基于FPGA的SD卡BMP图片读取及VGA显示实验教程（含Verilog代码和Quartus项目文件）-ITADN社区

基于FPGA的SD卡BMP图片读取及VGA显示实验教程（含Verilog代码和Quartus项目文件）

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本教程详细介绍如何使用FPGA实现从SD卡读取BMP格式图片并通过VGA接口显示。包含详尽的Verilog代码与Quartus项目文件，适合初学者实践学习。 FPGA读取SD卡中的BMP图片并通过LCD显示的实验涉及Verilog逻辑源码及Quartus工程文件的使用，所用到的FPGA型号为Cyclone4E系列中的EP4CE6F17C8，使用的软件版本为Quartus 17.1。本实验在先前练习SD卡读写和VGA视频显示的基础上进行扩展，通过从SD卡中读取BMP图片，并将其存储到外部高速RAM后，在LCD或VGA上显示。该实验的核心在于将之前FPGA内部生成的彩条数据替换为存放在SD卡中的实际图像。然而由于SD卡的数据传输速率远低于视频输出的需求，因此需要先将从SD卡读取的数据暂存在外部SRAM中，再由视频时序模块在适当的时间点读出这些数据进行显示。实验所涉及的主要模块包括： - SD卡接口：通过SPI模式与FPGA连接。 - 外部存储器（如SDRAM）用于高速缓存从SD卡读取的BMP图片数据。 - VGA或LCD输出端口，负责图像的实际展示。 Verilog代码定义了一个顶层模块top，该模块包含了所有必要的输入和输出信号。其中参数MEM_DATA_BITS表示外部内存接口的数据宽度为16位；ADDR_BITS代表地址线的数量是24根。

基于FPGA的SD卡图像读取与VGA显示的Verilog代码及Quartus项目文件.zip

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本资源包包含了使用Verilog语言编写的在FPGA上实现从SD卡读取图像并输出到VGA显示器的完整代码和Quartus项目的配置文件，适用于数字系统设计学习与实践。 FPGA设计读取SD卡中的图片并通过VGA屏显示输出的Verilog设计Quartus工程源码文件使用的是Cyclone4E系列中的EP4CE10F17C8型号，Quartus版本为18.0。模块定义如下： ```verilog module top_sd_photo_vga( input sys_clk, //系统时钟 input sys_rst_n, //系统复位，低电平有效 // SD卡接口 input sd_miso, //SD卡SPI串行输入数据信号 output sd_clk, //SD卡SPI时钟信号 output sd_cs, //SD卡SPI片选信号 output sd_mosi, //SD卡SPI串行输出数据信号 // SDRAM接口 output sdram_clk, //SDRAM 时钟 output sdram_cke, //SDRAM 时钟有效 output sdram_cs_n, //SDRAM 片选 output sdram_ras_n, //SDRAM 行有效 output sdram_cas_n, //SDRAM 列有效 output sdram_we_n, //SDRAM 写有效 output [1:0] sdram_ba, //SDRAM Bank地址 output [1:0] sdram_dqm,//SDRAM 数据掩码 output [12:0] sdram_addr,//SDRAM 地址 inout [15:0] sdram_data //SDRAM 数据 // VGA接口 ,output vga_hs, //行同步信号 output vga_vs, //场同步信号 output [15:0] vga_rgb//红绿蓝三原色输出 ); ``` 参数定义： ```verilog parameter PHOTO_H_PIXEL = 640 ; // 设置SDRAM缓存大小，水平像素数为24d640，这里简化表示为640。 parameter PHOTO_V_PIXEL = 480; // 设置SDRAM缓存大小，垂直像素数为24d480，这里简化表示为480。 ``` 线网定义： ```verilog wire clk_100m ; // 100MHz时钟信号，用于SDRAM操作 wire clk_100m_shift; // 与clk_100m相位偏移的时钟信号 wire clk_50m; wire clk_50m_180deg ; wire clk_25m ; wire rst_n ; wire locked ; wire sys_init_done; //系统初始化完成标志 ``` SD卡读取相关定义： ```verilog // SD卡读信号线网 wire sd_rd_start_en ; // 开始写入SD卡数据的使能信号 reg [31:0] sd_rd_sec_addr ; // 存储要读取的数据扇区地址 wire sd_rd_busy; // 表示正在从SD卡中读取数据，为高电平有效 ```

