能永遠抱著你走，你也不再是小孩子了。

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FPGA控制VGA接口顯示圖片的VHDL源碼及實驗過程詳解

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