FPGA+MCU實現VGA圖象信號發生器

　　VGA 接口采用非對稱分布的15pin 連接方式，其工作原理是將顯存內以數字格式存儲的圖像( 幀) 信號在RAMDAC 里經過模擬調制成模擬高頻信號，然后進行輸出顯示，這樣VGA信號就不必像其它視頻信號那樣還要經過矩陣解碼電路的換算。從視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過程是最短的，所以VGA 接口擁有許多的優點，如無串擾、無電路合成分離損耗等。視頻輸出與VGA 接口如圖7。

　　4.3 模式控制與顯示部分設計

　　為了實現人機對話，模式控制與顯示即人機接口的設計，選用LCD顯示器和矩陣鍵盤，使接口和顯示更加友好。要求能根據鍵盤掃描結果，控制不同的圖象信號輸出，并進行相應的功能顯示。采用單片機89S51作為控制器，對鍵盤模塊和功能顯示模塊進行控制。用C語言編程，對鍵盤進行掃描和液晶顯示模塊的控制。當然也可以對FPGA器件編程，實現對鍵盤模塊和功能顯示模塊的控制。但需占用FPGA器件的邏輯資源，會對定制圖像信息的存儲空間造成影響。

　　本設計采用4×4矩陣式鍵盤，行、列線占用單片機8個I/O口資源，鍵盤掃描過程是列掃描行輸出，逐列掃描，讀取鍵值，根據讀回的值判斷所按鍵的位置，按鍵消抖采用延時消抖方式，根據鍵值跳轉執行相應功能程序。顯示器采用TS-12864-3液晶顯示屏，由單片機控制及驅動，顯示系統當前工作狀態等信息。

　　5、結束語

　　本文設計的基于FPGA的數字圖像實時生成系統，可以實現各種數字、文字、彩條、ROM圖像信號輸出。其圖像顯示控制器的系統處理耗時小于20ms，完全達到了實時要求(50場/秒)。所進行的原理試驗取得了良好的效果。

　　本設計還可以作一些擴展，如添加語音處理電路，實現圖像輸出時同步輸出語音;還可以外接大容量存儲器，采用8位二進制數據表示R、G、B三基色，實現256色輸出，使顯示的圖像色彩更加豐富。