基于FPGA的LCD12864显示屏图片显示实验（含Verilog代码及Quartus 11.0项目文件）.zip

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本资源提供了一个使用FPGA实现LCD12864显示屏图像展示的实验教程，包含详细的Verilog源代码和Quartus 11.0工程文件。适合于学习数字系统设计与嵌入式显示技术的学生及工程师参考。 FPGA控制LCD12864显示屏显示图片实验的Verilog逻辑源码适用于Quartus 11.0工程文件，并且使用的是CYCLONE4E系列中的EP4CE6E22C8型号，可以作为学习设计参考。模块定义如下： ```verilog module LCD12864(clk, rst, lcd12864_rs, lcd12864_rw, lcd12864_en, lcd12864_data, psb); input clk; // 系统时钟 input rst; // 复位信号 output lcd12864_rs; // 1: 数据模式；0: 指令模式 output lcd12864_rw; // 1: 读操作；0: 写操作 output lcd12864_en; //使能信号，写操作时在下降沿将数据送出；读操作时保持高电平 output psb; output [7:0] lcd12864_data; // LCD 数据总线 reg lcd12864_rs, lcd12864_en; reg[7:0] lcd12864_data; // 状态机相关寄存器 reg [3:0] state; reg [3:0] next_state; // 计数器 reg [14:0] div_cnt; // 分频计数器 reg [9:0] cnt; // 写操作计数器 wire[7:0] data; // 要显示的数据 reg clk_div; //分频时钟 // 状态机参数定义 parameter idle = 4b0000, setbase_1 = 4b0001, setmode_1 = 4b0010, setcurs_1 = 4b0111, setexte_1 = 4b0100, setexte_2 = 4b1100, wr_y_addr_1 = 4b1101, wr_y_addr_2 = 4b1111, wr_x_addr_1 = 4b1110, wr_x_addr_2 = 4b1010, wr_data_1 = 4b1011, wr_data_2 = 4b`b`b; assign lcd12864_rw = 1b0; // 对LCD始终为写操作 assign psb=1b1; // 开背光灯 //时钟分频模块 always @(posedge clk or negedge rst) begin if(!rst) div_cnt <= 15d0; else if(div_cnt==16h4000) begin div_cnt <= 15d`b; // `b为具体数值，此处示例未给出实际值，请根据实际情况填写。 clk_div<=~clk_div; end else div_cnt <= div_cnt+ 1b1; end //状态机转向模块 always @(posedge clk_div or negedge rst) begin if(!rst) state <= idle; // `b为具体数值，此处示例未给出实际值，请根据实际情况填写。 else state <= next_state; end ``` 这段代码定义了一个用于控制LCD12864显示屏的模块，并通过FPGA实现对屏幕的操作。其中包括了时钟分频、状态机和数据传输等部分，可以根据具体需求进行修改和完善。

FPGA从SD卡读取BMP图片并显示

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本项目介绍如何使用FPGA技术从SD卡中读取BMP格式的图片文件，并在连接的显示器上进行实时显示。通过硬件描述语言编程实现图像数据的高效处理与传输，为嵌入式视觉系统提供了一个实用案例。在现代电子设计领域里，FPGA（现场可编程门阵列）是一个重要的硬件编程平台，在数字逻辑设计中有广泛应用。BMP格式的图片是计算机图形处理中常用的一种图像文件类型。SD卡是一种常见的存储设备，广泛用于便携式装置的数据储存。将FPGA与SD卡结合以读取并显示存放在SD卡上的BMP图片涉及到多种技术和步骤，包括实现SD卡协议、解析BMP文件格式以及数据的处理和展示等环节。这一过程首先要求设计一个能在FPGA上运行的控制器来管理SD卡接口，通过SPI或SDIO等方式与SD卡进行通信，并确保能够正确发送命令并接收相应的反馈信息。在读取到图片的数据后，需要根据BMP文件格式解析其中的信息头和像素数据等关键部分。这一步骤中，FPGA必须识别出图像的尺寸、颜色深度以及其他相关参数以准备进一步处理这些数据用于显示目的。完成对原始BMP文件内容的理解之后，接下来的任务是将获取到的数据转换成适合于屏幕展示的形式，并且可能还需要进行24位RGB格式向特定显示器兼容色彩模式的转变。为了实现这一点，FPGA需要与如VGA或HDMI这样的视频输出设备相连接并生成适当的显示信号。整个项目实施过程中，设计人员需掌握硬件描述语言（例如Verilog或者VHDL）编写代码的能力，并且要熟悉如何利用FPGA内部资源来构建高效的设计方案。因此，在进行这项挑战性的任务时，除了理论知识外还需要积累丰富的实践经验和解决复杂问题的技巧。

