基于DSP Builder的VGA接口系统设计

状态机设计

由VGA时序可设计有限状态机来完成时序信号，以本设计@60Hz">1024×768@60Hz为例，对于行同步信号设计四个状态，即行同步脉冲信号区(horsync)、后沿区(backporch)、数据区(video)以及前沿区(frontporch)。用计数器hcnt的值来区分各阶段信号，最大记数值为1344。场同步信号也设计成如上四个状态，当完成一行的扫描后场计数器vcnt开始计数，因此一场可以有多行。

VGADAC芯片及相应信号的生成

一般的VGADAC芯片需要输入相应的驱动信号才能工作，包括时钟信号、同步信号、有效显示区信号等。系统所用DAC芯片为FMS3818，其信号包括时钟与数据信号(RGB)输入、控制信号输入(sync与blankn)以及RGB信号DA输出。行同步与场同步信号与经VGADAC产生的RGB数据信号一并输出到VGA接口，驱动CRT显示。在本设计中时钟信号65MHz、同步信号为horsync与versync相与产生，有效显示区信号为行与场的有效数据区信号相与产生。

一维矢量信号显示方式

在二维的空间中显示一维矢量信号，常规显示方法可以是将一维信号从左至右显示，如图2(a)所示，就如在普通的示波器上观察到的一样。这样，在VGA显示时，一行扫过多个采样点，需把要显示的采样点位置计算出来，当行信号扫过时，把采样点的值赋给像素点，就完成了信号的显示。而对于连续的一维信号，因为行频比场频高，图2(b)的显示方法更加合理。为此，将一维信号的时间轴映射到垂直方向上，幅值映射到水平方向上，当行扫描信号扫过一行时，映射一维信号的一个采样点，即一行信号对应一个像素，当完成一行信号后接着回扫，开始扫下一行。一般情况下，场频确定后，就可以根据一维信号的频率确定出一场可以显示的周期数，当完成一场信号后，在屏幕上就显示一帧图像。
在具体实现时，需要对一维正弦波信号的参数作两点控制：控制正弦波的频率，保证一行扫描对应一个采样点;控制正弦波的幅度，将其控制在1024×768的有效显示区域中。

对正弦波频率来说，如果频率太高，一行会扫到多个采样点;如果频率太低，一整屏无法显示一个完整周期的信号。在本设计中，用一个较低的采样时钟控制正弦波的采样，正弦波存放在一个查找表中。如果要在一屏中显示n个周期的正弦信号，那么需要的采样频率fs=刷新率×n×查找表中一个周期的点数。

控制正弦波幅度即让正弦波的最大值不能超出屏幕的显示区。VGA有效显示宽度为1024，则屏幕两端的空闲部分宽度(图2(a)和(c))都为100。

（a） （b）
图2一维正弦波VGA显示示意图