接3.11VGA顯示圖片--明德揚科教（1）（mdy-edu.com）
第4節(jié)?綜合工程和上板4.1?新建工程

打開軟件Quartus Ⅱ，點擊“File”下拉列表中的New Project Wzard...新建工程選項，如下圖所示。

圖3.11-21Quartus新建工程

隨后會出現Quartus新建工程介紹，如下圖所示，直接點擊“Next”。

圖3.11-22Quartus新建工程介紹

此時出現的是工程文件夾、工程名、頂層模塊名設置界面，如圖3.11- 23所示。設置目錄為：D:/mdy_book/picture_new_borad，工程名和頂層名為picture_new_borad。再次強調，為了避免初學者在后續(xù)操作中發(fā)生程序跳出未知錯誤的問題，強烈建議設置的文件目錄和工程名稱與本書保持一致。設置完成后點擊“Next”。

圖3.11-23QUARTUS新建工程設置名稱

新建工程類型設置如下圖所示，選擇“Empty project”，然后點擊“Next”。

圖3.11-24QUARTUS新建工程類型

接下來進行文件添加，其界面如下圖所示。點擊右側的“Add”按鈕，選擇之前寫好的“picture_new_borad.v”文件，可以看到界面下方會顯示出文件，之后點擊“Next”。

圖3.11-25QUARTUS添加文件

圖3.11- 25為芯片選擇頁面，選擇“Cyclone ⅣE”，在芯片型號選擇處選擇“EP4CE15F23C8”，之后點擊“Next”。

圖3.11-26QUARTUS選擇芯片型號

圖3.11- 27為QUARTUS設置工具界面，不必做任何修改，直接點擊“Next”。

圖3.11-27QUARTUS設置工具界面

下圖為 QUARTUS新建工程匯總界面，可以看到新建工程的匯總情況，點擊“Finish”，完成新建工程。

file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml5188wps81.jpg

圖3.11-28QUARTUS新建工程匯總界面

4.2?綜合

新建工程步驟完成后，就會出現如下圖所示的QUARTUS新建工程后界面。

圖3.11-29QUARTUS新建工程后界面

點擊編譯按鈕，可以對整個工程進行編譯。編譯成功的界面，如下圖所示。

圖3.11-30QUARTUS編譯后界面

4.3?配置管腳

下面需要對相應管腳進行配置。如下圖所示，在菜單欄中選中“Assignments”，然后選擇“Pin Planner”，隨后就會彈出配置管腳的窗口。

圖3.11-31QUARTUS配置管腳選項

在配置窗口最下方中的“l(fā)ocation”一列，參考信號和管腳關系，按照下表中最右兩列配置好FPGA管腳，配置管理來源參見管腳配置環(huán)節(jié)，最終配置的結果如圖3.11-32。配置完成后，關閉“Pin Planner”，軟件自動會保存管腳配置信息。

表3.11 - 2信號和管腳關系

圖3.11-32 QUARTUS配置管腳

4.4?再次綜合

再次打開“QUARTUS”軟件，在菜單欄中，選中“Processing”，然后選擇“Start Compilation”，再次對整個工程進行編譯和綜合，如圖3.11-?33所示。

圖3.11-33QUARTUS編譯選項

當出現如下圖所示的 QUARTUS編譯成功標志，就說明編譯綜合成功。

圖3.11-34QUARTUS編譯成功標志

4.5?連接開發(fā)板

完成編譯后開始進行上板調試操作，按照下圖的方式將下載器接入電腦USB接口，接上開發(fā)板電源，將開發(fā)板的VGA口連接到一臺顯示器上，然后按下下方藍色開關，硬件連接完畢。

圖3.11-35開發(fā)板連接圖

4.6?上板

打開QUARTUS界面，單擊界面中的“file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml5188wps89.jpg”，則會彈出配置界面。在界面中點擊“add file”添加“.sof”文件后點擊“Start”，會在“Progress”出現顯示進度。

圖3.11-36QUARTUS界面

QUARTUS下載程序界面如下圖所示，當進度條到100%提示成功后，即可在顯示器上觀察到相應的現象。

圖3.11-37QUARTUS下載程序界面

進度條提示成功后，如果操作無誤此時可以在顯示器上中心看到一個至簡設計法LOGO，其他顯示區(qū)域為白色。如果沒有顯示成功，就需要返回檢查一下連接是否到位，代碼是否編寫正確。如果無法自己完成錯誤排查的話，可以重新按照步驟操作一遍，相信一定會達到想要的效果。

第5節(jié)?簡化版步驟分享

這里依舊會分享簡化版的步驟，方便掌握基礎原理后進行反復操作復習。

5.1?設計實現5.1.1?頂層接口

新建目錄：D:mdy_bookpicture_new_borad。在該目錄中，新建一個名為picture_new_borad.v的文件，用GVIM打開后開始編寫代碼。

