FPGA+MCU实现VGA图象信号发生器

　　VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式，其工作原理是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号，然后进行输出显示，这样VGA信号就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的，所以VGA 接口拥有许多的优点，如无串扰、无电路合成分离损耗等。视频输出与VGA 接口如图7。

　　4.3 模式控制与显示部分设计

　　为了实现人机对话，模式控制与显示即人机接口的设计，选用LCD显示器和矩阵键盘，使接口和显示更加友好。要求能根据键盘扫描结果，控制不同的图象信号输出，并进行相应的功能显示。采用单片机89S51作为控制器，对键盘模块和功能显示模块进行控制。用C语言编程，对键盘进行扫描和液晶显示模块的控制。当然也可以对FPGA器件编程，实现对键盘模块和功能显示模块的控制。但需占用FPGA器件的逻辑资源，会对定制图像信息的存储空间造成影响。

　　本设计采用4×4矩阵式键盘，行、列线占用单片机8个I/O口资源，键盘扫描过程是列扫描行输出，逐列扫描，读取键值，根据读回的值判断所按键的位置，按键消抖采用延时消抖方式，根据键值跳转执行相应功能程序。显示器采用TS-12864-3液晶显示屏，由单片机控制及驱动，显示系统当前工作状态等信息。

　　5、结束语

　　本文设计的基于FPGA的数字图像实时生成系统，可以实现各种数字、文字、彩条、ROM图像信号输出。其图像显示控制器的系统处理耗时小于20ms，完全达到了实时要求(50场/秒)。所进行的原理试验取得了良好的效果。

　　本设计还可以作一些扩展，如添加语音处理电路，实现图像输出时同步输出语音;还可以外接大容量存储器，采用8位二进制数据表示R、G、B三基色，实现256色输出，使显示的图像色彩更加丰富。