Verilog 编写的基于VGA的动画图像显示

《Verilog 编写的基于VGA的动画图像显示》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、VGA显示动画1功能概述显示器的像素按照从左到右，从上到下的顺序进行刷新。从上到下刷新完一遍称为一帧，屏幕刷新频率就是说屏幕一秒钟能够刷新多少帧，当达到一定的帧数，我们的肉眼也就分辨不出来了，这样我们就看到我们的电脑屏幕，我们在操作的时候是连续的了。运用这些科学原理完成在VGA接口的显示屏上动画功能，是相关技术人员必备的技能之一。动画的概念不同于一般意义上的动画片，它集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、等众多艺术门类于一身的综合艺术。可以理解为使用绘画的手法，创造生命运动的艺术。较规范的定义是采用逐帧拍摄对象并连续播放而形成运动的影像技

2、术。通过把人物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅，再连续形成一系列画面，给视觉造成连续变化的图画。它自19世纪上半叶诞生至今，经过了一个多世纪发展，已经有了较为完善的理论体系和产业体系，电脑科技的高速进步更是使传统动画产业突飞猛进，目前已被广泛应用到商业中。与幻灯和图片不同的是，计算机动画基本原理与电影、电视一样，都是视觉暂留原理。即在前一幅画还没有消失前播放下一幅画，给人造成一种流畅的视觉变化效果。本案例即采用FPGA在VGA接口显示屏上，运用verilog语言在明德扬至简开发板二代实现动画显示效果。本项目功能要求如下：（1

3、）该VGA接口输出的图像分辨率为下列表格中第一种640*480，即帧长为800*525。（2）VGA显示要求：复位后，屏幕中央显示直径为10的蓝色圆点；按下1按键0，圆点图像逐渐变大，直至直径变为400；再按一下按键0，圆点逐渐变小，直到直径为10。此过程要有明显的动画效果。2设计思路VGA显示中，FPGA需要产生5个信号：R、G、B三基色信号，行同步信号HS和场同步信号VS，接口对应孔如下所示：图1VGA信号接口对应像素是产生各种颜色的基本单元。根据物理学中的混色原理，三色发光的亮度比例适当，可呈现白色。适当的调整发光比例可以出现不同的颜

4、色。三基色混色原理示意图如下图所示：图2三基色混色原理颜色黑蓝红紫绿青黄白R00110011G00001111B01010101表1三基色颜色编码上表的RBG一共有8组合，也就是说可以产生8种颜色，但是显示器显示的色彩是非常丰富的，远多于8种颜色。那么，这是如何做到的呢？2对于显示器来说，RGB的三个信号其实是模拟信号，其电平的高低，可以表示颜色的深浅，利用这个原理，就可以产生丰富的色彩。为了控制电压的高低，我们必须用到DA芯片。例如，下图中FPGA产生RGB三种信号，这时RGB都是多位的数字信号。DA芯片根据数字信号的值，产生不同电压的模

5、拟信号rgb。HSVSGgFPGA显示器RrDA转换Bb图3DA芯片工作原理模块划分和信号列表如下：模块划分vga接口计数PLL分频模块屏幕模块顶层模块FPGA顶层模块信号列表信号名I/O位宽说明clkI1系统工作时钟50MHz。rst_nI1系统复位信号，低电平有效。key_enI1按键信号lcd_hsO1行同步信号。lcd_vsO1场/帧同步信号。lcd_rgbO16RBG三基色信号。3PLL分频模块信号列表信号名I/O位宽说明inclk0I1输入工作时钟50MHz。c0O1输出时钟25MHz。VGA接口计数模块信号列表信号名I/O位宽

6、说明clkI1系统工作时钟25MHz。rst_nI1系统复位信号，低电平有效。key_enI1按键信号，按下高电平。hysO1行同步信号。vysO1场/帧同步信号。lcd_rgbO16RBG三基色信号。3程序设计顶层模块代码1modulevga_exec1(2clk,3rst_n,4lcd_hs,5lcd_vs,6lcd_rgb,7key_en8);910parameterPICTURE_W=16;1112inputclk;13inputrst_n;14inputkey_en;15outputlcd_hs;16outputlcd_vs;17

7、output[PICTURE_W:0]lcd_rgb;1819wireclk_0;2021parameterROW_W=10;2223wirelcd_hs;24wirelcd_vs;25wire[PICTURE_W-1:0]lcd_rgb;2627vga_pllmodule_1(428.inclk0(clk),29.c0(clk_0)30);3132vga_drivermodule_6(33.clk(clk_0),34.rst_n(rst_n),35.hys(lcd_hs),36.vys(lcd_vs),37.lcd_rgb(lcd_rgb

8、),38.key_en(key_en)39);40endmoduleVGA计数模块代码1modulevga_driver(2clk,3rst_n,4key_en,5hys,6vy