VGA时序

VGA 显示器扫描方式从屏幕左上角一点开始，从左向右逐点扫描，每扫描完一行,电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置，在这期间， CRT 对电子束进行消隐，每行结束时，用行同步信号进行同步；当扫描完所有的行，形成一帧，用场同步信号进行场同步，并使扫描回到屏幕左上方，同时进行场消隐，开始下一帧。完成一行扫描的时间称为水平扫描时间，其倒数称为行频率；完成一帧（整屏）扫描的时间称为垂直扫描时间，其倒数称为场频率，即刷新一屏的频率，常见的有 60Hz， 75Hz 等等。标准的 VGA 显示的场频 60Hz。时钟频率：以640480@60Hz为例，每场对应 525 个行周期,其中 480 为显示行。每显示行包括 800 点时钟,其中 640 点为有效显示区。由此可知：需要点时钟频率： 525800*60= 25.2MHz，约25MHz。

扫描方式

常见VGA时序表

其中：
a：行同步时间，
b：行消隐后沿，
c：行显示有效区域
d：行消隐前沿，
e：行扫描总时间，

o：场同步时间，
p：场消隐后沿，
q：场显示有效区域
r：场消隐前沿，
s：场扫描总时间，

本设计以640*480@60Hz为例，因此需要的时钟频率为25MHz，因此需要引入PLL生产25MHz的信号。

VGA时序控制器的Verilog代码

//
// Company: NanJing University of Information Science & Technology
// Engineer: Yang Cheng Yu
//
// Create Date: 2020/01/20 20:01:50
// Design Name: vga_640_480
// Module Name: vga_640_480
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//
module vga_640_480(input                clk,//25Minput              rst,output              hs,output               vs,output reg[9:0]  h_cnt,//行计数器output reg[9:0] v_cnt //场计数器
);
//*************************
//行时序（像素数）localparam a=96;       localparam b=48;       localparam c=640;      localparam d=16;       localparam e=800;
//*************************
//帧时序（行数）localparam o=2;localparam p=33;localparam q=480;localparam r=10;localparam s=525;       always@(posedge clk or negedge rst)beginif(!rst)h_cnt <= 10'd0;elseif(h_cnt==e-1)h_cnt <= 10'd0;elseh_cnt <= h_cnt + 1'b1;endassign hs=(h_cnt<a-1)?1'b0:1'b1;  always@(posedge clk or negedge rst)beginif(!rst)v_cnt <= 10'd0;elseif(v_cnt==s-1)v_cnt <= 10'd0;elseif(h_cnt==e-1)v_cnt <= v_cnt + 1'b1;elsev_cnt <= v_cnt;end assign vs=(v_cnt<o-1)?1'b0:1'b1;
endmodule

仿真文件Verilog代码

由于跑完一帧显示需要约18,000,000ns，因此只做部分过程的仿真

`timescale 1ns/1ps
`define clock_period 40
module vga_640_480_tb;reg clk_25m;reg rst;wire hs;wire vs;wire[9:0] h_cnt;wire[9:0] v_cnt;vga_640_480 vga(.clk  (clk_25m),//25M.rst (rst),.hs   (hs),.vs    (vs),.h_cnt(h_cnt),//行计数器.v_cnt(v_cnt) //场计数器
);initial clk_25m=1;always#(`clock_period/2)clk_25m=~clk_25m;initial beginrst=0;#200;rst=1;#(300000);$stop;end
endmodule

仿真波形

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