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VGA大全
VGA接口定义
VGA接口产生原因:
显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。
CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。
VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(VIDEOGraphicsArray)接口,也叫D-Sub接口。
虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配,因而采用VGA接口。
VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。
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。
有些不带VGA接口而带有DVI(DigitalVisualInterface数字视频接口)接口的显卡,也可以通过一个简单的转接头将DVI接口转成VGA接口,通常没有VGA接口的显卡会附赠这样的转接头。
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。
对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。
而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。
在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。
VGA接口应用于CRT显示器无可厚非,但用于连接液晶之类的显示设备,则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。
vga针脚定义
vga针脚定义
VGA15针母插座
VGA15针公插头
VGA是VideoGraphicsAdapter(Array)的缩写,信号类型为模拟类型。
常用模拟计算机信号接口:
VGA接口和RGB接口
VGA接口引脚定义
管脚
定义
1
红基色red
2
绿基色green
3
蓝基色blue
4
地址码IDBit
5
自测试(各家定义不同)
6
红地
7
绿地
8
蓝地
9
保留(各家定义不同)
10
数字地
11
地址码
12
地址码
13
行同步
14
场同步
15
地址码(各家定义不同)
标准15针VGA头焊接方法:
标准15针VGA头的各针脚如下图显示(3+4线型,3表示3根同轴红、绿、蓝,4表示4根黑、棕、黄、白线)VGA的脚通常按照倒梯形来看,从上到下,从左到右分别是1-5脚,6-10脚,11——15脚;(注意D15接头一定选用金属外壳)如下图所示:
15针脚我们通常只需要焊接11个引脚即可,如下:
(4、5、9、12脚不焊)
红线——“1”脚——模拟信号的“红”;
绿线——“2”脚——模拟信号的“绿”;
蓝线——“3”脚——模拟信号的“蓝”;
红线外屏蔽线——“6”脚——模拟信号的“红”的接地屏蔽线;
绿线外屏蔽线——“7”脚——模拟信号的“绿”的接地屏蔽线;
蓝线外屏蔽线——“8”脚——模拟信号的“蓝”的接地屏蔽线;
黑线——“10”脚——数子信号的的接地端;
棕线——“11”脚——屏幕与主机之间的控制或地址码;
黄线——“13”脚——数字的水平“行”同步信号;
白线——“14”脚——数子信号的垂直“场”同步信号;
VGA 线外屏蔽线——“15”脚——VGA插座外壳压接接地。
在实际工程中,经常会在地线的连接中出现错误,如果将某些脚(如4,5,9,15等)接到地线上,在大屏显示不出什么问题;但如10脚未接地的话,就会出现地线不通而出问题。
有些设备将不用的引脚全部接地了,虽然不标准,但挺实用,只是如果要用到相应的控制位时会出问题。
三、VGA针脚只焊7线的焊接方法:
(如用网线中的8芯焊接)
第一、1、2、3脚分别用网线中的三根线(1-橙,2-绿,3-蓝)记着两边颜色对应;
第二、 5~10脚焊接在一起做公共地;用8根网线中的某一根颜色的线(在此我们记作用“橙白”色线),记着两头都用这根颜色的线,6、7、8脚针焊在一起接到公共地上;
第三、11脚接网线中的某个线(在此定义为接棕色线,11-棕)
第四、13脚接网线中的某根颜色的线(在此定义用绿白线,13-绿白);
第五、14脚接网线中的某根颜色的线(在此定义用绿白线,14-蓝白);
第六、15脚VGA插座外壳压接接地,(在此定义用绿白线,15-棕白)
15号针脚其实应该跟5-10脚焊一起都当作地线,这样实际上就是焊7针脚了。
如果用专用VGA线缆涂简便只焊7针脚的话焊接方法就是:
就是在D15两端的5~10脚焊接在一起做公共地;红、绿、蓝的屏蔽线绞在一起接到公共地上;1、2、3脚接红、绿、蓝的芯线;13接黄线;14接白线;外层屏蔽压接到D15插头端壳,褐线和黑线不用接,但是要剪齐,以防和其他线串接。
9针VGA显示接口引脚定义
VGA是VideoGraphicsAdapter(Array)的缩写,信号类型为模拟类型,显示卡端的接口为9针母插座:
Pin Name Description
1 RED RedVideo
2 GREEN GreenVideo
3 BLUE BlueVideo
4 HSYNC HorizontalSync
5 VSYNC VerticalSync
6 RGND RedGround
7 GGND GreenGround
8 BGND BlueGround
9 SGND SyncGround
