FPGA的VGA显示

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一显示自定义字符

1VGA介绍

本文基于DE2-115,如果有需要管脚的相关信息请访问开发板的官方网站:https://www.terasic.com.cn/cgi-bin/page/archive.pl?Language=China\&CategoryNo=146\&No=543\&PartNo=4#contents下载中文用户手册。

VGA(Video Graphics Array)视频图形阵列是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口即电脑采用VGA标准输出数据的专用接口。VGA接口共有15针,分成3排,每排5个孔,显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号(水平和垂直信号)。

VGA接口是一种D型接口,上面共有15针孔,分成三排,每排五个。 其中,除了2根NC(Not Connect)信号、3根显示数据总线和5个GND信号,比较重要的是3根RGB彩色分量信号和2根扫描同步信号HSYNC和VSYNC针。VGA接口中彩色分量采用RS343电平标准。RS343电平标准的峰值电压为1V。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,多数的显卡都带有此种接口。

VGA通过引脚的模拟电压(0V-0.714V)显示红绿蓝三种颜色,不同的电压值对应不同的颜色。

VGA驱动显示器用的是扫描的方式,一般是逐行扫描。

逐行扫描是扫描从屏幕左上角一点开始,从左像右逐点扫描,每扫描完一行,电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置,在这期间,CRT对电子束进行消隐,每行结束时,用行同步信号进行同步;

