基于FPGA的电子相框设计
摘 要
随着消费电子的发展和消费者生活的需要，电子相框不知不觉走进了我们的生活。用电子相框显示图片既方便又节省，更重要的是它可以将图片以多种形式显示出来，比如单张图片显示，多张图片循环或随机显示。本课题是基于FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）技术设计的电子相册，选取Cyclone系列FPGA芯片EP1C3T144作为控制器，以SDRAM芯片K4S641632作为储存器，读取SD卡内部的图片数据，然后通过15针VGA接口送往LCD显示出图片，以实现简单的电子相册功能，让电子相册成为普通家庭摆设中的一道引人注目的风景线。
关键字 FPGA；电子相册；VGA；Cyclone
Abstract
As with the development of Consumer electronics and the increasing leves of consumer life, digital photo frame comes into our lives imperceptibly.Display pictures with a digital photo frame is convenient and saving, the most important is that pictures can be displayed in a variety of forms, such as a single image display, pictures or random display.This topic is based on FPGA (Programmable Gate Array Field, field programmable gate array) technology design of electronic albums, the system uses Cyclone series FPGA chip EP1C3T144C8 as the control processor, using SDRAM chip K4S641632 as the register, reading the internal image data of SD card , and then through the 15 pin VGA interface to the LCD display pictures, to achieve a simple electronic albums, can become a beautiful family scenery line.
Key words FPGA Electronic photo album VGA Cyclone
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 4
1.1课题来源意义及目的 4
1.2国内外研究现状及分析 4
1.3本课题研究的主要内容 5
1.4预计存在的问题及解决思路 5
1.5本章小结 6
第2章 FPGA及Verilog HDL语言简介 6
2.1 FPGA介绍 6
2.1.1 FPGA基本概念 6
2.1.2 FPGA开发环境及流程 7
2.2 Verilog HDL语言介绍 7
2.3 本章小结 7
第3章 系统电路的设计和实现 9
3.1系统总体设计 9
3.2 FPGA最小系统 9
3.2.1时钟电路 9
3.2.2复位电路 10
3.2.3 FPGA功能模块设计与实现 11
3.2.4 FPGA的JTAG模式配置电路 24
3.3电源模块 25
3.4滤波电路 27
3.5 EPCS接口电路 28
3.6 SD卡存储模块 29
3.7 VGA接口模块 30
3.8 SDRAM存储器接口电路 32
3.9 本章小结 33
第4章 系统电路调试 34
4.1 电路板的制作 34
4.2 电路板调试 36
4.3作品实物展示 37
如图4-4、图4-5所示： 37
4.4 本章小结 38
结 论 39
参考文献 40
附录A 程序设计 41
第1章 绪论
1.1课题来源意义及目的
随着消费电子产品的发展，纸质的照片已经离我们越来越远，电子相框慢慢走进了大众的生活。现实生活中有很多东西都以照片的形式保存下来，但是把照片打印出来的却很少，用电子相框显示不但方便而且经济，解决了必须使用电脑才能查看数码照片的不足，更重要的是它能够将照片以很多形式显示出来，比如单张照片显示，多张照片自由选择显示，多张照片循环或随机显示，如果将照片用软件加工处理后不需要打印，只需将修改后的图片放在存储器中，电子相框还有一个特点就是可以由自定义一些功能，比如自己加一些喜欢的背景音乐。
现代电子行业发展迅速，电子产品日益丰富、灵活，电子相框是随着生活的需求而衍生的。电子相框的成本低廉，只需要将存储器，VGA显示屏以及处理器组成一个系统，就能够简单实现电子相框的功能。
正因为电子相框的周多优点，它已经渐渐地走进了普通人民的生活，已经被大众所接受，成为娱乐、生活的一部分。
本课题所设计的电子相册为基于FPGA设计的硬件类型，实现的功能也比较简单，相当于DIY的简易单功能电子相册，可以不使用电脑在LCD屏幕上显示图片，而是通过FPGA器件把SD卡里的图片文件传送到显示器播放图片。电子相册的出现可以帮助一般家庭节省大量打印图片的费用，同时查看图片过程方便，可以摆放在家居显眼的地方，成为人们家庭中赏心悦目的摆设。
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