接口课设报告

四川师范大学成都学院电路与电子技术课程设计VGA显示接口设计学生姓名秦谌磊学号2012101315所在学院通信工程学院专业名称通信工程班级2012级移动通信2班指导教师胡迎刚成绩四川师范大学成都学院二○一四年十二月课程设计任务书VGA显示接口设计内容摘要：本文利用现场可编程逻辑器件FPGA产生VGA时序信号和彩条图像信号,并将其作为信号源,应用于彩色等离子显示器的电路开发,方便彩色等离子显示器驱动控制电路的调试。

FPGA芯片具有可靠性高、编程灵活、体积小等优点，实验经过软硬件调试，最终在显示器上显示彩条正确图像。

利用此原理，可以设计更多的彩色图像，且可将采集的图像进行实时显示，将此作为信号源，应用于显示器电路的开发或某些嵌入式系统中，进行视频设备的调试与性能分析或系统中信号处理模块的调试与性能分析等。

关键词：FPGA VGA 显示接口VGA Interface of display of design Abstract：VGA-timing signals and color strip image were obtained by using FPGA. The signals were used as sources when developing the circuits of color plasma display panel, and it took great convenience to the debugging of the driving and controlling circuit of color plasma display panel. The FPGA chip has the advantages of high reliability, small volume, flexible programming, just because of this, the test could achieve the desired results, display screen displays color bar signals. According to this principle, we can design color image more, and make the image real-time display, such as the signal source, used in display circuit development or some embedded systems, video equipment debugging and performance analysis of the system signal processing module debugging and performance analysis.Keywords：FPGA VGA Interface of display目录前言 (1)1 VGA接口概述 (1)1.1 VGA接口 (1)1.2 VGA显示 (2)1.3 VGA信号时序 (3)1.4 VGA图形编码 (4)2 EDA概述 (5)2.1 EDA技术及其发展 (5)2.2 EDA技术开发流程 (6)2.3 Quartus II软件简介 (6)2.4硬件描述语言VHDL (7)2.5 现场可编程逻辑门阵列FPGA (7)3 设计方案 (8)3.1 总体设计框架图 (8)3.2 主模块设计 (9)3.2.1 分频模块 (9)3.2.2 VGA彩条信号产生模块 (9)4 设计实现 (10)4.1 新建工程项目 (10)4.2 选择芯片 (10)4.3 使用硬件描述语言编程 (11)4.4 锁定引脚 (11)4.5 下载 (11)5 仿真结果 (12)5.1 仿真波形 (12)5.2 下载调试 (12)6 总结 (13)附录 (14)参考文献 (17)VGA显示接口设计前言VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS／2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。

接口课程设计报告计算机0202班郝俊学号；012002013429 一．课程设计的要求与目的结合一个实际的接口技术问题，设计一个微机应用系统，包括主控机，数个下位机及执行部件，要求该系统综合应用并行接口、串行接口和其他接口，编写对应的上位机和下位机程序，实现主控机与下位机的远距离传送和远程监控功能。

系统结构，如图；其中；1.系统硬件由一台主控机，数台下位机和执行部件组成，主控机与下位机通过串行通信线连接。

2．主控机：与所有下位机进行数据交换，必要时需建数据库，进行数据处理等。

3．下位机：与主控机通信，控制执行部件。

4．执行部件；将接收的数据送入到下位机或将下位机输出的数据送到执行部件。

5．主控机程序：串行（RS232/RS485）通信程序，数据处理程序等。

6．下位机程序：串行（RS232/RS485）通信程序，执行部件控制程序二．课程设计的题目地铁计费系统1．系统功能；乘客进站要在执行部件上刷卡，出站也要刷卡，执行部件将接收到的数据通过下位机传送给上位机，上位机根据卡号得出卡上金额。

出站时计算费用，并判断乘客是否买足了票，如果费用大于卡上金额，表示票款不足，则发出警报；如果费用小于卡上金额，表示票款足够，则算出余额，最后将数据送到下位机显示出来。

