• 基于FPGA的VGA显示彩条、字符、图片

    目录

    一、VGA介绍

    (一) VGA协议

    (二) VGA端口介绍

    (三) 色彩原理

    (四)VGA显示原理

    VGA通信协议：

     VGA时序解析

     时钟分频

    二、实现

    ​1.彩条显示

    2.字符显示

    3.图片显示

    三、代码

     1.vga驱动模块

     2.显示数据生成模块

     3.按键消抖模块

     4.顶层模块

    四、效果

    RTL视图

    顶层​编辑

     vga_drive​编辑

     data_drive

     视频

    ​五 、参考

    一、VGA介绍

    (一) VGA协议

    什么是VGA？VGA不是用来显示的那块屏幕，而是用来传输信号的接口。VGA全称是Video Graphics Array，即视频图形阵列，是模拟信号的一种视频传输标准。不⽀持热插拔，不⽀持⾳频传输。对于⼀些嵌⼊式VGA显示系统，可以在不使⽤VGA显卡和计算机的 情况下，实现VGA图像的显示和控制。VGA显示器具有成本低、结构简单、应⽤灵活的优点。

    (二) VGA端口介绍

    VGA端口是视频输出端口，端口一共包含15个管脚，如下图

     VGA接口是一种D型接口，上面共有15针孔，分成三排，每排五个。 其中，除了2根NC（Not Connect)信号、3根显示数据总线和5个GND信号，比较重要的是3根RGB彩色分量信号和2根扫描同步信号HSYNC和VSYNC针。VGA接口中彩色分量采用RS343电平标准。RS343电平标准的峰值电压为1V。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，多数的显卡都带有此种接口。有些不带VGA接口而带有DVI(Digital Visual Interface数字视频接口）接口的显卡，也可以通过一个简单的转接头将DVI接口转成VGA接口，通常没有VGA接口的显卡会附赠这样的转接头。

    在通常使用的连接方法里面，15个管脚里面的5个是最重要的，他们包括3个基本红、绿、蓝三条基本色彩和水平与垂直两条控制线。

     大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D两次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于连接液晶之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。
    而且可以从接口处来判断显卡是独显还是集成显卡，VGA接口竖置的说明是集成显卡，VGA接口横置说明是独立显卡（一般的台式主机都可以用此方法来查看）。


    (三) 色彩原理

    三基⾊是指通过其他颜⾊的混合⽆法得到的“基本 ⾊”由于⼈的⾁眼有感知红、绿、蓝三种不同颜⾊的锥体细胞，因此⾊彩空间通常可以由三种基本⾊来表达

    设计RGB信号时，既可以R信号、G信号和B信号独⽴的赋值，最后连到端⼝上，也可以直接⽤RGB当做⼀个整体信号，RGB信号在使⽤时的位宽有三种常见格式，以你的VGA解码芯⽚的配置有关。

    1. RGB_8，R：G：B = 3：3：2，即RGB332
    2. RGB_16，R：G：B = 5：6：5，即RGB565
    3. RGB_24，R：G：B = 8：8：8，即RGB888

    依次对应8、16、24位位宽，位宽越高，图像越清晰

     (四)VGA显示原理

    VGA通过引脚的模拟电压(0V-0.714V)显示红绿蓝三种颜色，不同的电压值对应不同的颜色。
    VGA驱动显示器用的是扫描的方式，一般是逐行扫描。
    逐行扫描是扫描从屏幕左上角一点开始，从左像右逐点扫描，每扫描完一行,电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置，在这期间，CRT对电子束进行消隐，每行结束时，用行同步信号进行同步；
    当扫描完所有的行，形成一帧后，用场同步信号进行场同步，并使扫描回到屏幕左上方，同时进行场消隐,开始下一帧。
    FPGA芯片驱动VGA显示，需要先产生模拟信号，这就要借助数模转换器D/A，利用D/A产生模拟信号，输出至VGA的RED、GREEN、BLUE基色数据线。另一种方法是利用电阻网络分流模拟D/A实现的。
    具体颜色对应的电压值：

     利用电阻网络分流模拟D/A:

    参考：https://blog.csdn.net/qq_40147893/article/details/108342484

    VGA通信协议：

    VS:帧时序

    帧时序的四个部分别是:同步脉冲(Sync o)、显示后沿(Back porch p)、显示时序段(Display interval q)和显示前沿(Front porchr)。其中同步脉冲(Sync o)、显示后沿(Back porch p)和显示前沿(Front porch r)是消隐区，RGB信号无效，屏幕不显示数据。显示时序段(Display interval q)是有效数据区。

