一步步教你在DE2上驱动VGA 800*600@60HZ ADV7123

YaphetS · 发表于 2012-3-30 12:42:22

本帖最后由 YaphetS 于 2012-3-30 13:03 编辑

新论坛第一帖，申请酷帖。
最近忙着如何在DE2上实现驱动VGA,终于在成功之后，将代码进一步规范，完善之后发布，过程中参考了Xiaomagee ，AKuei2和cnblog上刘强的日志。
看下效果图

先上传下我参考的资料

第一篇：
谈谈VGA的时序

现在简单分析下，VGA显示分为行显示和场显示，说白点就是X和Y轴的显示，我们需要关心的图2中的c段和q段，这两段的重合之处便是显示器显示
的阶段，这个阶段显示器从RGB口读取电压显示器AD转换为色彩显示，其余时序段根据名字就能知道作用，尤其关心的是电平被拉低的那一段，因为
整个时序中只有那一段被拉低。
所以我们要做的就是模拟时序，直到重合段写入RGB数据。

第二篇
显示驱动芯片 ADV7123

这是DE2中ADV7123的原理图，关于这个芯片的资料我整理出来了

第三篇
代码篇
代码写的浅显易懂，不同于我参考的的代码，基本上是仿顺序，仿时序写的，注释也还好，看代码肯定，比我说的好。
先看下RTL视图

sync_module

module sync_module
(
VGA_CLK, RSTn,
VGA_HS, VGA_VS,
VGA_BLANKn, VGA_SYNCn,
VGA_X, VGA_Y,
VGA_ACT,
DAC_CLK
);
input VGA_CLK, RSTn;
output VGA_HS, VGA_VS;
output VGA_BLANKn, VGA_SYNCn;
output[11:0] VGA_X, VGA_Y; // MAX 4096
output VGA_ACT; // When the VGA is ready to displayy that means in the active area Set to 1
output DAC_CLK;
/**************** 800*600@60HZ ********************/
//Horizontal parameter
parameter H_FRONT = 40; // d
parameter H_SYNC = 128; // a
parameter H_BACK = 88; // b
parameter H_ACT = 800; // c
parameter H_BLANK = H_FRONT + H_SYNC + H_BACK;
parameter H_TOTAL = H_BLANK + H_ACT;
//Vertical parameter
parameter V_FRONT = 1; // r
parameter V_SYNC = 4; // o
parameter V_BACK = 23; // p
parameter V_ACT = 600; // q
parameter V_BLANK = V_FRONT + V_SYNC + V_BACK;
parameter V_TOTAL = V_BLANK + V_ACT;
/**************************************************/
//ADV7123
assign DAC_CLK = VGA_CLK;
assign VGA_BLANKn = VGA_HS && VGA_VS;
assign VGA_SYNCn = 1'b0; //If the SOG is not enable, SYNC should be set to 0;
//Horizontal Generator
reg[11:0] H_Count;
reg VGA_HSr;
reg[11:0] VGA_Xr;
reg VGA_HACT;
always @ (posedge VGA_CLK or negedge RSTn)
begin
if(!RSTn)
begin
VGA_HSr <= 1'b0;
VGA_HACT <= 1'b0;
VGA_Xr <= 12'd0;
H_Count <= 12'd0;
end
else
begin
if (H_Count == H_TOTAL)
H_Count <= 12'd0;
else
H_Count <= H_Count + 1'b1;
// Generate SYNC
if (H_Count <= H_SYNC)
VGA_HSr <= 1'b0;
else
VGA_HSr <= 1'b1;
// Define the active area
if ((H_Count > (H_SYNC+H_BACK))&&(H_Count <= (H_SYNC+H_BACK+H_ACT)))
begin
VGA_HACT <= 1'b1;
VGA_Xr <= H_Count - (H_SYNC+H_BACK+1); // X Address range 0-H_ACT
end
else
begin
VGA_HACT <= 1'b0;
VGA_Xr <= 12'd0;
end
end
end
assign VGA_HS = VGA_HSr;
assign VGA_X = VGA_Xr;
//Vertical Generator
reg[11:0] V_Count;
reg VGA_VSr;
reg[11:0] VGA_Yr;
reg VGA_VACT;
always @ (posedge VGA_CLK or negedge RSTn)
begin
if(!RSTn)
begin
VGA_VSr <= 1'b0;
VGA_VACT <= 1'b0;
VGA_Yr <= 12'd0;
V_Count <= 12'd0;
end
else
begin
if (V_Count == V_TOTAL)
V_Count <= 12'd0;
else if(H_Count == H_TOTAL)
V_Count <= V_Count + 1'b1;
// Generate SYNC
if (V_Count <= V_SYNC)
VGA_VSr <= 1'b0;
else
VGA_VSr <= 1'b1;
// Define the active area
if ((V_Count > (V_SYNC+V_BACK))&&(V_Count <= (V_SYNC+V_BACK+V_ACT)))
begin
VGA_VACT <= 1'b1;
VGA_Yr <= V_Count - (V_SYNC+V_BACK); // Y Address range 0-V_ACT
end
else
begin
VGA_VACT <= 1'b0;
VGA_Yr <= 12'd0;
end
end
end
assign VGA_VS = VGA_VSr;
assign VGA_Y = VGA_Yr;
assign VGA_ACT = VGA_HACT&&VGA_VACT;
endmodule