2．开发环境我们本次课程设计所用的开发环境是实验室提供的MF多功能微机接口实验与开发平台，所用的语言是IBM－PC汇编语言。

3．实验分工我们组的成员有我，冯茂盛，徐捷和黄林，其中冯茂盛同学担任组长。

我们的分工如下；冯茂盛同学负责下位机的程序编写以及整体调试，徐捷同学负责上位机的程序编写，黄林同学和我分别负责上位机和下位机的辅助设计以及硬件设计连接。

三．流程图上位机的流程图如下下位机的流程图如下页四．源程序代码上位机源代码：data segmentbalance db '4'quit db0ah,0dh,'The balance in your account is:$'err db0ah,0dh,'The balance is not adequate!!$'fee db0ah,0dh,'The fee of this travel is:$'card db0ah,0dh,'The card number is:$'carderror db0ah,0dh,'Invalid card number!',0ah,0dh,'$'data endsstack segment stackdb200dup(0)stack endscode segmentassume cs:code,ds:data,ss:stackcls macro op1,op2,op3,op4 ;用于清屏,分别是起止的行和列mov ah,6mov bh,1EHmov al,0mov ch,op1mov cl,op2mov dh,op3mov dl,op4int10Hendmint51 proc near ;8251A初始化子程序mov dx,309h;8251A命令口mov al,0;空操作out dx,almov al,40h;内部复位out dx,almov al,4eh;8251A方式命令out dx,almov al,27h;8251A工作命令out dx,alretint51 endpset_bps proc near ;8253-5计数初值计算与装入子程mov dx,307h;8253-5命令口mov al,0b6h;8253-5初始化命令out dx,almov dx,306h;8253-5计数器2的端口mov ax,34h;取计数初值out dx,al;装计数初值低字节mov al,ah;装计数初值高字节out dx,alret;返回set_bps endpbegin: mov ax,datamov ds,axcls 0,0,25,80mov ah,2mov bh,0mov dx,0101hint10hcall int51 ;调用8251A子程序，初始化8251Alea dx,card ;显示'The card number is :'mov ah,9int21hreceiv1: mov dx,309h;准备接收数据in al,dxtest al,02;接收数据准备好？RXRDY=1?jz receiv1 ;未准备好，即无数据接收mov dx,308h;已准备好，即有数据传送过来，则接收卡号in al,dxmov dl,al;显示接收的字符mov ah,02hint21hcmp al,30hjne carderrmov dx,309h;发送数据transm1: in al,dxtest al,01;发送准备好？TXRDY=1?jz transm1 ;未准备好，则等待mov dx,308h;将卡上的余额发送出去mov al,balanceout dx,al;发送结束,准备接收下位机传来的车费lea dx,fee ;显示'The fee of this travel is:'mov ah,9int21hreceiv2: mov dx,309h;准备接收数据in al,dxtest al,02;接收数据准备好？RXRDY=1?jz receiv2 ;未准备好，即无数据接收mov dx,308h;已准备好，即有数据传送过来，则接收1个字符卡号in al,dxmov dl,al;显示接收的字符mov ah,02hint21hmov bl, balancecmp bl, aljb error ;如果车费大于余额，则不修改余额,直接跳出sub bl,al;否则,发送数据add bl,'0'mov balance,blmov dx,309htransm2: in al,dxtest al,01;发送准备好？TXRDY=1?jz transm2 ;未准备好，则等待mov dx,308h;将卡上的余额发送出去mov al,balanceout dx,al;发送结束jmp overcarderr: lea dx,carderrormov ah,9int21hjmp overerror: lea dx,errmov ah,9int21hjmp overover: mov ax, 4c00hint21hcode endsend begin下位机源代码：data segmentinfo1 db0ah,0dh,'Please input the card number:$'carderror db0ah,0dh,'Invalid card number!!',0ah,0dh,'$'info2 db0ah,0dh,'Please input the fee:$'info3 db0ah,0dh,'The balance is:','$'info4 db0ah,0dh,'Press any key to check in!Press ESC to exit this program',0ah,0dh,'$' info5 db0ah,0dh,'Please press any key to check out!',0ah,0dh,'$'info6 db0ah,0dh,'Your balance is $'info7 db 'not adequate!',0ah,0dh,'$'card db10db ?db10dup(0)fee db10db ?db10dup(0)balance db10db ?db10dup(0)t dw0;初始化延时变量为0ta db14hdata endsstack segment stackdb200dup(0)stack endscode segmentassume