    HS:行时序 

    行时序的四个部分分别是:同步脉冲(Sync a)、显示后沿(Back porch b)、显示时序(Display interval c)和显示前沿(Front porchd)。其中同步脉冲(Sync a)、显示后沿(Back porch b)和显示前沿(Front porch d)是消隐区，RGB信号无效，屏幕不显示数据。显示时序段(Display interval c)是有效数据区。

     VGA时序解析

    不同分辨率对应参数

     时钟分频

    举例：分别使用640×480 60HZ和800×600 72HZ,对应时钟分别为25M和50M,需要使用PLL进行分频 时钟频率 = 行帧长 × 列帧长 * 刷新率,640 ×480 60HZ对应时钟频率= 800 ×525 × 60 = 25.2M，1040x666x72=49.9M

    二、实现

    IP核里面找到ALTPLL

    基础时钟选择50M

     取消勾选输出使能

     c0默认输出50M即可,c1分频到25M,如需其他时钟频率可以自己进行设置

     勾选如下选项后finish 

     1.彩条显示

    根据当前行地址判断需要显示的颜色即可。

    2.字符显示

    在子模提取工具里面输入需要显示的字符并设置字符大小为64*64，点阵大小为64*64

     然后点击文件-另存为，把图片保存为BMP图片

     再点击文件-打开，把保存的BMP图片打开得到整体的字符

     再点击选项按如下参数设置

    最后点击生成字符并保存字符为文本文件

     最后得到字符如下

     把得到的字符在verilog里面使用即可

     注意：char_line[0]这一行全赋值为0，也就是说增加了第一行0，其余不变

    之所以要转变成BMP图片格式，是因为否则生成的都是单个字模，位数会不统一，为了位数长度统一，代码中384=64*6，也就是一个字符宽度64，因为显示6个字符，因此位宽384