FPGA SD卡读写实验Verilog代码及Quartus项目文件+文档说明.zip

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本资源包含一个用于FPGA的SD卡读写实验的完整工程包，内含Verilog源码、Quartus项目文件以及详细的文档说明。适合进行FPGA开发学习与实践。 d卡实验Verilog逻辑源码Quartus工程文件+文档说明，FPGA型号为Cyclone4E系列中的EP4CE6F17C8，使用的是Quartus版本17.1。模块定义如下： ```verilog module sd_card_test( input clk, input rst_n, input key1, output SD_nCS, output SD_DCLK, output SD_MOSI, input SD_MISO, output [5:0] seg_sel, output [7:0] seg_data ); ``` 定义状态参数： ```verilog parameter S_IDLE = 0; parameter S_READ = 1; parameter S_WRITE = 2; parameter S_END = 3; ``` 声明内部寄存器和信号： ```verilog reg[3:0] state; wire sd_init_done; reg sd_sec_read; wire [31:0] sd_sec_read_addr; wire [7:0] sd_sec_read_data; wire sd_sec_read_data_valid; wire sd_sec_read_end; reg sd_sec_write; wire [31:0] sd_sec_write_addr; reg [7:0] sd_sec_write_data; wire sd_sec_write_data_req; wire sd_sec_write_end; reg[9:0] wr_cnt; reg[9:0] rd_cnt; wire button_negedge; reg[7:0] read_data; ``` 使用异步按键消抖模块： ```verilog ax_debounce ax_debounce_m0( .clk (clk), .rst (~rst_n), .button_in (key1), .button_posedge (), .button_negedge (button_negedge) ); ``` 定义段码译码器和扫描模块： ```verilog wire [6:0] seg_data_0; seg_decoder seg_decoder_m0( .bin_data(read_data[3:0]), .seg_data(seg_data_0) ); wire [6:7] seg_data_1; seg_decoder seg_decoder_m1( .bin_data (read_data[7:4]), .seg_data (seg_data_1) ); ``` 段码扫描模块： ```verilog seg_scan seg_scan_m0( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .seg_sel(seg_sel), .seg_data(seg_data), .seg_data_0({1b1,7b1111_111}), .seg_data_1({sd_init_done, seg_data_0}) ); ``` 状态机处理逻辑： ```verilog always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(rst_n == 1b0) wr_cnt <= 10d0; else if(state == S_WRITE) begin if(sd_sec_write_data_req == 1b1) wr_cnt <= wr_cnt + 10; //此处的代码可能需要根据实际情况调整 end ```

基于FPGA的SD卡图像读取与VGA显示

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本项目利用FPGA技术实现SD卡中的图像数据读取，并通过VGA接口进行实时显示，展示了硬件描述语言在图像处理领域的应用。基于FPGA的SD卡图片读取和VGA显示功能如下：首先，在电脑上将图片复制到SD卡中，并使用SD卡扇区查询工具确定图片的起始扇区位置，然后在程序中进行相应的设置。完成上述步骤后，连接VGA显示器即可实现图片的显示。

FPGA SD卡读写测试实验 Verilog代码及Quartus项目文件+文档说明.zip

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本资源包含用于FPGA上SD卡读写的Verilog代码和Quartus项目文件，附带详细的实验文档说明，适合进行相关硬件设计与验证的学习者使用。 FPGA读写SD卡测试实验 Verilog逻辑源码及Quartus工程文件文档说明：使用Cyclone4E系列中的EP4CE6F17C8 FPGA型号，Quartus版本为17.1。 Verilog模块定义如下： ```verilog module sd_card_test( input clk, input rst_n, input key1, output SD_nCS, output SD_DCLK, output SD_MOSI, input SD_MISO, output [5:0] seg_sel, output [7:0] seg_data ); parameter S_IDLE = 0; parameter S_READ = 1; parameter S_WRITE = 2; parameter S_END = 3; reg[3:0] state; wire sd_init_done; reg sd_sec_read; wire[31:0] sd_sec_read_addr; wire[7:0] sd_sec_read_data; wire sd_sec_read_data_valid; wire sd_sec_read_end; reg sd_sec_write; wire[31:0] sd_sec_write_addr; reg [7:0] sd_sec_write_data; wire sd_sec_write_data_req; wire sd_sec_write_end; reg[9:0] wr_cnt; reg[9:0] rd_cnt; wire button_negedge; reg[7:0] read_data; // debounce module instantiation ax_debounce ax_debounce_m0( .clk (clk), .rst (~rst_n), .button_in (key1), .button_posedge (), .button_negedge (button_negedge) ); wire[6:0] seg_data_0; seg_decoder seg_decoder_m0( .bin_data(read_data[3:0]), .seg_data(seg_data_0) ); wire[6:0] seg_data_1; seg_decoder seg_decoder_m1( .bin_data (read_data[7:4]), .seg_data (seg_data_1) ); // seven segment display scan module instantiation seg_scan seg_scan_m0( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .seg_sel(seg_sel), .seg_data(seg_data), .seg_data_0({1b1,7b1111_111}), .seg_data_1({1b1,7b1111_111}), .seg_data_2({sd_init_done, seg_data_0}) ); always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(rst_n == 0) wr_cnt <= 9d0; ``` 以上是模块的定义和初始化部分，描述了SD卡读写测试实验中所使用的Verilog代码框架。其中包含了状态机的状态参数、信号声明以及按键去抖动处理等逻辑设计，并且引入了一些辅助模块如七段数码管显示扫描器和数据解码器以实现数据显示功能。