cs:code,ds:data,ss:stackcls macro op1,op2,op3,op4 ;用于清屏,分别是起止的行和列mov ah,6mov bh,1EHmov al,0mov ch,op1mov cl,op2mov dh,op3mov dl,op4int10Hendmint51 proc near ;8251A初始化子程序mov dx,309h;8251A命令口mov al,0;空操作out dx,almov al,40h;内部复位out dx,almov al,4eh;8251A方式命令out dx,almov al,27h;8251A工作命令out dx,alretint51 endpset_bps proc near ;8253-5计数初值计算与装入子程mov dx,307h;8253-5命令口mov al,0b6h;8253-5初始化命令out dx,almov dx,306h;8253-5计数器2的端口mov ax,34h;取计数初值out dx,al;装计数初值低字节mov al,ah;装计数初值高字节out dx,alret;返回set_bps endpdelay1 proc;延时子程1push bxmov bx,tdl1: dec bxjnz dl1pop bxretdelay1 endpdelay2 proc;延时子程2push cxpush bxmov cx,04ffhdl4: mov bx,0ffffhdl3: dec bxjnz dl3dec cxjnz dl4pop bxpop cxretdelay2 endpspk proc nearmov bx,200mov t,0ffffhmov dx,303h;从PC6输出方波loson: mov dx,303h;从PC6输出方波mov al,0dh;置PC6=1;打开8253out dx,alcall delay1mov dx,303hmov al,0ch;置PC6=0;关闭8253out dx,alcall delay1dec bxjnz losoncall delay2retspk endpbegin: mov ax,datamov ds,axcls0,0,25,80mov ah,2;设置光标mov bh,0mov dx,0001hint10hcall int51 ;调用8251A子程序，初始化8251Amov dx,303h;初始化8255A,使指示灯全熄mov al,82hout dx,almov dx,300hmov al, 11111111bout dx,allea dx,info1 ;从开关输入卡号mov ah,9int21hmov dx,303hmov al,82hout dx,almov dx,301hin al,dxl1: mov dx,303hmov al,82hout dx,almov dx,301hin al,dxmov bl,al;将口B输入的卡号数据做备份and al,10000000b;如果首位不是0,就等待,直到把首位开关置0cmp al,00000000bjz l1and bl,01111111bmov dl,blmov ah,2int21hmov dx,309h;否则,发送数据transm1: in al,dxtest al,01;发送准备好？TXRDY=1?jz transm1 ;未准备好，则等待mov dx,308h;将已准备好的数据发送出去mov al,blout dx,al;发送结束cmp bl,30hjne carderrreceiv1: mov dx,309h;准备接收数据in al,dxtest al,02;接收数据准备好？RXRDY=1?mov dx,308h;已准备好，即有数据传送过来，则接收1个字符in al,dxmov bh,al;将显示的余额存到bh中lea dx,info3mov ah,9int21hmov dl,bh;显示接收的字符mov ah,02hint21hlea dx,info2mov ah,9int21hmov dx,303h;test用来读入8255口B的信息mov al,82hout dx,almov dx, 301hin al, dxl2: mov dx, 301hin al, dxmov bl,al;此时bl用来存储输入的车费and al,10000000bcmp al,10000000bjz l2and bl,01111111bmov dl,blmov ah,2int21h;end of testmov dx,309h;发送数据transm2: in al,dxtest al,01;发送准备好？TXRDY=1?jz transm2 ;未准备好，则等待mov dx,308h;将已准备好的数据发送出去mov al,blout dx,al;发送结束lea dx,info6mov ah,9int21hmov al, blcmp bh,aljb error ;如果车费大于余额,显示错误receiv2: mov dx,309h;准备接收数据in al,dxtest al,02;接收数据准备好？RXRDY=1?mov dx,308h;已准备好，即有数据传送过来，则接收1个字符in al,dxmov dl,al;显示接收的字符mov ah,02hint21hjmp overerror: lea dx,info7mov ah,9int21hmov dx,303h;初始化8255Amov al,82hout dx,almov dx,300hmov al, 00000000bout dx,alcall delay2mov dx,300hmov al,11111111bout dx,alcall spkjmp overcarderr: lea dx,carderrormov ah,9int21hcall spkover:mov dx,303h;初始化8255A,使指示灯全熄mov al,82hout dx,almov dx,300hmov al, 11111111bout dx,almov ax,4c00h;程序退出int21hcode endsend begin五．程序的调试过程老师将接口课程设计的要求和内容布置下来以后，我，冯茂盛，徐捷和黄林决定组成一个小组，共同完成这个课题。

