原创 基于Verilog的VGA驱动设计（二）VGA硬件结构

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一个VGA显示器接口显示一个图片需要五个信号：

       1）R、G和B信号，也就是红、绿、蓝三原色。

       2）HS和VS（水平同步信号和垂直同步信号）。

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R、G、B三原色是模拟信号，HS和VS是数字信号。

下面介绍如何驱动VGA连接器：

VGA接口的脚13和14（HS和VS）是数字信号，所以可以直接通过FPGA的两个IO口来控制（或者还可以接上低阻值的电阻，比如：10欧或者20欧）。

脚1、2和3（R、 G 和 B）是常值为0.7V的75欧的模拟信号。由3.3V的FPGA管脚输出，用三个270欧的电阻刚好满足要求。连接头输入的电压驱动电阻为75欧，所以3.3V变成为：3.3*75/(270+75)=0.72V ， 非常接近0.7V。

5, 6, 7, 8 和 10脚接地。

VGA的扫描方式是非交叉式扫描。

同步的极性： 水平和垂直方向都是低电平有效。

8色

VGA接口定义

管脚对应的VGA接口如下：

RGB显示

FPGA直接用IO口去连接VGA的五个信号接口了，并且三原色信号接口输入的只可能是数字信号（0或1），因此驱动液晶屏上显示的颜色最多也就8种，一般来说，可以在FPGA和VGA接口间加一个DA模块的设计，根据DA位数的大小决定实现的配色效果。理论上来说每个信号是可以有256（就是把0-0.7V电压256等分）个电平值，那么RGB三个信号接口一共最多就会有256的3次方就是1400多万种色彩，在需要做真彩色的设计中一般都是需要AD模块的。但是如果仅仅用VGA来显示诸如工业上的一些简单的菜单，就不需要那么丰富的色彩，也许8色，也许64色或者256色就足够了。

利用上图的电阻网络实现DA的效果，使VGA能得到4x4x4=64种颜色的。这样在工业控制中已经足够了。

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（在Spartan-3E Starter Kit上实现8色显示）

参考资料：

1）实验七、基于verilog的VGA简单接口驱动 -- EDN助学—CPLD学习小组 -- EDN电子设计技术

http://group.ednchina.com/1375/21344.aspx 

2）一种64色VGA的设计思路 -- 特权's Blog

http://blog.ednchina.com/ilove314/174544/message.aspx 

3）VGA接口扫盲篇 -- 特权's Blog

http://blog.ednchina.com/ilove314/143579/message.aspx 

4）VGA接口之硬件结构 -- likee的福地