FPGA+MCU實(shí)現(xiàn)VGA圖象信號發(fā)生器
VGA 接口采用非對稱分布的15pin 連接方式,其工作原理是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲的圖像( 幀) 信號在RAMDAC 里經(jīng)過模擬調(diào)制成模擬高頻信號,然后進(jìn)行輸出顯示,這樣VGA信號就不必像其它視頻信號那樣還要經(jīng)過矩陣解碼電路的換算。從視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過程是最短的,所以VGA 接口擁有許多的優(yōu)點(diǎn),如無串?dāng)_、無電路合成分離損耗等。視頻輸出與VGA 接口如圖7。
4.3 模式控制與顯示部分設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,模式控制與顯示即人機(jī)接口的設(shè)計(jì),選用LCD顯示器和矩陣鍵盤,使接口和顯示更加友好。要求能根據(jù)鍵盤掃描結(jié)果,控制不同的圖象信號輸出,并進(jìn)行相應(yīng)的功能顯示。采用單片機(jī)89S51作為控制器,對鍵盤模塊和功能顯示模塊進(jìn)行控制。用C語言編程,對鍵盤進(jìn)行掃描和液晶顯示模塊的控制。當(dāng)然也可以對FPGA器件編程,實(shí)現(xiàn)對鍵盤模塊和功能顯示模塊的控制。但需占用FPGA器件的邏輯資源,會對定制圖像信息的存儲空間造成影響。
本設(shè)計(jì)采用4×4矩陣式鍵盤,行、列線占用單片機(jī)8個I/O口資源,鍵盤掃描過程是列掃描行輸出,逐列掃描,讀取鍵值,根據(jù)讀回的值判斷所按鍵的位置,按鍵消抖采用延時消抖方式,根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)執(zhí)行相應(yīng)功能程序。顯示器采用TS-12864-3液晶顯示屏,由單片機(jī)控制及驅(qū)動,顯示系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)等信息。
5、結(jié)束語
本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的數(shù)字圖像實(shí)時生成系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字、文字、彩條、ROM圖像信號輸出。其圖像顯示控制器的系統(tǒng)處理耗時小于20ms,完全達(dá)到了實(shí)時要求(50場/秒)。所進(jìn)行的原理試驗(yàn)取得了良好的效果。
本設(shè)計(jì)還可以作一些擴(kuò)展,如添加語音處理電路,實(shí)現(xiàn)圖像輸出時同步輸出語音;還可以外接大容量存儲器,采用8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示R、G、B三基色,實(shí)現(xiàn)256色輸出,使顯示的圖像色彩更加豐富。
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