【FPGA】VGA驱动:行同步时序+场同步时序
行场都是一样的,唯一不同的是时序的长短
以下说明都建立在640 * 480 的分辨率下:
在行同步
- 在行计数器计数到a-96是,行使能输出拉高
- 行计数然后会一直计算到800,然后到0时,行使能拉低
- 此时 场计数器 由0加1,得到1
- 再经过一轮800行计数器,场计数器就自加到2,则达到条件,场使能输出拉高
- 一直等到 场计数器一直加到 35时 这才开始传送数据
- 但是并不是 场计数一到35就传输的,还必须等到行计数器达到显示后延才行
总体来看:分成段
- 行场使能由低拉高,然后输出:使用的时序:800 * 2 = 1600
- 行场的显示后延,缓冲阶段:期间度过时序:800 * 33 = 26400
- 显示阶段,时钟周期为:480 * 640 = 。。。。
- 显示后延,
VGA驱动代码:
module vga_driver(input vga_clk, //VGA驱动时钟input sys_rst_n, //复位信号//VGA接口 output vga_hs, //行同步信号output vga_vs, //场同步信号output [15:0] vga_rgb, //红绿蓝三原色输出input [15:0] pixel_data, //像素点数据output [ 9:0] pixel_xpos, //像素点横坐标output [ 9:0] pixel_ypos //像素点纵坐标 ); //parameter define
parameter H_SYNC = 10'd96; //行同步
parameter H_BACK = 10'd48; //行显示后沿
parameter H_DISP = 10'd640; //行有效数据
parameter H_FRONT = 10'd16; //行显示前沿
parameter H_TOTAL = 10'd800; //行扫描周期parameter V_SYNC = 10'd2; //场同步
parameter V_BACK = 10'd33; //场显示后沿
parameter V_DISP = 10'd480; //场有效数据
parameter V_FRONT = 10'd10; //场显示前沿
parameter V_TOTAL = 10'd525; //场扫描周期//reg define
reg [9:0] cnt_h;
reg [9:0] cnt_v;//wire define
wire vga_en;
wire data_req; //*****************************************************
//** main code
//*****************************************************
//VGA行场同步信号
assign vga_hs = (cnt_h <= H_SYNC - 1'b1) ? 1'b0 : 1'b1;
assign vga_vs = (cnt_v <= V_SYNC - 1'b1) ? 1'b0 : 1'b1;//使能RGB565数据输出,颜色输出的开关
assign vga_en = (((cnt_h >= H_SYNC+H_BACK) && (cnt_h < H_SYNC+H_BACK+H_DISP)) // 判断行信号在有效数据段内&&((cnt_v >= V_SYNC+V_BACK) && (cnt_v < V_SYNC+V_BACK+V_DISP))) // 判断场信号在有效数据段内? 1'b1 : 1'b0;//RGB565数据输出
assign vga_rgb = vga_en ? pixel_data : 16'd0; // 如果满足要求则能输出颜色信号//请求像素点颜色数据输入,颜色位置的开关
assign data_req = (((cnt_h >= H_SYNC+H_BACK-1'b1) && (cnt_h < H_SYNC+H_BACK+H_DISP-1'b1))&& ((cnt_v >= V_SYNC+V_BACK) && (cnt_v < V_SYNC+V_BACK+V_DISP)))? 1'b1 : 1'b0;//像素点坐标
assign pixel_xpos = data_req ? (cnt_h - (H_SYNC + H_BACK - 1'b1)) : 10'd0; // 如果满足条件则输出像素对应的位置
assign pixel_ypos = data_req ? (cnt_v - (V_SYNC + V_BACK - 1'b1)) : 10'd0; // 如果满足条件则输出像素对应的位置/*上述是设计两个开关来控制输出信号*///行计数器对像素时钟计数
always @(posedge vga_clk or negedge sys_rst_n) begin if (!sys_rst_n)cnt_h <= 10'd0; else beginif(cnt_h < H_TOTAL - 1'b1) cnt_h <= cnt_h + 1'b1; else cnt_h <= 10'd0; end
end//场计数器对行计数
always @(posedge vga_clk or negedge sys_rst_n) begin if (!sys_rst_n)cnt_v <= 10'd0; else if(cnt_h == H_TOTAL - 1'b1) beginif(cnt_v < V_TOTAL - 1'b1) cnt_v <= cnt_v + 1'b1; else cnt_v <= 10'd0; end
endendmodule
驱动测试代码:
`timescale 1ns/1ps`define clock_period 20module VGA_driver_tb;reg sys_clk ;reg sys_rst_n ;reg [15:0] pixel_data ;wire vga_hs ;wire vga_vs ;wire [15:0] vga_rgb ;wire [ 9:0] xpos ;wire [ 9:0] ypos ;vga_driver a1(.vga_clk (sys_clk), //VGA驱动时钟.sys_rst_n (sys_rst_n), //复位信号.vga_hs (vga_hs), //行同步信号.vga_vs (vga_vs), //场同步信号.vga_rgb (vga_rgb), //红绿蓝三原色输出.pixel_data(pixel_data), //像素点数据.pixel_xpos (xpos), //像素点横坐标.pixel_ypos (ypos) //像素点纵坐标 ); initial sys_clk = 1; always #(`clock_period / 2) sys_clk = ~sys_clk;initial beginsys_rst_n = 0 ;pixel_data = 0;#(`clock_period * 20 +1);sys_rst_n = 1 ;pixel_data = 16'h1234;#(`clock_period * 500_000);#20;$stop; endendmodule
总结:
可以看见,VGA驱动模块的功能为:
1.接收16像素数据
2.运行,行+场 同步时序
2.1 在 行+场 的发送时序,像素数据,发送出去
2.2 在 行+场 的发送时序,将此时此刻的,横纵坐标,发送出去
大概就是这样子了
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