VGA显卡工作原理及种故障维修方法
基于DSPBuilder的VGA接口设计
引言
随着电子技术的发展,VGA(视频图形阵列)接口出现在很多嵌入式平台上,用于图像信息的实时显示等
在某些情况下,设计者希望通过普通的显示器或投影仪观测FPGA内部的一些矢量信号,即把带VGA接口的显示器当作示波器使用等,这就需要对数据进行处理,使之能够在显示器上实时显示
本文基于DSPBuilder的VGA接口设计方法,对VGA接口时序和系统设计需求进行了介绍,并在硬件平台下实现一维与二维信号的显示
VGA接口标准
VGA显像原理
显示器通过光栅扫描的方式,电子束在显示屏幕上有规律地从左到右、从上到下扫描
在扫描过程中,受行同步信号控制,逐点往右扫,完成一行扫描的时间倒数为行频;同时又在行同步脉冲期内回到屏幕的左端,从上往下形成一帧,在垂直方向上受场同步信号控制,完成一帧的时间倒数为场频
图像的显示过程即为在电子束扫描过程中,将地址与图像的像素依次对应,每一个被寻址的像素只获得其自身的控制信息,而与周围的像素不发生干扰,从而可以显示稳定的图像
VGA接口是显示卡上输出模拟信号的接口,也叫D-Sub接口
这种接口上面共有15个针孔,分成3排,每排5个,通过模拟VGA接口显示图像的工作原理,将计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,通过显卡中的ADC转变为R、G、B三基色信号和行、场同步信号,通过电缆传输到显示设备中
VGA时序
VGA的时序包括水平时序和垂直时序,且两者都包含的时序参数有:
水平(垂直)同步脉冲、水平(垂直)同步脉冲结束到有效显示数据区开始之间的宽度(后沿)、有效显示区宽度、有效数据显示区结束到水平(垂直)同步脉冲宽度开始之间的宽度(前沿)
水平有效显示区宽度与垂直有效显示区宽度逻辑与的区域为可视区域,其他区域为消隐区
一行或一场的时序信息如图1所示
图1行/场时序图
根据目前的显示器性能参数,以LG505E为例,其最大分辨率已可达到1024×768@60Hz,水平扫描频率30kHz~54kHz,垂直扫描频率50Hz~120Hz,带宽75MHz
基于DSPBuilder的VGA接口设计方法
本设计需要完成的功能包括产生VGA时序以及基于VGA接口的信号显示
设计符合VGA接口标准的接口系统,在该系统下可显示一维矢量信号与二维图像信号,并体现系统的可集成性,将该接口集成到SOPC系统中
系统时钟确定
根据系统时钟计算公式:
时钟频率=(行像素数+行消隐点数)×(一场行数+消隐行数)×刷新率
对于标准的VGA接口时序640×480@60Hz而言,时钟频率为800×525×60=25.175MHz
在本设计中我们采用1024×768@60Hz的XGA显示方式,因此系统的时钟频率PixelClk=1344×806×60=64.99MHz
状态机设计
由VGA时序可设计有限状态机来完成时序信号,以本设计1024×768@60Hz为例,对于行同步信号设计四个状态,即行同步脉冲信号区(horsync)、后沿区(backporch)、数据区(video)以及前沿区(frontporch)
用计数器hcnt的值来区分各阶段信号,最大记数值为1344
场同步信号也设计成如上四个状态,当完成一行的扫描后场计数器vcnt开始计数,因此一场可以有多行
VGADAC芯片及相应信号的生成
一般的VGADAC芯片需要输入相应的驱动信号才能工作,包括时钟信号、同步信号、有效显示区信号等
系统所用DAC芯片为FMS3818,其信号包括时钟与数据信号(RGB)输入、控制信号输入(sync与blankn)以及RGB信号DA输出
行同步与场同步信号与经VGADAC产生的RGB数据信号一并输出到VGA接口,驱动CRT显示
在本设计中时钟信号65MHz、同步信号为horsync与versync相与产生,有效显示区信号为行与场的有效数据区信号相与产生
一维矢量信号显示方式
在二维的空间中显示一维矢量信号,常规显示方法可以是将一维信号从左至右显示,如图2(a)所示,就如在普通的示波器上观察到的一样
这样,在VGA显示时,一行扫过多个采样点,需把要显示的采样点位置计算出来,当行信号扫过时,把采样点的值赋给像素点,就完成了信号的显示
而对于连续的一维信号,因为行频比场频高,图2(b)的显示方法更加合适
为此,将一维信号的时间轴映射到垂直方向上,幅值映射到水平方向上,当行扫描信号扫过一行时,映射一维信号的一个采样点,即一行信号对应一个像素,当完成一行信号后接着回扫,开始扫下一行
一般情况下,场频确定后,就可以根据一维信号的频率确定出一场可以显示的周期数,当完成一场信号后,在屏幕上就显示一帧图像
在具体实现时,需要对一维正弦波信号的参数作两点控制:
控制正弦波的频率,保证一行扫描对应一个采样点;控制正弦波的幅度,将其控制在1024×768的有效显示区域中
对正弦波频率来说,如果频率太高,一行会扫到多个采样点;如果频率太低,一整屏无法显示一个完整周期的信号
在本设计中,用一个较低的采样时钟控制正弦波的采样,正弦波存放在一个查找表中
如果要在一屏中显示n个周期的正弦信号,那么需要的采样频率fs=刷新率×n×查找表中一个周期的点数
控制正弦波幅度即让正弦波的最大值不能超出屏幕的显示区
VGA有效显示宽度为1024,则屏幕两端的空闲部分宽度(图2(a)和(c))都为100
(a) ; (b)
图2一维正弦波VGA显示示意图
二维图像信号的显示方式
二维图像的显示过程较一维信号容易实现
对二维图像,可以将二维图像信号转变成一维像素序列
在屏幕显示区域内,当行与场同步信号扫过时,
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