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四川师范大学成都学院本科毕业设计
基于FPGA的VGA图像显示控制器设计
学生姓名 学 号 所 在 系 专业名称 班 级 指导教师
郑旺明 2008104058 电子工程系
电子信息工程（工民电）
2008级2班 胡迎刚
四川师范大学成都学院
二○一二年五月
基于FPGA的VGA图像显示控制器设计
摘 要
本文介绍了一种利用可编程逻辑器件实现VGA图像显示控制的方法，阐述了VGA图像显示控制器中VGA显像的基本原理以及功能演示，利用可编程器件FPGA设计VGA图像显示控制的VHDL设计方案，并在Altera公司的QuartusII软件环境下完成VGA模块的设计。而且给出了VGA模块的设计思路和顶层逻辑框图。最终实现VGA图像显示控制器，VGA图像控制器是一个较大的数字系统，传统的图像显示的方法是在图像数据传输到计算机，并通过显示屏显示出在传输过程中，将图像数据的CPU需要不断的信号控制，所以造成CPU的资源浪费，系统还需要依靠计算机，从而减少了系统的灵活性。FPGA芯片和EDA设计方法的使用，可根据用户的需求，为设计提供了有针对性的VGA显示控制器，不需要依靠计算机，它可以大大降低成本，并可以满足生产实践中不断改变的需要，产品的升级换代和方便迅速。
关键词：可编程逻辑器件 VGA 图像控制器
1 基于FPGA的VGA图像显示控制器设计
Abstract
This paper introduces a kind of make use of the programmable logic devices realize VGA images show control method, and expounds the VGA images show controller VGA imaging the basic principle and the demo function, using the programmable device FPGA design VGA images show the control design VHDL, Altera company in the QuartusII software environment complete VGA module design. Given the VGA module, the design idea and top logic diagram. Finally realize the VGA image display controller, VGA image controller is a larger number system, the traditional image shows the method is in the image data transmission to the computer, and through the screen shows in the transmission process, the image data CPU requires constant signal control, therefore creates CPU resources waste, the system also need to rely on the computer, thus reducing the flexibility of the system. FPGA chip and EDA design method of use, can according to customer demand, designed to provide targeted VGA display controller, don't need to rely on the computer, it can greatly reduce the cost, and can satisfy the production practice changing needs, product upgrading and convenient quickly.
Keywords: Programmable logic devices VGA Image controller
2 基于FPGA的VGA图像显示控制器设计
目 录
前 言 .................................................................... 5 第1章 VGA概述 .......................................................... 6
1.1 VGA显示技术的发展概况 ...................................................... 6
1.2 VGA显示接口 ................................................................ 7 1.3 VGA显示原理 ................................................................ 8 1.4 VGA时序 ................................................................... 10
第2章 FPGA简介及设计流程 .............................................. 13 2.1 FPGA简介 ....................................................... 13 2.2 FPGA设计流程 ................................................... 14 2.3 VHDL简介 ....................................................... 16 2.4 Quartus II简介 ................................................. 17 第3章 设计方案 ........................................................ 19
3.1 设计的主要内容 .................................................. 19 3.2 设计原理 ........................................................ 19 第4章 系统实现 ........................................................ 21
4.1 VGA显示控制模块 ................................................ 21 4.2 imgrom(图像数据ROM) ............................................ 24
4.2.1 图像原理 .................................................. 24 4.2.2 具体实现步骤 .............................................. 25 4.3 二分频模块 ...................................................... 28 4.4 地址发生器模块 .................................................. 29 4.5 顶层设计 ........................................................ 29 4.6 设计结果 ........................................................ 31 第5章 结束语 .......................................................... 33 附 录 ................................................................... 35 显示扫描模块代码 ........................................................ 35 二分频器模块代码 ........................................................ 36 地址发生器模块代码 ...................................................... 37 参考文献 ................................................................ 38
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