当扫描完所有的行,形成一帧后,用场同步信号进行场同步,并使扫描回到屏幕左上方,同时进行场消隐,开始下一帧。

2准备字符数据

使用汉字点阵软件提取想要显示字符的点阵。

这里使用点阵显示时,汉字是1616点阵,而符号或是数字或是英文字母是32 16点阵。

点阵拼接时,用第一个字的前4位拼上下一个字的前4位...一直到最后一个字,它们构成VGA显示的一行。

3代码及实现的效果
c 复制代码
module VGA_test(
OSC_50,     //原CLK2_50时钟信号
VGA_CLK,    //VGA自时钟
VGA_HS,     //行同步信号
VGA_VS,     //场同步信号
VGA_BLANK,  //复合空白信号控制信号  当BLANK为低电平时模拟视频输出消隐电平,此时从R9~R0,G9~G0,B9~B0输入的所有数据被忽略
VGA_SYNC,   //符合同步控制信号      行时序和场时序都要产生同步脉冲
VGA_R,      //VGA绿色
VGA_B,      //VGA蓝色
VGA_G);     //VGA绿色
 input OSC_50;     //外部时钟信号CLK2_50
 output VGA_CLK,VGA_HS,VGA_VS,VGA_BLANK,VGA_SYNC;
 output [7:0] VGA_R,VGA_B,VGA_G;
 parameter H_FRONT = 16;     //行同步前沿信号周期长
 parameter H_SYNC = 96;      //行同步信号周期长
 parameter H_BACK = 48;      //行同步后沿信号周期长
 parameter H_ACT = 640;      //行显示周期长
 parameter H_BLANK = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK;        //行空白信号总周期长
 parameter H_TOTAL = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK+H_ACT;  //行总周期长耗时
 parameter V_FRONT = 11;     //场同步前沿信号周期长
 parameter V_SYNC = 2;       //场同步信号周期长
 parameter V_BACK = 31;      //场同步后沿信号周期长
 parameter V_ACT = 480;      //场显示周期长
 parameter V_BLANK = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK;        //场空白信号总周期长
 parameter V_TOTAL = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK+V_ACT;  //场总周期长耗时
 reg [10:0] H_Cont;        //行周期计数器
 reg [10:0] V_Cont;        //场周期计数器
 wire [7:0] VGA_R;         //VGA红色控制线
 wire [7:0] VGA_G;         //VGA绿色控制线
 wire [7:0] VGA_B;         //VGA蓝色控制线
 reg VGA_HS;
 reg VGA_VS;
 reg [10:0] X;             //当前行第几个像素点
 reg [10:0] Y;             //当前场第几行
 reg CLK_25;
 always@(posedge OSC_50)
    begin 
      CLK_25=~CLK_25;         //时钟
    end 
    assign VGA_SYNC = 1'b0;   //同步信号低电平
    assign VGA_BLANK = ~((H_Cont<H_BLANK)||(V_Cont<V_BLANK));  //当行计数器小于行空白总长或场计数器小于场空白总长时,空白信号低电平
    assign VGA_CLK = ~CLK_to_DAC;  //VGA时钟等于CLK_25取反
    assign CLK_to_DAC = CLK_25;
 always@(posedge CLK_to_DAC)
    begin
        if(H_Cont<H_TOTAL)           //如果行计数器小于行总时长
            H_Cont<=H_Cont+1'b1;      //行计数器+1
        else H_Cont<=0;              //否则行计数器清零
        if(H_Cont==H_FRONT-1)        //如果行计数器等于行前沿空白时间-1
            VGA_HS<=1'b0;             //行同步信号置0
        if(H_Cont==H_FRONT+H_SYNC-1) //如果行计数器等于行前沿+行同步-1
            VGA_HS<=1'b1;             //行同步信号置1
        if(H_Cont>=H_BLANK)          //如果行计数器大于等于行空白总时长
            X<=H_Cont-H_BLANK;        //X等于行计数器-行空白总时长   (X为当前行第几个像素点)
        else X<=0;                   //否则X为0
    end
 always@(posedge VGA_HS)
    begin
        if(V_Cont<V_TOTAL)           //如果场计数器小于行总时长
            V_Cont<=V_Cont+1'b1;      //场计数器+1
        else V_Cont<=0;              //否则场计数器清零
        if(V_Cont==V_FRONT-1)       //如果场计数器等于场前沿空白时间-1
            VGA_VS<=1'b0;             //场同步信号置0
        if(V_Cont==V_FRONT+V_SYNC-1) //如果场计数器等于行前沿+场同步-1
            VGA_VS<=1'b1;             //场同步信号置1
        if(V_Cont>=V_BLANK)          //如果场计数器大于等于场空白总时长
            Y<=V_Cont-V_BLANK;        //Y等于场计数器-场空白总时长    (Y为当前场第几行)  
        else Y<=0;                   //否则Y为0
    end
    reg valid_yr;
 always@(posedge CLK_to_DAC)
    if(V_Cont == 10'd32)         //场计数器=32时
        valid_yr<=1'b1;           //行输入激活
    else if(V_Cont==10'd512)     //场计数器=512时
        valid_yr<=1'b0;           //行输入冻结
    wire valid_y=valid_yr;       //连线   
    reg valid_r;            
 always@(posedge CLK_to_DAC)   
    if((H_Cont == 10'd32)&&valid_y)     //行计数器=32时
        valid_r<=1'b1;                   //像素输入激活
    else if((H_Cont==10'd512)&&valid_y) //行计数器=512时 
        valid_r<=1'b0;                   //像素输入冻结
    wire valid = valid_r;               //连线
    wire[10:0] x_dis;     //像素显示控制信号
    wire[10:0] y_dis;     //行显示控制信号
    assign x_dis=X;       //连线X
    assign y_dis=Y;       //连线Y
        parameter

    char_line00=240'h010010400000000000000000000000000000000000000000000000000000,
    char_line01=240'h010010400000000000000000000000000000000000000000000000000000,
    char_line02=240'h7FFCFE780000000000000000000000000000000000000000000000000000,
    char_line03=240'h03801088000007F00FE000800FE007E01FFC07E007F007E00FE000800080,
    char_line04=240'h05407C100000081830180780301818183008181808181818301807800780,
    char_line05=240'h092011FC0000100038180180300C381C2010381C1000381C381801800180,
    char_line06=240'h3118FE240000300000180180700C300C0020300C3000300C001801800180,
    char_line07=240'hC10600247FFE37F000600180301C300C0040300C37F0300C006001800180,
    char_line08=240'h0FE07DFE0000380C01F00180382C300C0080300C380C300C01F001800180,
    char_line09=240'h004044240000300C001801800FCC300C0180300C300C300C001801800180,
    char_line0a=240'h00807C240000300C000C0180001C300C0300300C300C300C000C01800180,
    char_line0b=240'hFFFE45FC0000300C380C01800018381803003818300C3818380C01800180,
    char_line0c=240'h01007C24000018183018018038301C1003801C1018181C10301801800180,
    char_line0d=240'h01004420000007E00FE00FF80FC007E0030007E007E007E00FE00FF80FF8,
    char_line0e=240'h050054A00000000000000000000000000000000000000000000000000000,
    char_line0f=240'h020048400000000000000000000000000000000000000000000000000000;

