基于vga显示的逻辑分析仪数字逻辑系统课程毕业设计

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1、基于VGA显示的逻辑分析仪数字逻辑系统课程毕业设计I九江学院学士学位论文目录摘要IAbstractII引言11绪论21.1VGA的背景21.2VGA的发展与应用31.3基于VGA显示的逻辑分析仪的优势31.4论文的结构42基于VGA显示的逻辑分析仪的设计52.1总体方案的设计52.2硬件设计的方案52.3软件设计的方案62.4采用的主要技术72.4.1FPGA72.4.2VHDL语言82.4.3QuartusII7.0开发平台93系统硬件电路设计103.1FPGA最小系统103.1.1配置电路103.1.2时钟及复位电路113.1.3系统电源123.2VGA接口电路1

2、33.2.1VGA接口概述133.2.2VGA接口电路设计143.3其他外围电路1527九江学院学士学位论文3.3.1输入控制电路153.3.2状态显示电路164系统软件设计174.1双口RAM存储模块174.2VGA驱动模块184.2.1VGA时序194.2.2VGA逐行扫描的工作原理194.3波形显示控制模块214.3.1波形数据存储格式214.3.2波形图像显示214.4键盘控制显示模块234.5其他模块235功能调试与测试245.1按键输入与显示245.2系统测试256总结及展望26参考文献27致谢2827九江学院学士学位论文引言20世纪70年代初研制出了微处

3、理器，出现4位和8位总线，传统示波器的双通道输入无法满足8bit的观察。微处理器和存储器的应用需要不同于时域和频域的测试仪器，数域测试仪器——逻辑分析仪应运而生。逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，主要作用在于时序判定，以直观的形式显示出数字系统的运行情况，以便对数字系统进行分析和故障判断。按结构划分，逻辑分析仪大致上可分为独立式（或单机型）逻辑分析仪和需结合计算机的PC-based卡式虚拟逻辑分析仪。独立式逻辑分析仪是将所有的测试软件、运算管理元件以及显示单元，整合在一台仪器之中。独立式逻辑分析仪功能丰富，使用简便，但价格却比较昂贵。基于计算机

4、接口的卡式虚拟逻辑分析仪，使用中需要搭配计算机一起使用，显示屏也与主机分开。虚拟逻辑分析仪虽然以较小的成本提供了相应的性能，但是卡式虚拟逻辑分析仪也有很大缺点，它需要搭配计算机才能使用，操作方式复杂，使虚拟逻辑分析仪的应用难以展开。在逻辑分析仪的设计开发中，也有一些基于单片机，FPGA或DSP芯片设计的逻辑分析仪，其设计思路，基本上采用的是以虚拟逻辑分析仪的模式进行设计。由控制端完成数据的采集，将采集到的数据，上传到计算机，由计算机进行处理和显示。这种设计方案，设计复杂，系统庞大，难以解决系统资源占用多，操作复杂的瓶颈。另外，逻辑分析仪的一些复杂功能，如位数众多的通道

5、、高级协议触发方式、大存储深度，在一般的应用，如51单片机开发、简单的嵌入式系统学习中，很少用到。设计一款性能适中，价格便宜，操作方便的逻辑分析仪，成为目前一个实用的研究方向。VGA显示接口是视频图形阵列（VideoGraphicsArray）接口的简称，是微机系统使用的一种通用显示接口。对于由嵌入式微处理器构成的图像处理系统来说，采用VGA显示输出具有兼容性强，显示内容丰富的优势，而且VGA显示接口具有结构简单，性能可靠，兼容性强，时序容易由微处理器实现的特点。因此，结合VGA显示的逻辑分析仪在嵌入式的数字图像处理系统中有广泛的应用前景。27九江学院学士学位论文1绪

6、论逻辑分析仪作为一种分析数字系统逻辑关系的工具，是现今测试仪器中最有效、最具代表性的仪器。但其相对昂贵的价格，限制了其在普通用户领域中的使用，因而设计一种廉价的，便于实现的逻辑分析仪，支持一般的小型实验室或教育机构进行数字系统的开发、科研活动，具有很大的现实意义。本设计是以满足普通用户或者小型实验室需求为目的，因此，该设计考虑的主要因素就是易于实现和成本的问题，然后再考虑保证满足常用功能的前提下，拓展设计功能，确保使用方便。结合成品逻辑分析仪的特点及日常系统设计开发的需求，本文提出了如下设计方案。本方案不采用常用的基于虚拟逻辑仪的设计方法，而是以台式一体机为设计思路，

7、将信号采集，信号处理，信号显示做成一个系统，特别是数据的显示，采用VGA接口的显示器来完成。逻辑控制，数据处理部分，则由FPGA来完成。而VGA显示器，作为目前最常用的一种显示载体，其功能丰富，应用非常广泛，价格也比较低，用VGA作为显示单元，是一种比较实用和廉价的方案。1.1VGA的背景VGA(VideoGraphicsArray)是IBM在1987年随PS／2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。VGA这个术语常常不论其图形装置，而直接用于指称640×480的分辨率。VGA装置可