复制代码

vga_control_module

module vga_control_module
(
VGA_CLK, RSTn,
VGA_X, VGA_Y,
VGA_ACT,
VGA_R, VGA_G, VGA_B
);
input VGA_CLK, RSTn;
input[11:0] VGA_X, VGA_Y;
input VGA_ACT;
output[9:0] VGA_R, VGA_G, VGA_B;
//Pattern Generator
reg[9:0] VGA_Rr, VGA_Gr, VGA_Br;
always @ (posedge VGA_CLK or negedge RSTn)
begin
if (!RSTn)
begin
VGA_Rr <= 0;
VGA_Gr <= 0;
VGA_Br <= 0;
end
else
begin
VGA_Rr <= (VGA_Y < 10'd100) ? 10'd1023 :
(VGA_Y>=10'd100 && VGA_Y<=10'd200) ? 10'd896:
(VGA_Y>=10'd200 && VGA_Y<=10'd300) ? 10'd768:
(VGA_Y>=10'd300 && VGA_Y<=10'd400) ? 10'd512:
(VGA_Y>=10'd400 && VGA_Y<=10'd500) ? 10'd256:
128;
VGA_Gr <= (VGA_X < 10'd100) ? 10'd128 :
(VGA_X>=10'd100 && VGA_X<=10'd200) ? 10'd256:
(VGA_X>=10'd200 && VGA_X<=10'd300) ? 10'd384:
(VGA_X>=10'd300 && VGA_X<=10'd400) ? 10'd512:
(VGA_X>=10'd400 && VGA_X<=10'd500) ? 10'd640:
(VGA_X>=10'd500 && VGA_X<=10'd600) ? 10'd768:
(VGA_X>=10'd600 && VGA_X<=10'd700) ? 10'd896:
1023;
VGA_Br <= (VGA_Y < 10'd100) ? 10'd128 :
(VGA_Y>=10'd100 && VGA_Y<=10'd200) ? 10'd256:
(VGA_Y>=10'd200 && VGA_Y<=10'd300) ? 10'd512:
(VGA_Y>=10'd300 && VGA_Y<=10'd400) ? 10'd768:
(VGA_Y>=10'd400 && VGA_Y<=10'd500) ? 10'd896:
1023;
end
end
assign VGA_R = VGA_Rr;
assign VGA_G = VGA_Gr;
assign VGA_B = VGA_Br;
endmodule

复制代码

vga_module TOP

module vga_module
(
CLK_50M, RSTn,
VGA_HS, VGA_VS,
VGA_BLANKn, VGA_SYNCn,
DAC_CLK,
VGA_R, VGA_G, VGA_B
);
input CLK_50M, RSTn;
output VGA_HS, VGA_VS;
output VGA_BLANKn, VGA_SYNCn;
output DAC_CLK;
output[9:0] VGA_R, VGA_G, VGA_B;
wire VGA_CLK;
pll_module U1
(
.inclk0(CLK_50M),
.c0(VGA_CLK)
);
wire[11:0] VGA_X, VGA_Y;
wire VGA_ACT;
sync_module U2
(
.VGA_CLK(VGA_CLK),
.RSTn(RSTn),
.VGA_HS(VGA_HS),
.VGA_VS(VGA_VS),
.VGA_BLANKn(VGA_BLANKn),
.VGA_SYNCn(VGA_SYNCn),
.VGA_X(VGA_X),
.VGA_Y(VGA_Y),
.VGA_ACT(VGA_ACT),
.DAC_CLK(DAC_CLK)
);
vga_control_module U3
(
.VGA_CLK(VGA_CLK),
.RSTn(RSTn),
.VGA_X(VGA_X),
.VGA_Y(VGA_Y),
.VGA_ACT(VGA_ACT),
.VGA_R(VGA_R),
.VGA_G(VGA_G),
.VGA_B(VGA_B)
);
endmodule