     3.图片显示

    原图：

     使用工具BMP2MifV1.0把图片转为HEX文件

    在转换图片之前需要先修改图片的格式，使用电脑自带的画图软件打开此图片

    点击重新调整大小

    点击文件-另存为 

     注意：保存类型一定要选择为24位位图(*.bmp;*.dib)，否则加载不成功

    然后开始转换  

     选择输出图像格式RGB565   文件类型Hex

     转换完成得到dongman.hex，内容如图

    由于图片数据太多需要使用ROM来存储数据

     设置位宽度为16位，大小为图片大小128×78 = 9984

     取消勾选下列选项

    找到刚才生成的dongman.hex文件 

    勾选以下选项后直接finsh即可

    数据的读取和使用参考后面的代码部分

    三、代码

    基于EP4CE6F17C8型号芯片

     1.vga驱动模块

    1. module vga_dirve (input			wire						clk,            //系统时钟
    2.                   input			wire						rst_n,          //复位
    3.                   input			wire		[ 15:0 ]		rgb_data,       //16位RGB对应值
    4.                   output			wire							vga_clk,    //vga时钟 25M
    5.                   output			reg							h_sync,     //行同步信号
    6.                   output			reg							v_sync,     //场同步信号
    7.                   output			reg		[ 11:0 ]				addr_h, //行地址
    8.                   output			reg		[ 11:0 ]				addr_v,  //列地址
    9.                   output			wire		[ 4:0 ]				rgb_r,  //红基色
    10.                   output			wire		[ 5:0 ]				rgb_g,  //绿基色
    11.                   output			wire		[ 4:0 ]				rgb_b  //蓝基色
    12. );
    13.  
    14. // 640 * 480 60HZ
    15. localparam	 H_FRONT = 16; // 行同步前沿信号周期长
    16. localparam	 H_SYNC  = 96; // 行同步信号周期长
    17. localparam	 H_BLACK = 48; // 行同步后沿信号周期长
    18. localparam	 H_ACT   = 640; // 行显示周期长
    19. localparam	 V_FRONT = 11; // 场同步前沿信号周期长
    20. localparam	 V_SYNC  = 2; // 场同步信号周期长
    21. localparam	 V_BLACK = 31; // 场同步后沿信号周期长
    22. localparam	 V_ACT   = 480; // 场显示周期长
    23.  
    24. // 800 * 600 72HZ
    25. // localparam	 H_FRONT = 40; // 行同步前沿信号周期长
    26. // localparam	 H_SYNC  = 120; // 行同步信号周期长
    27. // localparam	 H_BLACK = 88; // 行同步后沿信号周期长
    28. // localparam	 H_ACT   = 800; // 行显示周期长
    29. // localparam	 V_FRONT = 37; // 场同步前沿信号周期长
    30. // localparam	 V_SYNC  = 6; // 场同步信号周期长
    31. // localparam	 V_BLACK = 23; // 场同步后沿信号周期长
    32. // localparam	 V_ACT   = 600; // 场显示周期长
    33.  
    34.  
    35. localparam	H_TOTAL = H_FRONT + H_SYNC + H_BLACK + H_ACT; // 行周期
    36. localparam	V_TOTAL = V_FRONT + V_SYNC + V_BLACK + V_ACT; // 列周期
    37.  
    38. reg			[ 11:0 ]			cnt_h			; // 行计数器
    39. reg			[ 11:0 ]			cnt_v			; // 场计数器
    40. reg			[ 15:0 ]			rgb			; // 对应显示颜色值
    41.  
    42. // 对应计数器开始、结束、计数信号
    43. wire							flag_enable_cnt_h			;
    44. wire							flag_clear_cnt_h			;
    45. wire							flag_enable_cnt_v			;
    46. wire							flag_clear_cnt_v			;
    47. wire							flag_add_cnt_v  			;
    48. wire							valid_area      			;
    49.  
    50.  
    51. // 25M时钟 行周期*场周期*刷新率 = 800 * 525* 60
    52. wire							clk_25			;
    53. // 50M时钟 1040 * 666 * 72
    54. wire							clk_50			;
    55. //PLL
    56. pll	pll_inst (
    57. 	.areset ( ~rst_n ),
    58. 	.inclk0 ( clk ),
    59. 	.c0 ( clk_50 ), //50M
    60. 	.c1 ( clk_25 ), //25M
    61. 	);
    62. //根据不同分配率选择不同频率时钟
    63. assign vga_clk = clk_25;
    64.  
    65.  
    66. // 行计数
    67. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    68.     if ( !rst_n ) begin
    69.         cnt_h <= 0;
    70.     end
    71.     else if ( flag_enable_cnt_h ) begin
    72.         if ( flag_clear_cnt_h ) begin
    73.             cnt_h <= 0;
    74.         end
    75.         else begin
    76.             cnt_h <= cnt_h + 1;
    77.         end
    78.     end
    79.     else begin
    80.         cnt_h <= 0;
    81.     end
    82. end
    83. assign flag_enable_cnt_h = 1;
    84. assign flag_clear_cnt_h  = cnt_h == H_TOTAL - 1;
    85.  
    86. // 行同步信号
    87. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    88.     if ( !rst_n ) begin
    89.         h_sync <= 0;
    90.     end
    91.     else if ( cnt_h == H_SYNC - 1 ) begin // 同步周期时为1
    92.         h_sync <= 1;
    93.     end
    94.         else if ( flag_clear_cnt_h ) begin // 其余为0
    95.         h_sync <= 0;
    96.         end
    97.     else begin
    98.         h_sync <= h_sync;
    99.     end
    100. end
    101.  
    102. // 场计数
    103. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    104.     if ( !rst_n ) begin
    105.         cnt_v <= 0;
    106.     end
    107.     else if ( flag_enable_cnt_v ) begin
    108.         if ( flag_clear_cnt_v ) begin
    109.             cnt_v <= 0;
    110.         end
    111.         else if ( flag_add_cnt_v ) begin
    112.             cnt_v <= cnt_v + 1;
    113.         end
    114.         else begin
    115.             cnt_v <= cnt_v;
    116.         end
    117.     end
    118.     else begin
    119.         cnt_v <= 0;
    120.     end
    121. end
    122. assign flag_enable_cnt_v = flag_enable_cnt_h;
    123. assign flag_clear_cnt_v  = cnt_v == V_TOTAL - 1;
    124. assign flag_add_cnt_v    = flag_clear_cnt_h;
    125.  
    126. // 场同步信号
    127. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    128.     if ( !rst_n ) begin
    129.         v_sync <= 0;
    130.     end
    131.     else if ( cnt_v == V_SYNC - 1 ) begin
    132.         v_sync <= 1;
    133.     end
    134.         else if ( flag_clear_cnt_v ) begin
    135.         v_sync <= 0;
    136.         end
    137.     else begin
    138.         v_sync <= v_sync;
    139.     end
    140. end
    141.  
    142. // 对应有效区域行地址 1-640
    143. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    144.     if ( !rst_n ) begin
    145.         addr_h <= 0;
    146.     end
    147.     else if ( valid_area ) begin
    148.         addr_h <= cnt_h - H_SYNC - H_BLACK + 1;
    149.     end
    150.     else begin
    151.         addr_h <= 0;
    152.     end
    153. end
    154. // 对应有效区域列地址 1-480
    155. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    156.     if ( !rst_n ) begin
    157.         addr_v <= 0;
    158.     end
    159.     else if ( valid_area ) begin
    160.         addr_v <= cnt_v -V_SYNC - V_BLACK + 1;
    161.     end
    162.     else begin
    163.         addr_v <= 0;
    164.     end
    165. end
    166. // 有效显示区域
    167. assign valid_area = cnt_h >= H_SYNC + H_BLACK && cnt_h <= H_SYNC + H_BLACK + H_ACT && cnt_v >= V_SYNC + V_BLACK && cnt_v <= V_SYNC + V_BLACK + V_ACT;
    168.  
    169.  
    170. // 显示颜色
    171. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    172.     if ( !rst_n ) begin
    173.         rgb <= 16'h0;
    174.     end
    175.     else if ( valid_area ) begin
    176.         rgb <= rgb_data;
    177.     end
    178.     else begin
    179.         rgb <= 16'b0;
    180.     end
    181. end
    182. assign rgb_r = rgb[ 15:11 ];
    183. assign rgb_g = rgb[ 10:5 ];
    184. assign rgb_b = rgb[ 4:0 ];
    185.  
    186. endmodule // vga_dirve
    187.

