用FPGA驱动TFT屏显示图片
本篇文章对应的项目地址：https://github.com/liangchen01xz/TFT_img_prj
01. RGB接口TFT屏扫描原理
色彩由 RGB 三基色组成，显示是用逐行扫描的方式解决。扫描从屏幕的左上方开始，从左到右，从上到下进行扫描，每扫完一行，电子束都回到屏幕的下一行左边的起始位置。在这期间，CRT 对电子束进行消隐。每行结束时，用行同步信号进行行同步；扫描完所有行，用场同步信号进行场同步，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。 并且TFT 屏直接接受数字信号输入。
02. RGB接口TFT屏时序分析
详情请看文件
AT043TN24.pdf480*272 分辨率显示扫描示意图：
03. RGB接口TFT屏驱动设计
源文件
tft_ctrl.v
3.1 TFT屏驱动模块接口信息
| port | IO | description |
|---|---|---|
| Clk9M | I | Clk9MHz |
| Rst_n | I | 低电平复位 |
| data_in [15:0] | I | 待显示图片数据 |
| TFT_HS | O | 行同步信号 |
| TFT_VS | O | 场同步信号 |
| TFT_RGB [15:0] | O | 三原色数据输出RGB565 |
| hcount [9:0] | O | 图像区行扫描地址 |
| vcount [9:0] | O | 图像区场扫描地址 |
| TFT_PWM | O | 背光控制 |
| TFT_DE | O | 背光使能 |
| TFT_Clk | O | TFT像素时钟 |
3.2 TFT行/场扫描时序参数化定义
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parameter
tft_hs_end = 10'd40,
hdat_begin = 10'd42,
hdat_end = 10'd522,
hpixel_end = 10'd524,
tft_vs_end = 10'd9,
vdat_begin = 10'd11,
vdat_end = 10'd283,
vline_end = 10'd285;
3.3 行扫描计数器
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reg [9:0]hcnt_r;
always@(posedge clk9M or negedge rst_n)
if(!rst_n)
hcnt_r <= 10'd0;
else if(hcnt_r == hpixel_end)
hcnt_r <= 10'd0;
else
hcnt_r <= hcnt_r + 1'b1;
3.4 场扫描计数器
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reg [9:0]vcnt_r;
always@(posedge clk9M or negedge rst_n)
if(!rst_n)
vcnt_r <= 10'd0;
else if(hcnt_r == hpixel_end)begin
if(vcnt_r == vline_end)
vcnt_r <= 10'd0;
else
vcnt_r <= vcnt_r + 1'b1;
end
else
vcnt_r <= vcnt_r;
3.5 行/场同步
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assign tft_hs = (hcnt_r > tft_hs_end)?1'b1:1'b0;
assign tft_vs = (vcnt_r > tft_vs_end)?1'b1:1'b0;
3.6 RGB数据输出
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wire dat_act;
assign dat_act = ((hcnt_r >= hdat_begin) && (hcnt_r < hdat_end) && (vcnt_r >= vdat_begin) && (vcnt_r < vdat_end))?1'b1:1'b0;
assign tft_rgb = (dat_act)?data_in:16'd0;
3.7 行/场扫描位置输出
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assign hcnt = hcnt_r - hdat_begin;
assign vcnt = vcnt_r - vdat_begin;
3.8 时钟/使能/控制输出
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assign tft_clk = clk9M;
assign tft_de = dat_act;
assign tft_pwm = rst_n;
04. 数据发送模块设计
源文件
imgdata_send.v
4.1 ROM存储图片数据
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将
dog.bmp图片转换成dog.mif文件 -
设置 ROM IP核存储 mif 数据
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在设计中例化 ROM IP核
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img_rom img_rom_u0( .address(addr), .clock(clk50M), .q(img_data) );
4.2 设置间隔0.5s 图片移动一次
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always@(posedge clk50M or negedge rst_n)
if(!rst_n)begin
cnt_done <= 1'b0;
cnt <= 25'd0;
end
else if(cnt == 25'd24999999)begin
cnt_done <= 1'b1;
cnt <= 25'd0;
end
else begin
cnt_done <= 1'b0;
cnt <= cnt + 1'b1;
end
4.3 设置图片移动位置
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always@(posedge clk50M or negedge rst_n)
if(!rst_n)
location <= 3'd0;
else if(cnt_done)begin
if(location == 3'd5)
location <= 3'd0;
else
location <= location + 1'b1;
end
else
location <= location;
always@(*)begin
case(location)
0: begin img_hbegin = 0; img_vbegin = 0; end
1: begin img_hbegin = 120; img_vbegin = 0; end
2: begin img_hbegin = 240; img_vbegin = 0; end
3: begin img_hbegin = 240; img_vbegin = 120; end
4: begin img_hbegin = 120; img_vbegin = 120; end
5: begin img_hbegin = 0; img_vbegin = 120; end
default: begin img_hbegin = 0; img_vbegin = 0; end
endcase
end
4.4 读取 ROM 图片数据
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assign img_act = (tft_de && (hcnt >= img_hbegin) && (hcnt < img_hbegin + IMG_H) && (vcnt >= img_vbegin) && (vcnt < img_vbegin + IMG_V))?1'b1:1'b0;
always@(posedge clk50M or negedge rst_n)
if(!rst_n)
addr <= 15'd0;
else if(img_act)
addr <= (hcnt - img_hbegin) + (vcnt - img_vbegin)*IMG_H; // !!!
else
addr <= 15'd0;
assign data_in = img_act?img_data:16'd0;
05. PLL IP核设置Clk_9MHz
自行google
06. 顶层例化
源文件
tft_img_top.v
07. 成果
编译，综合，分配引脚，生成 sof 文件，下载至开发板上看到以下现象：
Please check it on Github