    reg[7:0] char_bit;
    always@(posedge CLK_to_DAC)
        if(X==10'd180)char_bit<=9'd240;   //当显示到144像素时准备开始输出图像数据
        else if(X>10'd180&&X<10'd420)     //左边距屏幕144像素到416像素时    416=144+272(图像宽度)
            char_bit<=char_bit-1'b1;       //倒着输出图像信息
            
    reg[29:0] vga_rgb;                //定义颜色缓存
    always@(posedge CLK_to_DAC) 
        if(X>10'd180&&X<10'd420)    //X控制图像的横向显示边界:左边距屏幕左边144像素  右边界距屏幕左边界416像素
            begin case(Y)            //Y控制图像的纵向显示边界:从距离屏幕顶部160像素开始显示第一行数据
                10'd200:
                if(char_line00[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;  //如果该行有数据 则颜色为红色
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;                      //否则为黑色
                10'd201:
                if(char_line01[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd202:
                if(char_line02[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd203:
                if(char_line03[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd204:
                if(char_line04[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd205:
                if(char_line05[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd206:
                if(char_line06[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd207:
                if(char_line07[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd208:
                if(char_line08[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd209:
                if(char_line09[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd210:
                if(char_line0a[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd211:
                if(char_line0b[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd212:
                if(char_line0c[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd213:
                if(char_line0d[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd214:
                if(char_line0e[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd215:
                if(char_line0f[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                default:vga_rgb<=30'h0000000000;   //默认颜色黑色
            endcase 
        end
    else vga_rgb<=30'h000000000;             //否则黑色
    assign VGA_R=vga_rgb[23:16];
    assign VGA_G=vga_rgb[15:8];
    assign VGA_B=vga_rgb[7:0];
endmodule

二显示彩色条纹

1实现代码及效果

在上述代码的基础上,通过限制x的取值范围让颜色缓存显示不同的值就能实现显示彩色条纹。

c 复制代码
module VGA_colorbar_test(
OSC_50,     //原CLK2_50时钟信号
VGA_CLK,    //VGA自时钟
VGA_HS,     //行同步信号
VGA_VS,     //场同步信号
VGA_BLANK,  //复合空白信号控制信号  当BLANK为低电平时模拟视频输出消隐电平,此时从R9~R0,G9~G0,B9~B0输入的所有数据被忽略
VGA_SYNC,   //符合同步控制信号      行时序和场时序都要产生同步脉冲
VGA_R,      //VGA绿色
VGA_B,      //VGA蓝色
VGA_G);     //VGA绿色
 input OSC_50;     //外部时钟信号CLK2_50
 output VGA_CLK,VGA_HS,VGA_VS,VGA_BLANK,VGA_SYNC;
 output [7:0] VGA_R,VGA_B,VGA_G;
 parameter H_FRONT = 16;     //行同步前沿信号周期长
 parameter H_SYNC = 96;      //行同步信号周期长
 parameter H_BACK = 48;      //行同步后沿信号周期长
 parameter H_ACT = 640;      //行显示周期长
 parameter H_BLANK = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK;        //行空白信号总周期长
 parameter H_TOTAL = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK+H_ACT;  //行总周期长耗时
 parameter V_FRONT = 11;     //场同步前沿信号周期长
 parameter V_SYNC = 2;       //场同步信号周期长
 parameter V_BACK = 31;      //场同步后沿信号周期长
 parameter V_ACT = 480;      //场显示周期长
 parameter V_BLANK = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK;        //场空白信号总周期长
 parameter V_TOTAL = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK+V_ACT;  //场总周期长耗时
 reg [10:0] H_Cont;        //行周期计数器
 reg [10:0] V_Cont;        //场周期计数器
 wire [7:0] VGA_R;         //VGA红色控制线
 wire [7:0] VGA_G;         //VGA绿色控制线
 wire [7:0] VGA_B;         //VGA蓝色控制线
 reg VGA_HS;
 reg VGA_VS;
 reg [10:0] X;             //当前行第几个像素点
 reg [10:0] Y;             //当前场第几行
 reg CLK_25;
 always@(posedge OSC_50)begin 
      CLK_25=~CLK_25;         //时钟
 end 

 assign VGA_SYNC = 1'b0;   //同步信号低电平
 assign VGA_BLANK = ~((H_Cont<H_BLANK)||(V_Cont<V_BLANK));  //当行计数器小于行空白总长或场计数器小于场空白总长时,空白信号低电平
 assign VGA_CLK = ~CLK_to_DAC;  //VGA时钟等于CLK_25取反
 assign CLK_to_DAC = CLK_25;

