[课程设计] 基于FPGA的VGA图像显示设计（图像旋转、放大、单步步进移动和屏... [复制链接]

资料简介：
重庆理工大学课程设计-基于FPGA的VGA图像显示设计（图像旋转、放大、单步步进移动和屏保移动），共14页，4348字

摘 要：VGA(视频图形阵列)作为一种标准的显示接口得到广泛的应用。本文依据VGA显示原理，介绍了利用 FPGA 实现对VGA图形控制器VHDL设计方法。详细描述了各硬件模块的工作原理及实现途径，并给出了软件设计思路及部分代码。

关键词：VGA；FPGA；VHDL

目录

0.引言

1.方案设计及工作原理

2.模块设计及仿真

3.结果分析和调试

4.体会和感受

5.参考文献

6.附录（程序和元件清单）



0. 引言

随着可编程逻辑器件的不断发展及其价格的不断下降，EDA 开发软件的不断完善，可编程逻辑设计的应用优势逐渐显示出来， 特别是大规模可编程器件。 而 FPGA 具有功能强大，开发过程投资小、周期短等特点，成为当今硬件设计的首选方式之一。VGA（视频图形阵列）作为一种标准的显示接口得到广泛地应用。利用 FPGA 芯片和 EDA设计方法，可以灵活地根据用户需求，设计出针对性强的 VGA 显示控制器，不仅降低了生产成本也可以快速地对产品进行升级换代。

本文设计采用 Quartus II 9.0软件工具，并以 Altera公司的 Cyclone 系列 FPGA 的器件EP1C12F324C8为主实现硬件平台的设计。

方案设计及工作原理

1.1方案设计

采用模块化设计方法，我们对 VGA 图形控制器按功能进行层次划分。本设计的VGA控制器主要由以下模块组成：VGA 时序控制模块、ROM 内存地址控制模块、RO内存模块、按键扫描控制模块。如图 1 所示。

图1.方案模块框图

1.2工作原理

根据VGA的显示协议，可以选择不同的显示分辨率。本设计选择的是800*600的分辨率。根据相应协议，在“VGA时序控制模块”对行扫描信号HS和场扫描信号VS进行相应的时序控制（具体控制详细信息见“VGA驱动原理”资料文档）。

“ROM内存地址控制模块”根据“按键扫描控制模块”获得的图片显示首坐标xx、yy信息和“VGA时序控制模块”传送过来的hcnt(列计数器值)、vcnt(行计数器值)及相关控制信号计算出正确的内存地址，从rom中取出所需要的像素点的三基色数据。

本设计的功能实现包括：图像旋转、放大、单步步进移动和屏保移动功能。其中图像的旋转运用了矩阵的转置原理，通过对图像的内存存储地址矩阵进行转置运算获得图像90°旋转的效果。图像的放大是通过将包括原像素点在内，相邻的4个点填写相同的颜色来实现的。

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