     2.显示数据生成模块

    1. module data_drive (input			wire						vga_clk,
    2.                    input			wire						rst_n,
    3.                    input			wire		[ 11:0 ]		addr_h,
    4.                    input			wire		[ 11:0 ]		addr_v,
    5.                    input			wire		[ 2:0 ]		 key,
    6.                    output			reg		[ 15:0 ]				rgb_data);
    7.  
    8. localparam	red    = 16'd63488;
    9. localparam	orange = 16'd64384;
    10. localparam	yellow = 16'd65472;
    11. localparam	green  = 16'd1024;
    12. localparam	blue   = 16'd31;
    13. localparam	indigo = 16'd18448;
    14. localparam	purple = 16'd32784;
    15. localparam	white  = 16'd65503;
    16. localparam	black  = 16'd0;
    17. reg [ 383:0 ] char_line[ 64:0 ];
    18.  
    19. localparam	states_1 = 1; // 彩条
    20. localparam	states_2 = 2; // 字符
    21. localparam	states_3 = 3; // 图片
    22.  
    23. parameter	height = 78; // 图片高度
    24. parameter	width  = 128; // 图片宽度
    25. reg			[ 1:0 ]			states_current			; // 当前状态
    26. reg			[ 1:0 ]			states_next			    ; // 下个状态
    27. reg			[ 13:0 ]		rom_address				; // ROM地址
    28. wire			[ 15:0 ]		rom_data				; // 图片数据
    29.  
    30. wire							flag_enable_out1			; // 文字有效区域
    31. wire							flag_enable_out2			; // 图片有效区域
    32. wire							flag_clear_rom_address		; // 地址清零
    33. wire							flag_begin_h			    ; // 图片显示行
    34. wire							flag_begin_v			    ; // 图片显示列
    35.  
    36. //状态转移
    37. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    38.     if ( !rst_n ) begin
    39.         states_current <= states_1;
    40.     end
    41.     else begin
    42.         states_current <= states_next;
    43.     end
    44. end
    45.  
    46. //状态判断
    47. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    48.     if ( !rst_n ) begin
    49.         states_next <= states_1;
    50.     end
    51.     else if ( key[ 0 ] ) begin
    52.         states_next <= states_1;
    53.     end
    54.         else if ( key[ 1 ] ) begin
    55.         states_next <= states_2;
    56.         end
    57.         else if ( key[ 2 ] ) begin
    58.         states_next <= states_3;
    59.         end
    60.     else begin
    61.         states_next <= states_next;
    62.     end
    63. end
    64.  
    65. //状态输出
    66. always @( * ) begin
    67.     case ( states_current )
    68.         states_1 : begin
    69.             if ( addr_h == 0 ) begin
    70.                 rgb_data = black;
    71.             end
    72.             else if ( addr_h >0 && addr_h <81 ) begin
    73.                 rgb_data = red;
    74.             end
    75.             else if ( addr_h >80 && addr_h <161 ) begin
    76.                 rgb_data = orange;
    77.             end
    78.             else if ( addr_h >160 && addr_h <241 ) begin
    79.                 rgb_data = yellow;
    80.             end
    81.             else if ( addr_h >240 && addr_h <321 ) begin
    82.                 rgb_data = green;
    83.             end
    84.             else if ( addr_h >320 && addr_h <401 ) begin
    85.                 rgb_data = blue;
    86.             end
    87.             else if ( addr_h >400 && addr_h <481 ) begin
    88.                 rgb_data = indigo;
    89.             end
    90.             else if ( addr_h >480 && addr_h <561 ) begin
    91.                 rgb_data = purple;
    92.             end
    93.             else if ( addr_h >560 && addr_h <641 ) begin
    94.                 rgb_data = white;
    95.             end
    96.             else begin
    97.                 rgb_data = black;
    98.             end
    99.             
    100.         end
    101.         states_2 : begin
    102.             if ( flag_enable_out1 ) begin
    103.                 rgb_data = char_line[ addr_v-208 ][ 532 - addr_h ]? white:black;
    104.             end
    105.             else begin
    106.                 rgb_data = black;
    107.             end
    108.         end
    109.         states_3 : begin
    110.             if ( flag_enable_out2 ) begin
    111.                 rgb_data = rom_data;
    112.             end
    113.             else begin
    114.                 rgb_data = black;
    115.             end
    116.             
    117.         end
    118.         default: begin
    119.             case ( addr_h )
    120.                 0 : rgb_data      = black;
    121.                 1 : rgb_data      = red;
    122.                 81 : rgb_data     = orange;
    123.                 161: rgb_data     = yellow;
    124.                 241: rgb_data     = green;
    125.                 321: rgb_data     = blue;
    126.                 401: rgb_data     = indigo;
    127.                 481: rgb_data     = purple;
    128.                 561: rgb_data     = white;
    129.                 default: rgb_data = rgb_data;
    130.             endcase
    131.         end
    132.     endcase
    133. end
    134.  
    135. assign flag_enable_out1 = states_current == states_2 && addr_h > 148 && addr_h < 533 && addr_v > 208  && addr_v < 273 ;
