vivado实现VGA

VGA原理

VGA 的英文全称是Video Graphic Array，即显示绘图阵列。 VGA 支持在640X480 的较高分辨率下同时显示16种色彩或256 种灰度，同时在320X240 分辨率下可以同时显示256 种颜色。肉眼对颜色的敏感远大于分辨率，所以即使分辨率较低图像依然生动鲜明。 VGA 由于良好的性能迅速开始流行，厂商们纷纷在VGA 基础上加以扩充，如将显存提高至1M 并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768，这些扩充的模式就称之为VESA（Video Electronics Standards Association，视频电子标准协会）的Super VGA 模式，简称SVGA，现在的显卡和显示器都支持SVGA 模式。不管是VGA 还是SVGA，使用的连线都是15针的梯形插头，传输模拟信号。

VGA接口信号
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA 接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、 B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。本例中，VGA 接口是标准的15 针接口，有五个接口信号。

行同步（水平同步）与场同步（垂直同步）
为了实现发送端与接受端图像各点一一正确对应，发送端与接收端的扫描必须同步。同步脉冲是周期稳定，边沿陡峭的脉冲。按我国电视标准，行同步脉冲的频率等于行频为15.625KHZ，行周期为64us。在电视技术中常以64us 作为时间单位，并以H 表示，即1H＝64us。场同步脉冲频率等于场频为50HZ，场周期为20ms，312.5H。行同步脉冲宽度为4.7us 左右，场同步脉冲宽度为2.5～3H。

Verilog代码实现VGA

输入信号分别为： clk、 switch。 clk 是时钟信号， switch 是选择模式信号，分别对应横彩条、竖彩条及两种棋盘格。

module vga( clock, switch, disp_RGB, hsync, vsync );
input clock; //系统输入时钟 100MHz
input [1:0]switch;
output [2:0]disp_RGB; //VGA 数据输出
output hsync; //VGA 行同步信号output
vsync; //VGA 场同步信号
reg [9:0] hcount; //VGA 行扫描计数器
reg [9:0] vcount; //VGA 场扫描计数器
reg [2:0] data;
reg [2:0] h_dat;
reg [2:0] v_dat;
reg flag;
reg [1:0]cnt;
wire hcount_ov;
wire vcount_ov;
wire dat_act;
wire hsync;
wire vsync;
reg vga_clk;
//VGA 行、场扫描时序参数表
parameter hsync_end = 10'd95,
hdat_begin = 10'd143,
hdat_end = 10'd783,
hpixel_end = 10'd799,
vsync_end = 10'd1,
vdat_begin = 10'd34,
vdat_end = 10'd514,
vline_end = 10'd524;
always @(posedge clock)
beginif(cnt==3)cnt <= 0;elsecnt <= cnt + 1;endalways @(posedge clock)
beginif(cnt < 2)vga_clk <= 1;elsevga_clk <= 0;end
//************************VGA 驱动部分*******************************//行扫描
always @(posedge vga_clk)beginif (hcount_ov)hcount <= 10'd0;elsehcount <= hcount + 10'd1;end
assign hcount_ov = (hcount == hpixel_end);
//场扫描
always @(posedge vga_clk)beginif (hcount_ov)beginif (vcount_ov)vcount <= 10'd0;elsevcount <= vcount + 10'd1;endend
assign vcount_ov = (vcount == vline_end);
//数据、同步信号输
assign dat_act = ((hcount >= hdat_begin) && (hcount < hdat_end))
&& ((vcount >= vdat_begin) && (vcount < vdat_end));
assign hsync = (hcount > hsync_end);
assign vsync = (vcount > vsync_end); assign
disp_RGB = (dat_act) ? data : 3'h00;
//************************显示数据处理部分*******************************//
always @(posedge vga_clk)begincase(switch[1:0])2'd0: data <= h_dat; //选择横彩条2'd1: data <= v_dat; //选择竖彩条2'd2: data <= (v_dat ^ h_dat); //产生棋盘格2'd3: data <= (v_dat ~^ h_dat); //产生棋盘格endcaseend
always @(posedge vga_clk) //产生竖彩条
beginif(hcount < 223)v_dat <= 3'h7; //白else if(hcount < 303)v_dat <= 3'h6; //黄else if(hcount < 383)v_dat <= 3'h5; //青else if(hcount < 463)v_dat <= 3'h4; //绿else if(hcount < 543)v_dat <= 3'h3; //紫else if(hcount < 623)v_dat <= 3'h2; //红else if(hcount < 703)v_dat <= 3'h1; //蓝elsev_dat <= 3'h0; //黑end
always @(posedge vga_clk) //产生横彩条
beginif(vcount < 94)h_dat <= 3'h7; //白else if(vcount < 154)h_dat <= 3'h6; //黄else if(vcount < 214)h_dat <= 3'h5; //青else if(vcount < 274)h_dat <= 3'h4; //绿else if(vcount < 334)h_dat <= 3'h3; //紫else if(vcount < 394)h_dat <= 3'h2; //红else if(vcount < 454)h_dat <= 3'h1; //蓝elseh_dat <= 3'h0; //黑end
endmodule