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本帖最后由 正点原子 于 2021-10-30 10:35 编辑
1)实验平台:正点原子新起点V2FPGA开发板
2) 章节摘自【正点原子】《新起点之FPGA开发指南 V2.1》
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第二十五章 HDMI方块移动实验
在HDMI彩条显示实验中,我们成功地在显示器上显示出了静态的彩条图案。本章我们通过在屏幕上显示一个移动的小方块,来给大家演示如何使用HDMI接口显示动态图案。
本章包括以下几个部分:
1.1简介
1.2实验任务
1.3硬件设计
1.4程序设计
1.5下载验证
1.1简介
我们在“HDMI彩条显示实验”中对HDMI视频传输标准作了详细的介绍,包括HDMI接口定义、行场同步时序、以及显示分辨率等。如果大家对这部分内容不是很熟悉的话,请参考“HDMI彩条显示实验”中的HDMI简介部分。
1.2实验任务
本章的实验任务是驱动新起点开发板上的HDMI接口,在显示器上显示一个不停移动的方块,要求方块移动到边界处时能够改变移动方向。显示分辨率为1280*720,刷新速率为60hz。
1.3硬件设计
HDMI接口部分的硬件设计原理及本实验中各端口信号的管脚分配与“HDMI彩条显示实验”完全相同,请参考“HDMI彩条显示实验”中的硬件设计部分。
1.4程序设计
图 24.4.1是根据本章实验任务画出的系统框图,本次实验的系统框图和“HDMI彩条显示实验”一致,如下图所示:
图 25.4.1 系统框图
本次实验和“HDMI彩条显示实验”相比,只是修改了视频显示模块,而其它模块完全一致,因此本章只介绍视频显示模块。在“HDMI彩条显示实验”中,我们利用视频驱动模块输出的像素点的横坐标,在视频显示模块中完成了彩条图案的绘制。而在本次实验中,为了完成方块的显示,需要同时使用像素点的横坐标和纵坐标来绘制方块所在的矩形区域,另外还需要知道矩形区域左上角的顶点坐标。由于视频显示的图像在行场同步信号的同步下不停的刷新,因此只要连续改变方块左上角顶点的坐标,并在新的坐标点处重新绘制方块,即可实现方块移动的效果。
视频显示模块代码如下:
代码中14至18行声明了一系列的参数,方便大家修改边框尺寸、方块大小、以及各部分的颜色等。其中边框尺寸和方块宽度均以像素点为单位。当方块的宽度确定时,如果我们知道方块左上方顶点的坐标,就能轻而易举的画出整个方块区域。因此,我们将方块的移动简化为其左上角顶点的移动。
由于像素时钟相对于方块移动速度而言过快,我们通过计数器对时钟计数,得到一个频率为100hz的脉冲信号move_en,用它作为使能信号来控制方块的移动(33~45行)。方块的移动方向分为水平方向h_direct和竖直方向v_direct,由代码的47至70行可知,当方块移动到上下边框时,竖直移动方向改变;当方块移动到左右边框时,水平移动方向改变。代码72至93行根据方块的移动方向,在使能信号move_en到来时改变其左上角顶点的纵横坐标值。当move_en的频率为100hz时,方块每秒钟在水平和竖直方向上分别移动100个像素点的距离,也可以通过调整move_en的频率,来加快或减慢方块移动的速度。
代码第95至110行根据RGB驱动模块输出的纵横坐标判断当前像素点所在的区域,对不同区域中的像素点赋以不同的颜色值,从而实现边框、方块以及背景颜色的绘制。
1.5下载验证
首先我们将下载器与开发板上的JTAG接口连接,下载器另外一端与电脑连接。然后使用HDMI连接线将HDMI显示器连接到新起点上的HDMI接口。最后连接开发板的电源,并打开电源开关,如下图所示:
图 25.5.1 新起点开发板连接示意图
然后我们将本次实验生成的SOF文件下载至开发板中,下载完成后观察显示器显示的图案如下图所示,图中的黑色方块能够不停的移动,且碰撞到蓝色边框时能改变移动方向,说明HDMI方块移动程序下载验证成功。
图 25.5.2 HDMI方块移动效果图
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