    136. assign flag_begin_h     = addr_h > ( ( 640 - width ) / 2 ) && addr_h < ( ( 640 - width ) / 2 ) + width + 1;
    137. assign flag_begin_v     = addr_v > ( ( 480 - height )/2 ) && addr_v <( ( 480 - height )/2 ) + height + 1;
    138. assign flag_enable_out2 = states_current == states_3 && flag_begin_h && flag_begin_v;
    139.  
    140. //ROM地址计数器
    141. always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    142.     if ( !rst_n ) begin
    143.         rom_address <= 0;
    144.     end
    145.     else if ( flag_clear_rom_address ) begin //计数满清零
    146.         rom_address <= 0;
    147.     end
    148.         else if ( flag_enable_out2 ) begin  //在有效区域内+1
    149.         rom_address <= rom_address + 1;
    150.         end
    151.     else begin  //无效区域保持
    152.         rom_address <= rom_address;
    153.     end
    154. end
    155. assign flag_clear_rom_address = rom_address == height * width - 1;
    156.  
    157. //初始化显示文字
    158. always@( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    159.     if ( !rst_n ) begin
    160.         char_line[ 0 ]  = 384'h000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
    161.         char_line[ 1 ]  = 384'h000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
    162.         char_line[ 2 ]  = 384'h000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
    163.         char_line[ 3 ]  = 384'h000000000000000000000002000000000000000000000000000000300000000000000000000000000000000000000000;
    164.         char_line[ 4 ]  = 384'h0000000000000000000000078000000000000800000004000000001E0000000000000000000100000000200000800000;
    165.         char_line[ 5 ]  = 384'h000000000000000000000007C000000000000E00000003000000000F80000000000180000003800000003C0000E00000;
    166.         char_line[ 6 ]  = 384'h000000000000000000000007E000000000000F80000003C000000007C00000000001FFFFFFFFE00000003F0000F80000;
    167.         char_line[ 7 ]  = 384'h00000000000000000000000F8000000000000F00000003C000000003E00000000001FFFFFFFFE00000003E0000F00000;
    168.         char_line[ 8 ]  = 384'h00000000000000000000000FC000000000000E000000038000000003E00000000001E0000003C00000003C0000E00000;
    169.         char_line[ 9 ]  = 384'h00000000000008000000001F4000000000000E000000038000600001E00000000001E0000003C00000003C0000E00000;
    170.         char_line[ 10 ] = 384'h0000000000001C000000001E6000000000000E000000038000600000C00002000001E0000003C00000003C0000E00000;
    171.         char_line[ 11 ] = 384'h0000000000003E000000003E3000000000000E003000038000600000C00007000001E0000003C00000003C0000E00000;
    172.         char_line[ 12 ] = 384'h01FFFFFFFFFFFF000000003C3800000000000E0078300380007FFFFFFFFFFF800001E0000003C00000003C0000E00000;
    173.         char_line[ 13 ] = 384'h00FFFFFFFFFFFF8000000078180000000FFFFFFFFC3C0380007FFFFFFFFFFFC00001FFFFFFFFC00000003C0000E00000;
    174.         char_line[ 14 ] = 384'h0060000000000000000000F80C00000007FFFFFFFE3E038000E0000000000FE00001FFFFFFFFC00000803C0000E00000;
    175.         char_line[ 15 ] = 384'h0000000000000000000000F00E00000000000E00003E038000E0018000000F800001E0000003C00000E03C0000E00000;
    176.         char_line[ 16 ] = 384'h0000000000000000000001E00700000000000E00003C038001E001C000001E000001E0000003C00000F83C0000E00400;
    177.         char_line[ 17 ] = 384'h0000000000000000000003E00380000000000E00003C038003E001F000001C000001E0000003C00000F03C0C00E00700;
    178.         char_line[ 18 ] = 384'h0000000000000000000003C003C0000000000E00003C038003E003F8000030000001E0000003C00000F03C0FFFFFFF80;
    179.         char_line[ 19 ] = 384'h00000000000000000000078001E0000000000E00003C038007C007E0000060000001E0000003C00000F03C0FFFFFFF80;
    180.         char_line[ 20 ] = 384'h000000000000000000000F0000F0000000000E00403C0380078007C0003040000001FFFFFFFFC00000F03C0E00E00F00;
    181.         char_line[ 21 ] = 384'h000000000000000000001E000078000000400E00603C038000000FFFFFF800000001FFFFFFFFC00000F03C0E00E00F00;
    182.         char_line[ 22 ] = 384'h000000000000000000003E02003E0000007FFFFFF03C038000000FFFFFFC00000001E0000003C00000F03C0E00E00F00;
    183.         char_line[ 23 ] = 384'h000000000000000000007C03801F0000007FFFFFF83C038000001F00007E00000001E0000003800000F03C0E00E00F00;
    184.         char_line[ 24 ] = 384'h00000000000000000000F803E01FC00000700E00F03C038000003C8000F000000001C0000002030000F03C0E00E00F00;
    185.         char_line[ 25 ] = 384'h00000000000000000001E003E007E00000700E00E03C0380000078C001E00000000000000000078000F03C0E00E00F00;
    186.         char_line[ 26 ] = 384'h00000000000000000003C003C003F80000700E00E03C03800000706003C000000000000000000FC000F03C0E00E00F00;
    187.         char_line[ 27 ] = 384'h000000000000000000078003C001FF0000700E00E03C03800000E030078000001FFFFFFFFFFFFFE000F03C0E00E00F00;
    188.         char_line[ 28 ] = 384'h0000000000000000000F0003C000FFE000700E00E03C03800001C0180F0000000FFFFFFFFFFFFFF000F03C0E00E00F00;
    189.         char_line[ 29 ] = 384'h0000000000000000001C0003C0007FF800700E00E03C03800003800C1E000000000F001E0000000000F03C0E00E00F00;
