VGA显示器工作原理之同步信号

VGA显示器是如何显示图像的？我们的FPGA和MCU要怎样配置才能让VGA显示器正确显示？经常有朋友这样问，网上相关的介绍也不少，我这里从FPGA或MCU的LCD控制器的角度来讨论这个问题。 我们先来看看显示器显示一个图像需要哪些信号（此图来自LCD显示模组的规格书）

从图可以看出，LCD显示图像需要Hsync，Vsync, D[n:0]，CLK，DE，而且这些信号要满足上述时序关系，
我们再来看VGA显示器的输入信号（此图来自VESA Monitor Timing Specifications ）

从上图可以看出，这里只有3个信号Hsync,Vsync,Video 和LCD需要的信号比较，Hsync，Vsync，是共同都有的，Video和D[n:0]其实是同一个信号，就是视频信号，显示器要显示的内容，LCD是数字输入的，所以用Data[n:0]来描述了，简写D[n:0]，n表示每个像素的灰度，灰度 = 2的n次方，通常取值是8或6；但是还少了DE和CLK信号。
这里我们来描述VGA显示是如何得到DE和CLK信号的，这也是本文要描述的重点。Hsync和Vsyn是我们要分析的根本，一个同步信号通常有这几个参数，频率，极性，同步头的宽度。
频率：这个不用说了；
极性：有正极性和负极性，信号中高电平时间长，低电平时间短就是负极性，反之就是正极性，前图的LCD信号图中的Hsync就是负极性，VGA显示器输入信号图中的Hsync是正极性；
同步头宽度：有些也叫同步时间，就是描述同步信号中较短的电平的时间，通常单位是CLK，可以用时间单位描述；
识别分辨率是得到CLK和DE的关键，VESA标准中每个不同的分辨率(包含刷新频率)Hsync，Vsync的频率和极性是不同的，VGA显示器就是根据这个来确定输入图像的分辨率的。一旦分辨率确定，一切都定了，你就可以查VESA标准得知VGA输入信号图中的全部参数。LCD中的DE就是DataEnable，对应VGA图中Active Video，DE总是高电平有效，也有些LCD描述的是Blank，Blank就是DE的取反。接下来就是CLK了，CLK = Hsync * Htotal。所有的VGA显示器内部都有一个PLL，就是起这个作用的，应为信号源来自Hsync，所以Hsync必须稳定。这里出现了Htotal，就VESA中的 Hor Total Time。下面贴出一个1024*768@60Hz的 全部信息

VGA显示器的原里说完了，我们来看看LCD控制器有哪些信号（下图来自STM32规格书）

是不是看到VGA信号的LCD控制器的关系了；
下图是verilog配置的VGA控制器，和MCU的LCD控制器是很相似的。

好了，所有的描述完毕，不知道我描述清楚了没有，也可以加入QQ群来讨论这些问题 显示之窗 450660532