 always@(posedge CLK_to_DAC)begin
        if(H_Cont<H_TOTAL)           //如果行计数器小于行总时长
            H_Cont<=H_Cont+1'b1;      //行计数器+1
        else H_Cont<=0;              //否则行计数器清零
        if(H_Cont==H_FRONT-1)        //如果行计数器等于行前沿空白时间-1
            VGA_HS<=1'b0;             //行同步信号置0
        if(H_Cont==H_FRONT+H_SYNC-1) //如果行计数器等于行前沿+行同步-1
            VGA_HS<=1'b1;             //行同步信号置1
        if(H_Cont>=H_BLANK)          //如果行计数器大于等于行空白总时长
            X<=H_Cont-H_BLANK;        //X等于行计数器-行空白总时长   (X为当前行第几个像素点)
        else X<=0;                   //否则X为0
end

 always@(posedge VGA_HS)begin
        if(V_Cont<V_TOTAL)           //如果场计数器小于行总时长
            V_Cont<=V_Cont+1'b1;      //场计数器+1
        else V_Cont<=0;              //否则场计数器清零
        if(V_Cont==V_FRONT-1)       //如果场计数器等于场前沿空白时间-1
            VGA_VS<=1'b0;             //场同步信号置0
        if(V_Cont==V_FRONT+V_SYNC-1) //如果场计数器等于行前沿+场同步-1
            VGA_VS<=1'b1;             //场同步信号置1
        if(V_Cont>=V_BLANK)          //如果场计数器大于等于场空白总时长
            Y<=V_Cont-V_BLANK;        //Y等于场计数器-场空白总时长    (Y为当前场第几行)  
        else Y<=0;                   //否则Y为0
end

 reg valid_yr;

 always@(posedge CLK_to_DAC)begin
    if(V_Cont == 10'd32)         //场计数器=32时
        valid_yr<=1'b1;           //行输入激活
    else if(V_Cont==10'd512)     //场计数器=512时
        valid_yr<=1'b0;           //行输入冻结
 end

 wire valid_y=valid_yr;       //连线   
 reg valid_r;     

 always@(posedge CLK_to_DAC)begin
    if((H_Cont == 10'd32)&&valid_y)     //行计数器=32时
        valid_r<=1'b1;                   //像素输入激活
    else if((H_Cont==10'd512)&&valid_y) //行计数器=512时 
        valid_r<=1'b0;                   //像素输入冻结
 end

 wire valid = valid_r;               //连线
 assign x_dis=X;       //连线X
 assign y_dis=Y;       //连线Y
 // reg[7:0] char_bit;
 // always@(posedge CLK_to_DAC)
 //     if(X==10'd144)char_bit<=9'd240;   //当显示到144像素时准备开始输出图像数据
 //     else if(X>10'd144&&X<10'd384)     //左边距屏幕144像素到416像素时    416=144+272(图像宽度)
 //         char_bit<=char_bit-1'b1;       //倒着输出图像信息
         
 reg[29:0] vga_rgb;                //定义颜色缓存
 always@(posedge CLK_to_DAC) begin
     if(X>=0&&X<200)begin    //X控制图像的横向显示边界:左边距屏幕左边144像素  右边界距屏幕左边界416像素
         vga_rgb<=30'hffffffffff;   //白色
     end
     else if(X>=200&&X<400)begin
         vga_rgb<=30'hf00ff65f1f;   
     end
     else if(X>=400&&X<600)begin
         vga_rgb<=30'h9563486251; 
     end
     else begin
         vga_rgb<=30'h5864928654; 
     end
 end
 assign VGA_R=vga_rgb[23:16];
 assign VGA_G=vga_rgb[15:8];
 assign VGA_B=vga_rgb[7:0];
endmodule
三显示彩色图片
1准备图片数据

1将图片用电脑自带的画图转换为24位位图

注意:转换之前先将图片的大小修改的小一点。

2使用BMP2Mif软件将bmp格式图片转换为Mif文件

3保存转换的文件

2产生ROM IP核将生成的mif文件保存在ROM中

1新建Quartus工程,双击选择ROM:1-PORT

一般将文件存放在ip文件夹中,下文中的pll ip核也是。

更改设置,word大小设置要大于图片大小,然后next

取消勾选q,然后next

这里因为我们转换的是24位位图,所以在ROM里要引入 .mif 文件

勾选上输出 inst,例化,然后finish

3Pll ip核

搜索PLL

next

next到如下界面,设置为自己需要的hz

为了显示不同分辨率我们这里再加一个时钟 c1

然后next到最后界面,选中生成例化模块,这里自己编写代码的时候运用比较方便

4更改分辨率

分辨率文件vga_para.v

在下文vga_ctrl.v文件中更改第一行的分辨率。如果需要不同频率的时钟,定义ip核的时候多定义一个,在代码里vga_clk <= c1,改为其他的例如c0.