复制代码

最后上传下当时的情景

YaphetS · 发表于 2012-3-30 12:43:47

不知道为什么图片又挂了

xieshang · 发表于 2012-3-30 12:46:37

学习了
PDF 可以显示，图片不行。。。
要不打包上来吧。。。

YaphetS · 发表于 2012-3-30 12:48:27

把图片补到这里了

jobwork2012 · 发表于 2012-3-30 13:11:21

只是单独驱动，小马哥的文档好像有啊

YaphetS · 发表于 2012-3-30 13:12:15

不是的里面加了芯片的驱动

YaphetS · 发表于 2012-3-30 14:46:08

就因为图片显示不出来酷帖也没了

lkl10800139 · 发表于 2012-3-31 01:39:45

手上就de2，驱动一下。

hunningtu · 发表于 2012-3-31 21:05:55

学习一下。

stoppeddream · 发表于 2012-4-10 21:31:32

这么厉害，我手上有一块DE2的板子，能把你的整个工程文件都发给我么，qq：918031129@qq.com
谢谢

YaphetS · 发表于 2012-4-13 08:24:34

代码不都上传了吗你好懒啊

nydns · 发表于 2012-4-13 11:33:16

de2是什么啊

tianpengyu · 发表于 2012-4-16 21:18:47

DE2入手有一段时间了但是VGA还是驱动不起来楼主我是用VHDL的有相关的东西么

tianpengyu · 发表于 2012-4-16 21:19:26

nydns 发表于 2012-4-13 11:33
de2是什么啊

一款FPGA的开发板

stoppeddream · 发表于 2012-4-21 11:57:04

我以前学的是VHDL，所以一时半会verilog还没有弄明白，

楼主好像少了一个时钟分频模块，我也不太会

stoppeddream · 发表于 2012-4-22 19:22:27

楼主我弄出来了，但怎么整体往左移了呢，难道是我的显示器比你的宽的原因？？

YaphetS · 发表于 2012-4-23 09:25:44

时钟是用 megafunction 自动生成的。。

shaloumisha · 发表于 2012-4-28 19:10:08

谢谢分享我看到现象了呵呵

shaloumisha · 发表于 2012-4-29 15:37:06

YaphetS 发表于 2012-3-30 12:48
把图片补到这里了

LZ有没有继续做过图片显示的啊，用SRAM作缓存

milkroad_qyj · 发表于 2012-5-12 13:43:36

LZ,请问pll_module的代码在哪？

YaphetS · 发表于 2012-5-12 14:50:00

用megafunction生成

peixiuhui · 发表于 2012-5-16 10:33:40

这也能置酷吗？

YaphetS · 发表于 2012-5-17 21:53:17

我想至酷的可是照片无法显示。

木易 · 发表于 2012-7-6 17:09:59

我正在做VGA显示，256色的，不行，用的VGA接口是3bit，只能显示8种。

xzf962 · 发表于 2012-7-17 22:10:21

VGA驱动及实现.pdf 下载不了，LZ能否重新上传一份，万分感谢

小滑头520 · 发表于 2012-7-18 22:06:44

亲有没有显示图片的就是在里面加个rom 直接读出来有不？ QQ 664252700

chuwei6 · 发表于 2012-8-5 16:38:06

楼主，请问你的PLL如何实现50M到40M的，我都整很长时间了？还是没弄出来，希望你给指导一下qq784733289

chuwei6 · 发表于 2012-8-6 17:00:53

楼主，我都已经将频率改为四十M，还是不行，你能说说都哪里容易错吗？

orange-208 · 发表于 2012-8-7 10:07:54

收藏了！

chuwei6 · 发表于 2012-8-7 16:54:45

有没有人知道ADV7123的VGA_SYNC应该设为高电平还是低电平

shuisxians · 发表于 2012-8-10 14:39:52

登记一下~

hj_zhang · 发表于 2012-8-21 23:59:13

楼主，为什么我按你的代码下到板子里却看不到现象呢？是FPGA板和电脑之间的连接问题吗？我是用的笔记本，不知道怎么连接，求指导啊。。。

liycobl · 发表于 2012-8-22 11:08:43

mark ，

残无 · 发表于 2012-9-17 16:28:19

YaphetS 发表于 2012-4-13 08:24
代码不都上传了吗你好懒啊

能告诉我那个DAC_CLK是接到哪个引脚么？为什么还要输出一个和VGA_CLK一模一样的时钟呢？ADV7123的那部分电路图我又看了，还是没想明白，求解释。。。。。。。。

abcfanyuan · 发表于 2012-10-4 17:08:18

残无发表于 2012-9-17 16:28
能告诉我那个DAC_CLK是接到哪个引脚么？为什么还要输出一个和VGA_CLK一模一样的时钟呢？ADV7123的那部分 ...