    190.         char_line[ 30 ] = 384'h000000000001000000780003C0001FE000700E00E03C03800007000F3C000000000F001E0000000000F0380E00E00F00;
    191.         char_line[ 31 ] = 384'h000000000003800000E00003C0000F8000700E00E03C0380000E0007F8000000000F001E0000080000F0380E00E00F00;
    192.         char_line[ 32 ] = 384'h000000000007C00003800003C000030000700E00E03C0380001C0003F0000000000F001E00000C0000F0380E00E00F00;
    193.         char_line[ 33 ] = 384'h001FFFFFFFFFE0000E000003C000000000700E00E03C038000300001F0000000000F001FFFFFFF0000F0380E00E00F00;
    194.         char_line[ 34 ] = 384'h000FFFFFFFFFF00038000003C000000000700E00E03C038000600007FC000000000FFFFEFFFFFF8000F0380E00E00F00;
    195.         char_line[ 35 ] = 384'h000600000000000000000003C000000000700E00E03C03800080000FBF000000000FFFFE44001E0000F0380E00E00F00;
    196.         char_line[ 36 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000700E00E03C03800000003E0FC00000000F001E04003C0000F0380E00E00F00;
    197.         char_line[ 37 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000701E7FE03C03800000007C03F80000000F001E06003C0000F0380E00E00F00;
    198.         char_line[ 38 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000703E0FE03C0380000001F001FF0000000F001E0200380000F0780E00E00F00;
    199.         char_line[ 39 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000703E07C03C0380000007C0007FF800000F001E0300780000F0780E00E00F00;
    200.         char_line[ 40 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000607F03803C038000001F00001FFFF8000F001E0300700000F0700E00E00F00;
    201.         char_line[ 41 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000007F82003C038000007C000007FFF0000FFFFE0180F00000F0700E00E00F00;
    202.         char_line[ 42 ] = 384'h000000000000000000000003C00000000000FEE0003C03800001F000000EFFC0000FFFFE0180E00000F0700E00E00F00;
    203.         char_line[ 43 ] = 384'h000000000000000000000003C00000000001EE38003C0380000FFFFFFFFF1F80000F001E01C1E00000C0F00E00E00F00;
    204.         char_line[ 44 ] = 384'h000000000000000000000003C00000000003CE1E003C0380007E7FFFFFFF8300000F001E00C1C0000000E00E00E00F00;
    205.         char_line[ 45 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000038E0F003C038003E07800000F0000000F001E00E3C0000000E00E00E00F00;
    206.         char_line[ 46 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000070E07C03C03801E007800000E0000000F001E006780000001E00E00E7FF00;
    207.         char_line[ 47 ] = 384'h000000000000000000000003C0000000000E0E03E03C038000007800000E0000000F001E1C7700000001C00E00E1FE00;
    208.         char_line[ 48 ] = 384'h000000000000000000000003C0000000001C0E01F03C038000007800000E0000000F001FF03F00000001C00E00E07E00;
    209.         char_line[ 49 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000380E00F830038000007800000E0000000F00FF803E00000003800C00E03C00;
    210.         char_line[ 50 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000700E007800038000007800000E0000000F3FFE001E00000003800800E01800;
    211.         char_line[ 51 ] = 384'h000000000000018000000003C000000000E00E007800038000007800000E0000000FFFDE003F00000007000000E00000;
    212.         char_line[ 52 ] = 384'h00000000000003C000000003C000000000C00E003800038000007800000E000000FFFC1E00778000000E000000E00000;
    213.         char_line[ 53 ] = 384'h00000000000007E000000003C000000001800E001000038000007800000E00000FFFC01E00E3C000000E000000E00000;
    214.         char_line[ 54 ] = 384'h3FFFFFFFFFFFFFF000000003C000000003000E000000038000007800000E000007FE001E01C3F000001C000000E00000;
    215.         char_line[ 55 ] = 384'h1FFFFFFFFFFFFFF800000003C00000000E000E000000038000007800000E000007E0001E0380FC000038000000E00000;
    216.         char_line[ 56 ] = 384'h0C0000000000000000000003C000000018000E00000FCF8000007FFFFFFE00000380001E07007F000070000000E00000;
    217.         char_line[ 57 ] = 384'h000000000000000000000003C000000030000E000007FF8000007FFFFFFE00000200001E0E003FF800E0000000E00000;
    218.         char_line[ 58 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000000E000001FF8000007800000E00000000001E18001FE001C0000000E00000;
    219.         char_line[ 59 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000000E0000007F0000007800000E00000000001E700007800300000000E00000;
    220.         char_line[ 60 ] = 384'h000000000000000000000003C000000000000E0000001E0000007000000C00000000001EC00003000600000000E00000;
    221.         char_line[ 61 ] = 384'h0000000000000000000000030000000000000E0000000C0000004000000000000000001F800000000800000000E00000;
    222.         char_line[ 62 ] = 384'h000000000000000000000002000000000000080000000000000000000000000000000010000000000000000000800000;
    223.         char_line[ 63 ] = 384'h000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
    224.         char_line[ 64 ] = 384'h000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
    225.     end
    226. end
    227.  
    228. //实例化ROM
    229. ROM1_port	ROM1_port_inst (
    230. .address ( rom_address ),
    231. .clock ( vga_clk ),
    232. .q ( rom_data )
    233. );
    234. endmodule // data_drive
    235.