確定頂層信號，信號和管腳的對應關系見表3.11- 2。

表3.11 - 2信號和管腳關系

寫出頂層信號代碼：

聲明輸入輸出屬性：

5.1.2?信號設計

首先進行架構設計。設計目標中確定顯示器中需要顯示640*480分辨率的圖像，因此使用下表中的第一種分辨率。

表3.11-1 VGA常用分辨率

分析設計目標可得VGA時序中的行同步信號，其時序圖如下所示：

圖3.11-12帶時間信息的VGA行同步時序

設計計數器架構，表示計數基準時間的計數器cnt0代碼如下：

表示計數hys長度的計數器cnt1代碼如下：

設計行同步信號的代碼如下：

設計VGA場同步時序計數器cnt2代碼如下：

1

設計場同步信號的代碼如下：

設計lcd_rgb信號代碼如下：

設計rom_addr的信號：

至此，主體程序已經完成，接下來將module補充完整。

5.1.3?信號定義

接下來定義信號類型，cnt0的信號定義如下：

add_cnt1和end_cnt1的信號定義如下：

cnt2的信號定義如下：

add_cnt2和end_cnt2的信號定義如下：

lcd_rgb的信號定義如下：

hys和vys的信號定義如下：

valid_area和rom_area的信號定義如下：

rom_addr的信號定義如下：

rom_dat的信號定義如下：

至此，整個代碼的設計工作已經完成。最終得到完整的設計代碼如下：

綜合工程和上板5.2.1?新建工程

下一步新建工程和上板查看現象。打開軟件Quartus Ⅱ，點擊“File”下拉列表中的New Project Wzard...新建工程選項。

圖3.11-21Quartus新建工程

直接點擊“Next”。

圖3.11-22 Quartus新建工程介紹

此時會出現的是工程文件夾、工程名、頂層模塊名設置界面（目錄為：D:/mdy_book/picture_new_borad，工程名和頂層名為picture_new_borad），完成設置后點擊“Next”。

圖3.11-23 QUARTUS新建工程設置名稱

選擇“Empty project”后點擊“Next”。

圖3.11-24 QUARTUS新建工程類型

點擊右側的“Add”按鈕后選擇“picture_new_borad.v”文件后點擊“Next”，完成文件添加。

圖3.11-25 QUARTUS添加文件

對芯片型號進行選擇，在“Device family”選項中選擇“Cyclone ⅣE”，“Available devices”選項下選擇“EP4CE15F23C8”隨后點擊“Next”。

圖3.11-26 QUARTUS選擇芯片型號

直接點擊“Next”。

圖3.11-27 QUARTUS設置工具界面

點擊“Finish”，完成新建工程。

file:///C:UsersxkdnAppDataLocalTempksohtml5188wps100.jpg

圖3.11-28QUARTUS新建工程匯總界面

5.2.2?綜合

新建工程后界面如下圖所示，點擊“編譯”。

圖3.11-29 QUARTUS新建工程后界面

編譯成功如下圖所示。

圖3.11-30 QUARTUS編譯后界面

5.2.3?配置管腳

進行管腳配置，在菜單欄中點擊“Assignments”后點擊“Pin Planner”，此時會彈出配置管腳的窗口。

圖3.11-31 QUARTUS配置管腳選項

在配置窗口“l(fā)ocation”根據信號和管腳關系配置管腳，配置完成關閉“Pin Planner”即可自動保存配置信息。

圖3.11-32 QUARTUS配置管腳

5.2.4?再次綜合

再次打開“QUARTUS”軟件，在菜單欄中選擇“Processing”，隨后點擊“Start Compilation”再次進行綜合。

圖3.11-33 QUARTUS編譯選項

出現 QUARTUS 編譯成功標志時表示此次編譯成功。

圖3.11-34 QUARTUS編譯成功標志

5.2.5?連接開發(fā)板

下載器接入電腦 USB?接口，將開發(fā)板接上電源，開發(fā)板的VGA口連接到一臺顯示器上后按下藍色開關。

圖3.11-35開發(fā)板連接圖

5.2.6?上板

打開 QUARTUS?界面后單擊“?

?”圖標。

圖3.11-36 QUARTUS界面

點擊“add file”，添加.sof文件，完成添加后點擊“Start”，在“Progress”會顯示進度，當進度條顯示“100%”為成功，可觀察顯示器現象。如果此時可以看到開發(fā)板連接的顯示器顯示出了設計目標需要的畫面，即代表設計成功。

圖3.11-37 QUARTUS下載程序界面

第6節(jié)?擴展練習

至此，VGA顯示圖像設計已經完成，相信同學們已經可以完全掌握這一設計。那么在掌握這項工程后可以多做一些思考，嘗試在工程原理不變的基礎上進行一定的數據調整，試著改變圖像顯示區(qū)域或者改變顯示圖像內容，挑戰(zhàn)一下獨立完成多個設計。也歡迎有更多思路和想法的讀者前往至簡設計法論壇上跟進行交流討論。