论文总字数：17024字

摘 要

基于FPGA的VGA动态显示控制器操作简便，较为灵活，以FPGA作为微处理器易于对逻辑功能修改更加方便。本文以Cyclone IV系列AX 301作为硬件开发板，在显示屏上实现VGA的动态显示控制。

论文首先介绍了基于FPGA的VGA动态显示控制系统的应用和原理，然后介绍了整个系统的硬件和软件设计。在系统硬件方面，介绍了芯片内部结构和模块功能 ，详细阐述了的分频模块，时序信号生成模块，ROM存储模块，VGA显示模块的原理及逻辑功能。在系统软件设计方面，根据自顶而下的设计方法，分为顶层模块，存储模块及按键操作模块，顶层模块包括了图像，文字的VGA动态显示模块，VGA显示控制模块及背景颜色切换模块，然后分别介绍各程序模块的实现功能。论文最后给出对于系统调试的过程和结果，以及Quartus II对于VGA时序的仿真结果分析。

关键词：FPGA VGA 动态显示 Quartus II

Design of VGA dynamic display controller based on FPGA

Abstract

The VGA dynamic display controller based on FPGA is easy to operate and flexible. It is more convenient to modify the logic function with FPGA as the microprocessor. In this paper, Cyclone IV series AX 301 is used as the hardware development board to realize the dynamic display control of VGA on the display screen.

Based on VGA display principle, a VGA dynamic display control system based on FPGA is designed in this thesis. In terms of system hardware, the internal structure and module function of the chip are introduced, and the principle and logic function of the frequency division module, sequence signal generation module, ROM storage module and VGA display module are described in detail. About the software , it is divided into the top-level module, storage module and button operation module. The top-level module includes VGA dynamic display module of image and text, VGA display control module and background color switch module. The designed software modules include frequency division module, timing signal generation module, VGA display module and key control module. The simulation results of Quartus II are given.

Key words : FPGA VGA Dynamic Display Quartus II

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2 VGA显示技术的介绍 1

1.3 图像处理技术发展现状 1

1.4 FPGA实现VGA显示控制器介绍 3

1.5 本文的内容安排 3

第二章 系统方案设计与分析 5

2.1 FPGA与CPLD 5

2.2 FPGA开发平台 5

2.2.1 FPGA结构 5

2.2.2 Cyclone IV系列FPGA资源 7

2. 3 FPGA开发设计流程 8

第三章 系统的硬件设计 11

3.1系统整体设计 11

3.2分频模块 11

3.3 ROM模块 12

3.3.1 EEPROM介绍 12

3.3.2 EEPROM工作原理 13

3.4 VGA显示模块 13

3.4.1VGA的基本原理 13

3.4.2 VGA时序 14

第四章 系统的软件设计 16

4.1软件开发环境 16

4.2总程序描述 16

4.3 ROM存储模块 17

4.4VGA模块 18

4.4.1VGA控制模块 18

4.4.2背景颜色产生模块 19

4.4.3汉字图片显示模块 19

第五章 调试结果与分析 21

5.1 FPGA综合实现 21

5.2调试结果 23

第六章 总结与展望 25

6.1总结 25

6.2展望 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1课题研究背景

在20世纪20年代，数字图像技术开始发展，这项新技术的发展与数字计算机挂钩，需要借助计算机的数据存储，图像传输等技术。这项新科技凭借着出色的处理速度，被广泛应用于医疗技术，工业，国防，指纹识别等其他领域。

微电子技术的处理和应用的快速发展得益于计算机技术和集成技术，微处理器操作和数字信号处理技术已经得以完善，为数字图像处理打好坚实的基础并且提供了良好的发展机会。在实际应用的情况中，数字图像处理是一种在将图像信息转换为可以借助计算机和其他硬件进行处理的电信号之后执行一些数字操作的技术，它在展现原有信息的同时，最大程度地简化了图像数据。电子产品功耗是否达到要求，这在市场竞争中至关重要。以FPGA为代表的微处理器，在视频图像采集和显示控制领域中也有大量应用。本文的主要内容是基于FPGA图像处理从而通过VGA显示。

1.2 VGA显示技术的介绍

VGA是IBM推出的一种计算机显示标准，在过去的彩色显示器市场有着优越的竞争力。 在640 * 480显示模式下，它可以在640 * 480显示模式下同时显示16种颜色或256灰度。尽管VGA在如今的计算机市场竞争力不足，但VGA作为最低标准。各个厂家在生产显示产品的同时必须以VGA标准为底线。

1.3 图像处理技术发展现状

图像处理的硬件设计以其优于软件设计的处理速度，被广泛应用。图像处理的硬件设计一般考虑到使用专用集成电路、数字信号处理器)以及现场可编程门阵列。为达到加速图像处理的目的，解决耗时的算法问题并使用适当的硬件平台这一方法已经非常成熟，在确保算法准确性的同时，很难再对处理速度有更高的要求。因此，提高处理速度需要选择合适的硬件平台。当前，有五个用于图像处理的硬件平台可供选择。

1. 通用计算机

请支付后下载全文，论文总字数：17024字