VGA接口详解及其单片机驱动方法

《VGA接口详解及其单片机驱动方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、VGA接口详解及其单片机驱动方法VGA（视频图形阵列）作为一种标准的显示接口已经得到了广泛的应用。对VGA接口时序进行深入的研究，从而采用单片机实现显示器的驱动。由于VGA接口对于时序十分严格，而传统单片机在处理速度上并不能达到其时序要求。现采用增强型高速单片机，实现了VGA接口的显示器的驱动。下面对VGA接口进行详细的介绍。（1）VGA接口定义（2）针脚功能详述编号标识功能描述1RED红色信号2GREEN绿色信号3BLUE蓝色信号4ID2显示器标识位25GND地6RGND红色地7GGND绿色地8BGND蓝色地9KEY-KEY空，无引脚10SGND同步地11ID0显示器标识位012ID1或SD

2、A显示器标识位113HSYNC或CSYNC行同步14VSYNC场同步15ID3或SCL显示器标识位3通常情况下，对VGA显示器进行驱动只需要5个信号即可，包括：行、场帧同步信号，红、绿、兰三色信号。其中行、场同步信号为数字信号，红、绿、兰三色信号为模拟信号。三色信号的输入电压范围是0.0V~0.7V，采用DAC来产生此信号时，应考虑到这个问题。（3）VGA接口时序VGA接口时序是对其实现驱动与控制的关键所在，也是难点所在。难不光难在时序的产生，更多的是在于处理速度上的问题。以下以“VGA工业标准”即640Hz×480Hz@60Hz模式为例进行讲解。60Hz，640×480VGA显示信号时序：V

3、GA控制时序：VGA接口各时序部分时间表：符号含义垂直同步水平同步时间时钟线数时间时钟Ts同步脉冲时间16.7ms417,80051232us800Tdisp显示时间15.36ms384,00048025.6us640Tpw脉冲宽度64us1,60023.84us96Tfp前廊320us8,00010640ns16Tbp后廊928us23,200291.92us48实际的时序如下图：由上面列出的图示与数据可以得知，VGA显示器扫描一屏，垂直扫描有512线，其中480线有效，其它32线位于消隐区，不在可视范围内。水平扫描有800线，其中640线有效，需要写入像素数据，其它160线位于消隐区。什么

4、会有消隐区与无效扫描呢？这与扫描设备的扫描方式是有关的。在一行扫描完毕时，将回到下一行的开头进行新的扫描，这个回置过程是需要一定的时间的。所以需要一个消隐区，使得回置过程不可见。驱动时，一定要严格遵循显示器的扫描顺序与控制时序，否则可能造成显示失真或根本无显示（比如写入的像素落在了消隐区）。（4）单片机驱动VGA显示器的可行性由于单片机达不到很高工作频率，从而使其是否能够满足VGA接口时序成为问题。采用STC增强型51单片机，对其可行性进行分析。STC12系列单片机是1T单片机（工作频率与外部振荡器频率相同），最高可以达到35MHz，这相当于传统51单片机的420MHz（内部12分频），这使得

5、VGA时序的实现成为可能。STC12系列单片机在35MHz的最高频率下，机器周期为约0.029us，与VGA时序相比，行同步与场同步信号的产生是没有问题的。而像素的写入频率为25MHz，即写一个像素值的时间为0.04us。单片机将一个像素值写出，加之单片机内部的寻址与DAC通信，所需要的时间大大长于所规定的像素值写入时间。从而不可能实现单个像素点的数据写入。在同一行里，如果在某一位置写入像素值，那么等到一下次写像素值时，已经跨越了若干个点，因此最终的效果就是显示了一条像素值相同的线。这条线的长度与两次写入像素数据的时间间隔是有关的，如果这个时间间隔超过了行扫描周期，则它会一直被写到下一行去。如

6、果一直都没有新的数据写入，那么整屏都会写入相同的像素值，即为相同的颜色。如果采用DAC来给VGA接口提供颜色信号，那么应该选用速度、精度等参数都满足设计要求的芯片。简单的方法是采用电阻网络，如下图所示：采用8个IO口，串以一定阻值的电阻，从而实现不同的电压输入。经过电阻网络变换后可以使显示器显示256种颜色。（5）其它模式的时序众所周知，VGA显示器并非只有640×480@60Hz这一种模式，还有诸如800×600@60Hz、1024×768@60Hz等很多模式。下面列出所有常用模式的时序：横向纵向模式像素频率有效前同步后有效前同步后（MHz）线数廊脉冲廊线数廊脉冲廊640x480,60Hz2

7、5.17564016964848011231640x480,72Hz31.50064024401284809328640x480,75Hz31.50064016964848011232640x480,85Hz36.00064032481124801325800x600,56Hz38.100800321281286001414800x600,60Hz40.0008004012888600142380