基于FPGA的AD9238数据采样及VGA波形显示示例代码与项目文件（含Verilog和Quartus）.zip

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本资源提供基于FPGA实现AD9238的数据采样，并通过VGA显示器展示波形的完整示例，包含Verilog源码及Quartus工程文件。本段落介绍了一个使用FPGA采样AD9238数据并通过VGA波形显示的项目，并提供了Verilog逻辑源码和Quartus工程文件以及文档说明。该项目采用的是Cyclone4E系列中的EP4CE6F17C8 FPGA型号，使用的Quartus版本为17.1。ADC模块使用AD9238型号，其最大采样率为65MHz，精度为12位。在实验中，采集到的两路输入信号以波形方式通过HDMI显示出来，在观察波形时更加直观，相当于一个数字示波器的基础版本。整个项目由顶层模块定义完成： ```verilog module top( input clk, input rst_n, output ad9238_clk_ch0, output ad9238_clk_ch1, input[11:0] ad9238_data_ch0, input[11:0] ad9238_data_ch1, //vga输出 output vga_out_hs, //VGA水平同步信号 output vga_out_vs, //VGA垂直同步信号 output [4:0] vga_out_r, //VGA红色输出 output[5:0] vga_out_g, //VGA绿色输出 output [4:0] vga_out_b //VGA蓝色输出 ); ``` 模块中定义了多个信号，包括视频时钟、水平同步和垂直同步等用于生成波形显示的内部信号。这些信号帮助实现从ADC采样数据到在屏幕上以波形形式展示的功能。 ```verilog wire video_clk; wire video_hs; wire video_vs; wire video_de; //颜色输出相关 wire [7:0] video_r,video_g,video_b; //网格线显示控制信号 wire grid_hs,grid_vs,grid_de; wire[7:0] grid_r,grid_g,grid_b; //两路波形数据的水平同步、垂直同步和使能以及颜色输出相关定义 wire wave0_hs,wave0_vs,wave0_de; wire [7:0] wave0_r,wave0_g,wave0_b; wire wave1_hs,wave1_vs,wave1_de; wire [7:0] wave1_r,wave1_g, wave1_b; //ADC时钟和数据缓冲控制信号 wire adc_clk; wire adc0_buf_wr; wire[10:0] adc0_buf_addr; ```