     3.按键消抖模块

    1. module key_debounce(
    2. 	input 	wire	clk,
    3. 	input 	wire 	rst_n,
    4. 	input 	wire 	key,
    5. 	
    6. 	output 	reg 	flag,// 0抖动, 1抖动结束
    7. 	output 	reg	key_value//key抖动结束后的值
    8. );
    9.  
    10. parameter MAX_NUM = 20'd1_000_000;
    11.  
    12. reg [19:0] delay_cnt;//1_000_000
    13.  
    14. reg key_reg;//key上一次的值
    15.  
    16. always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    17. 	if(!rst_n) begin
    18. 		key_reg <= 1;
    19. 		delay_cnt <= 0;
    20. 	end
    21. 	
    22. 	else begin
    23. 		key_reg <= key;
    24. 		//当key为1 key 为0 表示按下抖动,开始计时
    25. 		if(key_reg  != key  ) begin 
    26. 		   delay_cnt <= MAX_NUM ;
    27. 		end
    28. 		else begin
    29. 		    if(delay_cnt > 0)
    30. 				delay_cnt <= delay_cnt -1;
    31. 			else
    32. 				delay_cnt <= 0;
    33. 		end
    34. 	end
    35. end
    36.  
    37.  
    38. //当计时完成,获取key的值
    39. always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    40. 	if(!rst_n) begin
    41. 		flag <= 0;
    42. 		key_value <= 1;
    43. 	end
    44.  
    45. 	else begin
    46. 		
    47. 		// 计时完成 处于稳定状态,进行赋值
    48. 		if(delay_cnt == 1) begin
    49. 			flag <= 1;
    50. 			key_value <= key;
    51. 		end
    52. 		else begin
    53. 			flag <= 0;
    54. 			key_value <= key_value;
    55. 		end
    56. 	end
    57. end
    58.  
    59. endmodule