`define vga_640_480
`define vga_1920_1080
`define vga_1024_768

`ifdef  vga_640_480
    //执行操作A
    `define H_Right_Border 8
    `define H_Front_Porch  8
    `define H_Sync_Time    96
    `define H_Back_Porch   40
    `define H_Left_Border  8
    `define H_Data_Time    640
    `define H_Total_Time   800

    `define V_Bottom_Border 8
    `define V_Front_Porch   2
    `define V_Sync_Time     2
    `define V_Back_Porch    25
    `define V_Top_Border    8
    `define V_Data_Time     480
    `define V_Total_Time    525

`elsif  vga_1920_1080
    //执行操作B
    `define H_Right_Border 0
    `define H_Front_Porch  88
    `define H_Sync_Time    44
    `define H_Back_Porch   148
    `define H_Left_Border  0
    `define H_Data_Time    1920
    `define H_Total_Time   2200

    `define V_Bottom_Border 0
    `define V_Front_Porch   4
    `define V_Sync_Time     5
    `define V_Back_Porch    36
    `define V_Top_Border    0
    `define V_Data_Time     1080
    `define V_Total_Time    1125

`elsif vga_1024_768 
    `define H_Right_Border 0
    `define H_Front_Porch  24
    `define H_Sync_Time    136
    `define H_Back_Porch   160
    `define H_Left_Border  0
    `define H_Data_Time    1024
    `define H_Total_Time   1344

    `define V_Bottom_Border 0 
    `define V_Front_Porch   3 
    `define V_Sync_Time     6 
    `define V_Back_Porch    29
    `define V_Top_Border    0 
    `define V_Data_Time     768 
    `define V_Total_Time    806

`else

`endif
5代码及实现效果
c 复制代码
`define vga_640_480

`include "vga_para.v"

module vga_ctrl(
    input                 clk         ,//时钟信号 //25.2MHZ
    input                 rst_n       ,//复位信号
    output  reg           vsync       ,
    output  reg           hsync       ,

    output  reg   [4 :0]  vga_r       ,
    output  reg   [4 :0]  vga_b       ,
    output  reg   [5 :0]  vga_g       

);

//参数定义
    parameter   H_SYNC_START = 1,
                H_SYNC_STOP  = `H_Sync_Time ,
                H_DATA_START = `H_Sync_Time + `H_Back_Porch + `H_Left_Border,
                H_DATA_STOP  = `H_Sync_Time + `H_Back_Porch + `H_Left_Border + `H_Data_Time,

                V_SYNC_START = 1,
                V_SYNC_STOP  = `V_Sync_Time,
                V_DATA_START = `V_Sync_Time + `V_Back_Porch + `V_Top_Border,
                V_DATA_STOP  = `V_Sync_Time + `V_Back_Porch + `V_Top_Border + `V_Data_Time;

//信号定义
    reg     [11:0]  cnt_h_addr  ;//行地址计数器
    wire            add_h_addr  ;
    wire            end_h_addr  ;

    reg     [11:0]  cnt_v_addr  ;//长地址计数器
    wire            add_v_addr  ;
    wire            end_v_addr  ;
    
    reg     [13:0]  address     ;
    wire    [15:0]  q           ;
    reg             vga_clk     ;
    wire    [15:0]  data_disp   ;
    
    reg     [10:0]  h_addr      ;//数据有效显示区域行地址
    reg     [10:0]  v_addr      ;//数据有效显示区域场地址
    
    wire    flag_begin_h        ;
    wire    flag_begin_v        ;
    wire    flag_clear_address  ;
    wire    flag_enable_out2    ;
    
    assign vga_sync = 1'b0;

pll	pll_inst (
	.areset ( !rst_n ),
	.inclk0 ( clk    ),
	.c0     ( c0     ),//50MHZ
	.c1     ( c1     ) //25MHZ
	);