设计目标：提高用户体验，增强人机交互的便捷性和智能化
设计方法：采用Android SDK进行开发，使用Java语言进行编程
设计过程：需求分析、界面设计、功能实现、测试和优化
设计成果：成功开发出一款基于Android的人机交互应用，提高了用户体验，增强了人机交互的便 捷性和智能化。
机电接口技术的未 来发展趋势与展望
机电接口技术的实 践应用
电机驱动：通 过控制电机的 转速、转矩等 参数，实现对 机械设备的精
确控制
控制接口：用 于连接电机和 计算机，实现 对电机的远程
控制和监测
应用领域：广 泛应用于工业 自动化、机器 人、智能家居
等领域
发展趋势：智 能化、网络化、 集成化，提高 系统的稳定性
和可靠性
传感器信号采集：通过传感器 获取物理量信息
项目设计
设计内容：包 括硬件设计、 软件设计和系
统集成
设计成果：提 交一份详细的 设计报告和演
示视频
熟悉机电接口技术的应用领 域和实际需求
掌握机电接口技术的基本原 理和关键技术
具备机电接口技术的设计、 开发和调试能力
提高团队合作和沟通能力，能 够与其他专业人员协同工作
设计目标明确，符合 课程要求
设计目标：实现基于FPGA的执行器驱动 与控制
设计方法：采用FPGA进行硬件设计和软 件编程
设计步骤：需求分析、硬件设计、软件 编程、测试与调试
设计成果：实现基于FPGA的执行器驱动 与控制，提高系统的稳定性和可靠性
设计总结：FPGA在机电接口技术中的应 用前景和挑战
案例背景：某公司开发一款基于Android的人机交互应用
机电接口技术课程设 计
汇报人：
目录

《接口技术》大型综合（课程设计）作业【目的】（1）掌握8086cpu微机接口电路的I/O系统的设计（2）掌握8086cpu微机接口电路的初始化汇编编程和具体项目功能的软件汇编语言代码编写（3）要求学生根据接口电路的硬件要求进行计算机的汇编语言程序设计，使学生的软件编程能力得到加强,对接口电路的综合应用能力有较大提高。

【要求】（1）每三个同学组成一个小组，选一位组长，负责与教师联系（2007年10月8日前选定题目及确定小组成员以电子版形式发至oucljp@）；每一组选择一个题目，完成系统的软硬件部分设计。

（2）自学、查找所选择I/O接口芯片和内存芯片的相关的资料。

使用接口技术知识实现能完成相应功能的硬件系统。

（3）要求写出系统（包括各个子系统）的设计方案及论证，画出系统原理图（硬件连线图）以及系统工作流程。

（4）画出程序流程、编写系统初始化程序和功能程序清单。

【设计报告书内容要求】1.每一小组要上交一份完整的设计方案（放假前以电子版形式发至邮箱oucljp@），内容包括：（1）报告封面（设计题目、小组成员）（2）设计题目（3）小组成员分工及成果（4）设计方案以及论证（5）硬件原理图（包括芯片的选型介绍）（6）程序流程图（包括各个子系统和子过程的程序流程）（7）程序清单，要有适当的注释（8）程序运行结果分析与预测（9）系统改进（升级）建议或者方案等。

2.每一个同学需要上交一份设计报告，简单介绍在课程设计过程中所做的工作，碰到的问题以及解决方法，阐述综合作业的收获等等。

【设计成绩评定】本次设计的成绩占《接口技术》课程期末总评成绩的15%，具体评定方法如下：（1）报告内容的完整性占20%的比例。

（2）硬件原理图占20%的比例。

（3）程序流程图占20%的比例。

（4）程序清单占10%的比例。

（5）程序运行结果分析与预测占20%的比例。

（6）系统改进（升级）建议或者方案占10%的比例。

【系统要求】1．交通灯控制（1）要求：十字路口1) 正常情况下，两路口轮流放行，且以一位8段数码管显示剩余时间；2) 夜间，两路口均为黄灯闪烁，均可放行。