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FPGA技术基础实践:Vivado与VerilogHDL

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:表5.1颜色编码4. VGA 协议VGA 协议主要由5 个输入信号组成,也是HSYNC Signal,VSYNC Signal,RGB Signal。图5.1VGA 接口及底座VGA 接口的电路设计原理如图5.2 所示,引脚1、2、3 分别为红绿蓝三基色模拟电压,为0~0.714 V peak-peak,0 V 代表无色,0.714 V 代表满色。图5.2VGA 接口电路

FPGA技术基础实践:Vivado与VerilogHDL

1. 显示器的工作原理

常见的彩色显示器,一般由CRT(阴极射线管)构成,彩色是由R、G、B(红、绿、蓝)三基色组成。CRT 用逐行扫描隔行扫描的方式实现图像显示,由VGA 控制模块产生的水平同步信号和垂直同步信号控制阴极射线枪产生的电子束,打在涂有荧光粉的荧光屏上,产生R、G、B 三基色,合成一个彩色像素。扫描从屏幕的左上方开始,由左至右,由上到下,逐行进行扫描,每扫完一行,电子束回到屏幕下一行的起始位置,在回扫期间,CRT 对电子束进行消隐,每行结束用行同步信号HS 进行行同步;扫描完所有行,再由场同步信号VS 进行场同步,并使扫描回到屏幕的左上方,同时进行场消隐,预备下一场的扫描。行同步信号HS 和场同步信号VS 是两个重要的信号。显示过程中,HS和VS 的极性可正可负,显示器内可自动转换为正极性逻辑。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但为了兼容性,大多数液晶显示器也配备了VGA 接口

2. 像素与分辨率

显示器上输出的一切信息,包括数值、文字、表格、图像、动画等,都是由光点(即像素)构成的。组成屏幕显示画面的最小单位是像素,像素之间的最小距离为点距(Pitch)。点距越小像素密度越大,画面越清晰。显示器的点距有0.31 mm、0.28 mm、0.24 mm、0.22 mm 等多种。

分辨率指整屏显示的像素的多少,是衡量显示器的一个常用指标。它同屏幕尺寸及点距密切相关,可用屏幕实际显示的尺寸与点距相除来近似求得。点距为0.28 mm 的15英寸显示器,分辨率最高为1 024×768。

3. 像素颜色编码

一个像素点可以显示多少种颜色,是由表示该像素的二进制位数(像素的位宽)决定的。像素位宽为8 bit,则每个像素有28=256 种颜色;位宽为16 bit 则有216=65 535 种颜色;位宽为24 bit,则有224 即一千七百多万种颜色。对于PC 机的显示卡,其内部的D/A(数/模)转换电路将每个像素的位宽(二进制位整数)转换成对应亮度的R、G、B(红、绿、蓝)模拟信号,控制屏幕上相应的三色荧光点发光,从而产生不同的颜色。表5.1 所示为三原色直接组合产生的8 种颜色编码。

表5.1 颜色编码

4. VGA 协议(www.xing528.com)

VGA 协议主要由5 个输入信号组成,也是HSYNC Signal,VSYNC Signal,RGB Signal。其中,HSYNC Signal 是“列同步信号”,VSYNC Signal 是“行同步信号”,RGB Signal 是“红色-绿色-蓝色”颜色信号。

5. VGA 接口

VGA 接口实物外观如图5.1 所示,它是一种D 型接口(D-SUB),共有15 针,分成三排,每排5 个,而与之配套的底座则为15 孔型接口。

图5.1 VGA 接口及底座

VGA 接口的电路设计原理如图5.2 所示,引脚1、2、3 分别为红绿蓝三基色模拟电压,为0~0.714 V peak-peak(峰-峰值),0 V 代表无色,0.714 V 代表满色。一些非标准显示器使用的是1 Vpp 的满色电平

图5.2 VGA 接口电路

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