基于FPGA的VGA接口设计

第=1\*ROMAN第=1\*ROMANI页基于FPGA的VGA显示接口设计摘要本文基于FPGA芯片设计实现了一个用于stm32单片机外围的VGA接口模块，该模块以VGA接口的工业标准作为设计规范，使VGA显示器成为了stm32单片机的显示输出设备，适合所有的液晶显示器和CRT显示器。本系统采用带VGA接口的OLED显示器，OLED显示器具有体积小、分辨率高、功耗低、色彩丰富等特点，非常适合穿戴。模块与STM32单片机的接口使用Intel8080总线方式，非常适合STM32的FSMC读写模式，能方便地对屏幕任意像素进行读写操作。关键字FPGA，VGA，OLED，STM32第第页表5颜色位对应关系对于兼容Intel8080总线的STM32，可将模块映射成一个存储器件，以指针方式进行读写访问，将显示画面看出是一页存储空间，然后利用控制线，地址线，数据线直接往该存储空间写数据。也就是说，当向地址为0x6xxxxxx1、0x6xxxxxx3、0x6xxxxxx5这些奇数地址写入数据时，地址线A0(D/CX)会为高电平，这个数据被理解为数值；若向0x6xxxxxx0、0x6xxxxxx2、0x6xxxxxx4，这些偶数地址写入数据时，地址线A0(D/CX)会为低电平，这个数据会被理解为命令。通过这些原理可以在OLED微型显示器上显示文字和绘制地图，符合本设计的初衷。intmain(void){u32i=0;u8j=0;System_Init();//系统初始化72MHzSTM3210E_LCD_Init(void)//VGA模块初始化LCD_OFF();//关闭显示器LCD_WriteReg(0x05,0x00);//切换到第一页清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x05,0x01);//切换到第二页清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x05,0x02);//切换到第三页清屏LCD_WriteReg(0x05,0x03);//切换到第四页清屏LCD_Clear(0xFFFF);LCD_WriteReg(0x06,0x00);//设置第一页为显示页LCD_WriteReg(0x05,0x00);//设第一页为操作页LCD_SetTextColor(Red);//设置字体颜色LCD_SetBackColor(Grey);//设置背景颜色LCD_ShowString(500,384,16,0,"HELLO！")//在屏幕中心显示HELLO！LCD_ON();//打开显示器LCD_WriteReg(0x05,0x01);//设第二页为操作页，写9幅320*240图片LCD_tu(0,0,320,240);LCD_tu(340,0,320,240);LCD_tu(680,0,320,240);LCD_tu(0,256,320,240);LCD_tu(340,256,320,240);LCD_tu(680,256,320,240);LCD_tu(0,512,320,240);LCD_tu(340,512,320,240);LCD_tu(680,512,320,240);LCD_WriteReg(0x06,0x01);//设置第二页为显示页，显示这9幅图片LCD_ShowString(400,650,16,0,"ABCDEFGHIJKLMN");//显示字串LCD_ShowString(400,150,12,0,"ABCDEFGHIJKLMN");//显示字串LCD_ShowString(400,190,16,1,"ABCDEFGHIJKLMN");//显示字串VGA显示驱动模块使用手册用户手册LCD_ShowString(400,230,12,1,"ABCDEFGHIJKLMN");//显示字串LCD_DrawCircle(400,400,100,Green);//画圆，DelayXms(2);Read_Temp_Color(340,256,10,100);//在屏幕读一块保存起来while(1){LCD_ShowNum(100,200,i,3,16,0);//显示i的值Read_Temp_Color(100,200,24,16);//从屏幕读一个块到内存保存起来Reshow_Temp_Color(200,200,24,16);//将复制的内容Reshow_Temp_Color(800,200,24,16);//将复制的内容Reshow_Temp_Color(200,600,24,16);//将复制的内容Reshow_Temp_Color(800,600,24,16);//将复制的内容i++;if(i==999)i=0;DelayXms(100);/*delay100ms*/}}5总结本设计实现了STM32与OLED显示器VGA接口模块。接口模块与STM32之间利用总线方式传输数据，通用性较好。模块采用单片FPGA实现了整个设计，充分利用了FPGA内部资源，使得系统的集成度/稳定性、可靠性增强，从实验效果来看，显示效果较好，能保证640×480点阵的OLED的刷新率达到60HZ。随着VGA接口的广泛使用，这种结合FPGA的系统级设计方法已经展现优势。从整个设计流程来看，系统的灵活性强，可靠性高，设计周期大大缩减，成本降低，且系统的可扩展性强。未来，VGA接口的图像与视频显示系统应用将会很有市场。参考文献[1]谢磊，VGA图像控制器的设计与实现[J]2009(06)[2]王诚，薛小刚，钟信潮FPGA/CPLD设计工具-XilinxISE使用详解[M]。北京：人民邮电出版社，2005[3]谢昭莉，基于ARM嵌入式系统的VGA接口的研究与设计[J]液晶与显示，2007-12[4]黄再银，FPGA的工作原理及其应用[J]，电子世界2003年第2期[5]高海莺，FPGA工作原理及核心模块结构应用[J]，信息通信2013年第7期（总第129期）[6]吴佳新，高端欧洲数字电视系统的研究与实现[D]上海：上海交通大学，2005[7]李示羊，百度百科的[ED/OL]/view/50226。htm?fr=aladdin[8]李冠林，用于大中尺寸TFT-LCD时序控制芯片的设计[D]上海：复旦大学，2008[9]潘辉，FSMC机制的NORFlash存储器拓展技术[J]单片机与嵌入式系统应用2009年第10期[10]江一舟，Cortex-M3单片机在工业仪表中的应用[J]仪表技术2010年06期[11]