FPGA SD卡音乐播放读写示例代码及Quartus项目资料包（含Verilog和文档）.zip

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本资源包含一个完整的FPGA SD卡音乐播放器的示例代码与项目文件，采用Verilog编写，并附有详细文档说明。 FPGA读取SD卡音乐播放的Verilog逻辑源码及Quartus工程文件适用于Cyclone4E系列中的EP4CE6F17C8型号芯片，并使用了Quartus版本17.1进行开发。实验简介：在先前完成的SD卡读写和音频模块录音与播放的基础上，本实验旨在通过搜索SD卡中WAV音乐文件并将其发送至音频模块以实现一个简单的音乐播放器功能。 2 实验原理：该实验的一个关键点在于如何在没有操作系统支持的情况下直接从SD卡中读取每一个扇区的内容，并从中识别出WAV格式的文件。这里假设每个文件都从某个扇区的第一个字节开始并且是连续存储的，经大量测试发现FAT32文件系统中的文件确实符合这一特性。 2.1 WAV 文件格式：大多数音频和视频文件都有特定的头部信息以标识其类型及属性，WAV也不例外。通过分析SD卡中每个扇区前几个字节的内容来判断该段数据是否为一个WAV文件。由于所有的WAV文件都采用RIFF（Resource Interchange File Format）标准格式，并且每个WAV文件头都会用RIFF作为标识符的前四个字符，因此本实验简单地通过检查扇区开始处的这4个字节来判断是否为一个WAV音频文件。紧接着这四个字节的是该文件大小的信息，在播放时需要跳过最初的88字节（即WAV头部信息）。模块定义： ```verilog module top( input clk, // FPGA主时钟输入 input rst_n, // 复位信号，低电平有效 input key1, // 用户按键输入 input wm8731_bclk, // 音频模块的比特率时钟信号 input wm8731_daclrc, // DAC采样速率左右声道同步时钟 output wm8731_dacdat, // 发送给音频DAC的数据输出 input wm8731_adclrc, // ADC采样速率左右声道同步时钟 input wm8731_adcdat, // 从ADC接收的模拟数据输入 inout wm8731_scl, // I2C总线SCL信号端口，双向模式使用 inout wm8731_sda // I2C总线SDA信号端口，双向模式使用 output sd_ncs, // SD卡片选（SPI模式） output sd_dclk, // SD卡时钟输出 output sd_mosi, // 主控向SD卡的数据输出 input sd_miso // SD卡主控数据输入 ); //内部信号定义略去... wire[9:0] lut_index; //查找表索引，用于音频处理中的波形生成等操作。 wire[31:0] lut_data; wire[3:0] state_code; // I2C控制器模块实例化 i2c_config i2c_config_m0( .rst (~rst_n), //复位信号输入, 高电平有效 .clk (clk) //FPGA主时钟信号 ); ``` 上述代码中定义了一个顶层模块`top`，该模块包含了与SD卡和音频处理相关的接口以及内部逻辑。其中还包含一个I2C控制器实例化部分，用于配置外部的WM8731音频编解码器芯片（未完全列出）。

基于FPGA的LCD12864显示屏四行字符显示实验（含Verilog代码及Quartus 11.0项目文件）.zip

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本资源包含基于FPGA实现的LCD12864显示屏四行字符显示实验，提供详细的Verilog代码和Quartus 11.0项目文件，适合学习与实践。 FPGA控制LCD12864显示屏显示四行字符的实验可以参考以下Verilog逻辑源码及Quartus 11.0工程文件。所使用的FPGA型号为CYCLONE4E系列中的EP4CE6E22C8。 ```verilog module lcd12864(clk, rs, rw, en, dat, psb); input clk; // 系统时钟输入50MHz output reg [7:0] dat; // LCD的8位数据口 output reg rs; output reg rw; output reg en; output reg psb; reg e; reg [15:0] counter; reg [6:0] current, next; reg clkr; reg [1:0] cnt; always @(posedge clk) // 定时频率 begin counter = counter + 1; if (counter == 16h000f) clkr =~ clkr; end always @(posedge clkr) begin current = next; case(current) 7d0: begin rs <= 0; dat <= 8h31; next <= next + 1b1; end // 设置8位格式 7d1: begin rs <= 0; dat <= 8h0C; next <= next + 1b1; end // 整体显示，关光标，不闪烁 7d2: begin rs <= 0; dat <= 8h06; next <= next + 1b1; end // 设定输入方式，增量不移位 7d3: begin rs <= 0; dat <= 8h01; next <= next + 1b1; end // 清除显示 // 显示第一行数据 7d4: begin rs <= 1; dat <= 8hB4; next <= next + 1b1; end 7d5: begin rs <= 1; dat <= 8hF3; next <= next + 1b1; end 7d6: begin rs <= 1; dat <= 8hCE; next <= next + 1b1; end 7d7: begin rs <= 1; dat <= 8hF7;next<=next+1b1;end // 显示第二行数据 7d8: begin rs<=1;dat<=B9;next<=next+1b1;end 7d9: begin rs<=1;dat<=CF;next<=next+1b1;end // 显示第三、四行数据（假设每个字符为ASCII码） 7d10: begin rs <= 1; dat <=-; next <= next + 1b1; end 7d11: begin rs <= 1; dat<=F;next<=next+1b1;end 7d12: begin rs <= 1; dat<=P; next<=next+1b1;end 7d13: begin rs <= 1; dat <=G;next<=next+1b1; end 7d14: begin rs <= 1; dat <=A; next<=next+1b1; end 7d15: begin rs <= 1; dat<=!; next<=next+1b1;end // 更多行数据的显示可以根据需要继续添加 ... ``` 该代码段展示了如何通过Verilog语言控制FPGA驱动LCD显示屏，以实现字符的逐行显示。

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