请问你的问题解决了没有？
也遇到相同的问题，DAC—CLK是不是可以不接啊？
工程下进去，屏幕没有反应啊。
显示的是 input signal out of range change setting to 1600*900-60HZ

残无 · 发表于 2012-10-10 18:24:53

abcfanyuan 发表于 2012-10-4 17:08
请问你的问题解决了没有？
也遇到相同的问题，DAC—CLK是不是可以不接啊？
工程下进去，屏幕没有反应啊。 ...

你可以看代码里面写的，DAC—CLK这个引脚应该接VGA_CLK的引脚，代码里面写出来的VGA_CLK是一个输入信号，代码中：39.assign DAC_CLK = VGA_CLK;
不知道你注意看代码了没，注意看了的话，就会发现这个。原理图文件我传上来了，自己看吧。前段时间比较忙就没有上论坛。。。。。

longwu03272009 · 发表于 2012-10-10 19:12:49

mark，正在学习这部分！！！一会儿慢慢看

普莱斯队长 · 发表于 2012-11-29 22:57:17

pdf挂了，能再上传一下吗？

ycwjl728 · 发表于 2012-11-29 23:20:50

好贴学习一下

普莱斯队长 · 发表于 2013-1-18 14:37:31

残无发表于 2012-10-10 18:24
你可以看代码里面写的，DAC—CLK这个引脚应该接VGA_CLK的引脚，代码里面写出来的VGA_CLK是一个输入信号， ...

您好，我用的是115，现在移植时发现，既然VGA_CLK=DAC_CLK，是不是意味着配置引脚时配置在一个上面？另外程序中VGA-SYNCN是干什么用的那？我的115里面没有他的配置脚

zgje40 · 发表于 2013-1-18 23:11:14

图好像看不到了

lj2008213318 · 发表于 2013-1-23 09:07:09

stoppeddream 发表于 2012-4-22 19:22
楼主我弄出来了，但怎么整体往左移了呢，难道是我的显示器比你的宽的原因？？ ...

我的也出现了这种情况，不知道是什么原因，求指点啊

hubukaixuan · 发表于 2013-1-29 11:37:05

发现ADV7123都容易出现在横向灰阶（R=G=B），每一个像素点跳变的时候出现亮条纹。
具体的晚点发一张照片上来。

hubukaixuan · 发表于 2013-1-31 17:15:42

我把程序改成了横向灰阶，有亮条纹的现象，不知道有没有其它坛友遇到过。代码和效果如下：

xiaosi1102 · 发表于 2013-1-31 18:42:17

记一下，晚上回去看看

bad_fpga · 发表于 2013-1-31 21:11:49

YaphetS 发表于 2012-3-30 13:12
不是的里面加了芯片的驱动

7123的CLK时钟频率要多大的，我看7123的手册说是显分辨率/回归因子，不知这个回归因子怎么算的

hubukaixuan · 发表于 2013-2-4 09:30:06

bad_fpga 发表于 2013-1-31 21:11
7123的CLK时钟频率要多大的，我看7123的手册说是显分辨率/回归因子，不知这个回归因子怎么算的 ...

有专门的文档计算，我传点资料。
你可以对照着算，里面也有常用的分辨率和刷新率的，已经计算好的。

hubukaixuan · 发表于 2013-2-4 09:32:01

其实还是比较简单的，最好是用正脉冲进行同步。因为和标准的VGA才是匹配的。
国内的很多VGA显示器，是可以支持负脉冲同步的。

ZLIT1 · 发表于 2014-2-17 17:55:38

各位，
有VHDl的程序吗？

moen · 发表于 2014-2-17 18:13:56

lisgo · 发表于 2014-6-2 00:33:44

mark！！！！找了很久了

chenxi_2008 · 发表于 2014-6-24 19:05:00

VGA 显示还是挺简单的,但是800*600@60hz,16bpp 得占SDRAM多大带宽啊.感觉其他事情都干不了.

allanwang1101 · 发表于 2014-8-14 09:28:18

MARK,好好学习一下！

ggchao · 发表于 2014-8-14 09:41:46

留下备用谢谢

dzf050727 · 发表于 2014-9-11 11:14:25

收藏，最近也想搞搞VGA

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