fpga 通过vga模块使电脑显示图片

　　对vga模块搞了好几天，vga接口时序不难，就是行计数，列计数，对应到每一个像素上去。这里我先把vga控制模块的程序付上。采用的是小梅哥的程序。屏幕是800X600,配置的时钟是40M.注意改变屏幕尺寸时记得重新配置pll.我就是拿着小梅哥的例子直接用，结果屏幕显示输入信号超出范围。

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*
* LOGIC CORE: VGA驱动模块
* MODULE NAME: VGA_CTRL()
* COMPANY: 芯航线电子工作室
* http://xiaomeige.taobao.com
* author: 小梅哥
* author QQ Group：472607506
* REVISION HISTORY:
*
* Revision 1.0 01/01/2016 Description: Initial Release.
*
* FUNCTIONAL DESCRIPTION:
===========================================================================*/
module VGA_CTRL(
Clk_40M, //系统输入时钟25MHZ
Rst_n, //复位输入，低电平复位
data_in, //待显示数据
hcount, //VGA行扫描计数器
vcount, //VGA场扫描计数器
VGA_RGB, //VGA数据输出
VGA_HS, //VGA行同步信号
VGA_VS, //VGA场同步信号
VGA_BLK, //VGA 场消隐信号
VGA_CLK //VGA DAC输出时钟
);

//----------------模块输入端口----------------
input Clk_40M; //系统输入时钟25MHZ
input Rst_n;
input [23:0]data_in; //待显示数据

//----------------模块输出端口----------------
output [10:0]hcount;
output [9:0]vcount;
output [23:0]VGA_RGB; //VGA数据输出
output VGA_HS; //VGA行同步信号
output VGA_VS; //VGA场同步信号
output VGA_BLK; //VGA 场消隐信号
output VGA_CLK; //VGA DAC输出时钟

//将VGA控制器时钟信号取反输出，作为DAC数据锁存信号
assign VGA_CLK = ~Clk_40M;

//----------------内部寄存器定义----------------
reg [10:0] hcount_r; //VGA行扫描计数器
reg [9:0] vcount_r; //VGA场扫描计数器
//----------------内部连线定义----------------
wire hcount_ov;
wire vcount_ov;
wire dat_act;//有效显示区标定

//VGA行、场扫描时序参数表
parameter VGA_HS_end=10'd127,
hdat_begin=10'd216,
hdat_end=10'd1016,
hpixel_end=11'd1055,
VGA_VS_end=10'd3,
vdat_begin=10'd26,
vdat_end=10'd626,
vline_end=10'd627;

assign hcount=dat_act?(hcount_r-hdat_begin):11'd0;
assign vcount=dat_act?(vcount_r-vdat_begin):10'd0;

//**********************VGA驱动部分**********************
//行扫描
always@(posedge Clk_40M or negedge Rst_n)
if(!Rst_n)
hcount_r<=11'd0;
else if(hcount_ov)
hcount_r<=11'd0;
else
hcount_r<=hcount_r+11'd1;

assign hcount_ov=(hcount_r==hpixel_end);

//场扫描
always@(posedge Clk_40M or negedge Rst_n)
if(!Rst_n)
vcount_r<=10'd0;
else if(hcount_ov) begin
if(vcount_ov)
vcount_r<=10'd0;
else
vcount_r<=vcount_r+10'd1;
end
else
vcount_r<=vcount_r;

assign vcount_ov=(vcount_r==vline_end);

//数据、同步信号输出
assign dat_act=((hcount_r>=hdat_begin)&&(hcount_r<hdat_end))
&&((vcount_r>=vdat_begin)&&(vcount_r<vdat_end));

assign VGA_BLK = dat_act;

assign VGA_HS=(hcount_r>VGA_HS_end);
assign VGA_VS=(vcount_r>VGA_VS_end);
assign VGA_RGB=(dat_act)?data_in:24'h000000;

endmodule

接下来是图片的处理，我选着了一张自己喜欢的图片，从jpg->bmp->mif文件，也是费了一点功夫。而且bmp文件应再处理一次，我把像素变为100X56，rgb888格式。这样配置rom时可以节省不少资源（也可以配置成rgb565）。但还是最后用了46%的存储资源,我用的芯片是ep4cf10c8n.

rom和pll的配置大家自己去弄。

接下来是图片数据如何输入到屏幕上。这个方法是在规定的像素点，对应的去读取相应地址rom的数据。

接下来我贴一下代码。

module imgdata_send(
Clk,
Rst_n,

hcount,//行
vcount,//列
data_in

);

input Clk;
input Rst_n;

input [10:0]hcount;
input [9:0]vcount;

output [23:0]data_in;


wire img_ack;//图片数据使能

localparam img_h = 100,//图片横向像素电个数。
img_v = 56,//图片竖向像素电个数。
vga_hm=800,//屏幕横向像素电个数
vga_vm= 600,//屏幕竖向像素电个数

img_hbegin = 250,//图片显示横向初始位置

reg [13:0]addr;     //rom的地址
wire [23:0]img_data;   //地址的内容

vga_rom vga_rom(
.address(addr),
.clock(Clk),
.q(img_data)
);

assign img_ack = ((hcount >= img_hbegin && hcount < img_hbegin + img_h)|| && (vcount >= img_vbegin && vcount < img_vbegin + img_v))?1'b1:1'b0;     //我们想要图片显示位置区域内，信号为高

always@(posedge Clk or negedge Rst_n)
if(!Rst_n)
addr <= 14'd0;  //初始化
else if(img_ack)
addr <= ((hcount - img_hbegin) + (vcount - img_vbegin)*img_h);//计算地址，
else
addr <= 14'd0;

assign data_in = img_ack ? img_data : 24'h0;//数据赋值

endmodule

下面是效果。原图我找不到了，只能用bmp文件再一次转为png文件。所以图片很小。

下面是编译之后的顶层文件netlist  viewer.一开始我还很担心vga_ctrl模块与rom模块形成一个反馈，但是发现担心是多余的。接下来我当时学习一下sdrom模块的使用。如何让电脑显示更清晰的图片。

附上顶层模块描述：

module vga_top(
Clk,
Rst_n,
VGA_RGB,
VGA_HS,
VGA_VS,
VGA_BLK,
VGA_CLK

);

input Clk;
input Rst_n;
output [23:0]VGA_RGB;
output VGA_HS;
output VGA_VS;
output VGA_BLK;
output VGA_CLK;

wire Clk_40M;
wire [10:0]hcount;
wire [9:0]vcount;
wire [23:0]data_in;
VGA_CTRL VGA_CTRL(
.Clk_40M(Clk_40M), //系统输入时钟25MHZ
.Rst_n(Rst_n), //复位输入，低电平复位
.data_in(data_in), //待显示数据
.hcount(hcount), //VGA行扫描计数器
.vcount(vcount), //VGA场扫描计数器
.VGA_RGB(VGA_RGB), //VGA数据输出
.VGA_HS(VGA_HS), //VGA行同步信号
.VGA_VS(VGA_VS), //VGA场同步信号
.VGA_BLK(VGA_BLK), //VGA 场消隐信号
.VGA_CLK (VGA_CLK) //VGA DAC输出时钟
);

imgdata_send imgdata_send(
.Clk(Clk),
.Rst_n(Rst_n),
.hcount(hcount),
.vcount(vcount),
.data_in(data_in)

);

vga_pll vga_pll(
.inclk0(Clk),
.c0(Clk_40M)
);

endmodule