    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            vga_clk <= clk;
        end
        else begin
            vga_clk <= c1;
        end
    end


    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            cnt_h_addr <= 12'd0;
        end
        else if(add_h_addr)begin
            if(end_h_addr)begin
                cnt_h_addr <= 12'd0;
            end
            else begin
                cnt_h_addr <= cnt_h_addr + 12'd1;
            end
        end
        else begin
            cnt_h_addr <= 12'd0;
        end
    end
    
    assign add_h_addr = 1'b1;
    assign end_h_addr = add_h_addr && cnt_h_addr == `H_Total_Time - 1;
    
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            cnt_v_addr <= 12'd0;
        end
        else if(add_v_addr)begin
            if(end_v_addr)begin
                cnt_v_addr <= 12'd0;
            end
            else begin
                cnt_v_addr <= cnt_v_addr + 12'd1;
            end
        end
        else begin
            cnt_v_addr <= cnt_v_addr;
        end
    end
    
    assign add_v_addr = end_h_addr;
    assign end_v_addr = add_v_addr && cnt_v_addr == `V_Total_Time - 1;
    
    //行场同步信号
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            hsync <= 1'b1;
        end
        else if(cnt_h_addr == H_SYNC_START - 1)begin
            hsync <= 1'b0;
        end
        else if(cnt_h_addr == H_SYNC_STOP - 1)begin
            hsync <= 1'b1;
        end
        else begin
            hsync <= hsync;
        end
    end
    
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            vsync <= 1'b1;
        end
        else if(cnt_v_addr == V_SYNC_START - 1)begin
            vsync <= 1'b0;
        end
        else if(cnt_v_addr == V_SYNC_STOP - 1)begin
            vsync <= 1'b1;
        end
        else begin
            vsync <= vsync;
        end
    end
    
    //数据有效显示区域定义
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            h_addr <= 11'd0;
        end
        else if((cnt_h_addr >= H_DATA_START - 1) &&( cnt_h_addr <= H_DATA_STOP - 1))begin
            h_addr <= cnt_h_addr - H_DATA_START - 1;
        end
         else if(address == 48*48 - 1) begin
            h_addr <= 11'd0;
        end
    end
    
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            v_addr <= 11'd0;
        end
        else if((cnt_v_addr >= V_DATA_START - 1) && (cnt_v_addr <= V_DATA_STOP - 1))begin
            v_addr <= cnt_v_addr - V_DATA_START -1;
        end
        else if(address == 48*48 - 1) begin
            v_addr <= 11'd0;
        end
    end
    
    //显示数据
    always@(posedge vga_clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)begin
            vga_r <= 5'b0;
            vga_g <= 6'b0;
            vga_b <= 5'b0;
        end
        else if((cnt_h_addr >= H_DATA_START - 1) &&( cnt_h_addr <= H_DATA_STOP - 1) 
                && (cnt_v_addr >= V_DATA_START - 1) && (cnt_v_addr <= V_DATA_STOP - 1))begin
            vga_r <= data_disp[15:11];
            vga_g <= data_disp[10: 5];
            vga_b <= data_disp[4 : 0];
        end
        else begin
            vga_r <= 5'b0;
            vga_g <= 6'b0;
            vga_b <= 5'b0;
        end
    end
    
    assign data_disp = q;

//ROM地址计数器
always @( posedge vga_clk or negedge rst_n ) begin
    if ( !rst_n ) begin
        address <= 0;
    end
    else if ( flag_clear_address ) begin //计数满清零
        address <= 0;
    end
        else if ( flag_enable_out2 ) begin  //在有效区域内+1
        address <= address + 1;
        end
    else begin  //无效区域保持
        address <= address;
    end
end
assign flag_clear_address = address == 48 * 48 - 1;
assign flag_begin_h     = h_addr > ( ( 640 - 48 ) / 2 ) && h_addr < ( ( 640 - 48 ) / 2 ) + 48 + 1;
assign flag_begin_v     = v_addr > ( ( 480 - 48 )/2 ) && v_addr <( ( 480 - 48 )/2 ) + 48 + 1;
assign flag_enable_out2 = flag_begin_h && flag_begin_v;

rom	rom_inst (
	.address    ( address),
	.clock      ( vga_clk),
	.q          ( q      )
	);

endmodule
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