    4.顶层模块

    1. module vga_top (input			wire						clk,
    2.                 input			wire						rst_n,
    3.                 input			wire		[ 2:0 ]		    key,
    4.                 output			wire						vga_clk,
    5.                 output			wire						h_sync,
    6.                 output			wire						v_sync,
    7.                 output			wire		[ 4:0 ]			rgb_r,
    8.                 output			wire		[ 5:0 ]			rgb_g,
    9.                 output			wire		[ 4:0 ]			rgb_b,
    10.                 output			reg		    [ 3:0 ]			led);
    11.  
    12. reg			[ 27:0 ]			cnt			        ;
    13. wire		[ 11:0 ]		    addr_h              ;
    14. wire		[ 11:0 ]		    addr_v              ;
    15. wire		[ 15:0 ]			rgb_data			;
    16. wire		[ 2:0 ]			    key_flag			;
    17. wire		[ 2:0 ]			    key_value			;
    18.  
    19. //vga模块
    20. vga_dirve u_vga_dirve(
    21. .clk      ( clk ),
    22. .rst_n    ( rst_n ),
    23. .rgb_data ( rgb_data ),
    24. .vga_clk  ( vga_clk ),
    25. .h_sync   ( h_sync ),
    26. .v_sync   ( v_sync ),
    27. .rgb_r    ( rgb_r ),
    28. .rgb_g    ( rgb_g ),
    29. .rgb_b    ( rgb_b ),
    30. .addr_h   ( addr_h ),
    31. .addr_v   ( addr_v )
    32. );
    33.  
    34. //数据模块
    35. data_drive u_data_drive(
    36. .vga_clk ( vga_clk ),
    37. .rst_n   ( rst_n ),
    38. .addr_h  ( addr_h ),
    39. .addr_v  ( addr_v ),
    40. .key     ( {key_value[ 2 ] && key_flag[ 2 ], key_value[ 1 ] && key_flag[ 1 ], key_value[ 0 ] && key_flag[ 0 ] } ),
    41. .rgb_data  ( rgb_data )
    42. );
    43.  
    44.  
    45. //按键消抖
    46. key_debounce u_key_debounce0(
    47. .clk   ( vga_clk ),
    48. .rst_n ( rst_n ),
    49. .key   ( key[ 0 ] ),
    50. .flag  ( key_flag[ 0 ] ),
    51. .key_value  ( key_value[ 0 ] )
    52. );
    53.  
    54. key_debounce u_key_debounce1(
    55. .clk   ( vga_clk ),
    56. .rst_n ( rst_n ),
    57. .key   ( key[ 1 ] ),
    58. .flag  ( key_flag[ 1 ] ),
    59. .key_value  ( key_value[ 1 ] )
    60. );
    61.  
    62. key_debounce u_key_debounce2(
    63. .clk   ( vga_clk ),
    64. .rst_n ( rst_n ),
    65. .key   ( key[ 2 ] ),
    66. .flag  ( key_flag[ 2 ] ),
    67. .key_value  ( key_value[ 2 ] )
    68. );
    69.  
    70. // led
    71. always @( posedge clk or negedge rst_n ) begin
    72.     if ( !rst_n ) begin
    73.         cnt <= 0;
    74.     end
    75.     else if ( cnt == 50_000_000 - 1 ) begin
    76.         cnt <= 0;
    77.     end
    78.     else begin
    79.         cnt <= cnt + 1;
    80.     end
    81. end
    82. always @( posedge clk or negedge rst_n ) begin
    83.     if ( !rst_n ) begin
    84.         led <= 4'b0000;
    85.     end
    86.     else if ( cnt == 50_000_000 -1 )begin
    87.         led <= ~led;
    88.     end
    89.     else begin
    90.         led <= led;
    91.     end
    92. end
    93. endmodule // vga_top
    94.

    四、效果

    通过按键切换状态，根据不同状态分别输出彩条、字符、图片。

    RTL视图

    顶层

     vga_drive

     data_drive

     视频

    640 ×480分辨率下拍摄     点击下方链接可观看

    https://live.csdn.net/v/230012

    截图如下

    五 、参考

    https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/125134764

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/mxh3600/article/details/126196065