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1、大连东软信息学院本科毕业设计（论文）论文题目：基于FPGA的数字相框设计与实现系 所： 电子工程系 专 业：电子信息工程（集成电路设计与系统方向） 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 导师职称： 副教授 完成日期： 2014年4月28日 大连东软信息学院Dalian Neusoft University of Information大连东软信息学院毕业设计（论文） 摘要基于FPGA的数字相框设计与实现摘要随着现代科技的飞速发展，越来越多的人用数码相机进行拍照，而且大容量的存储器能够保存很多照片供大家在电脑上或其他电子设备上浏览。在更多的娱乐需求上，简单、方便、快捷的数字相框从此产生，成为了很多
2、人家中的装饰品。视频图形阵列是一种广泛应用的显示接口，借助FPGA的芯片和EDA设计工具，可以根据用户的特定需要，制作出满足特定功能的VGA显示控制器，不但成本降低很多很多，而且能够实时根据用户需求的功能去更新升级，制作出更广泛、更实用的时代产物。FPGA器件的应用越来越广泛，是当今在嵌入式系统开发应用最广泛的关键性技术，因为制造工艺水平的不断提高，成本的逐渐下降，在以后的趋势中，不久的将来FPGA很有可能会取代ASIC的应用，在FPGA的硬件设计过程中使用Verilog或VHDL等硬件描述语言编程。本文主要研究利用Verilog语言编写数字相框，根据需求来编写实用的时代装饰品，先根据需求阐释
3、SD卡的读取方式入手，通过SPI模式读取数据，然后编写硬件解码图片信息，最后通过液晶显示器将图片显示出来，软件平台使用Quartus II 13.0，完成10幅640*480的BMP图片循环显示。本文将首先叙述数字相框的背景和意义，然后讲解关键性技术及数字相框的需求分析，根据需求设计相应的功能模块，本文的主要研究的内容是通过Verilog语言编写实现数码相框功能。关键词：数码相框，视频图形阵列，FPGA，VerilogIV大连东软信息学院毕业设计（论文） AbstractThe Design and Implementation of Digital Photo Frame Based on
4、FPGAAbstractWith the rapid development of science and technology, more and more people are using digital camera to take pictures, and large memory can save a lot of pictures, and we can browse on the computer or other electronic devices. In order to meet more entertainments demand. So, appear the si
5、mple and convenient digital photo frame as a lot of people inside the house decorations. Video graphics array is a widely used in display interface, use of the FPGA chip and EDA design tool, can according to customers specific needs to produce to meet specific functions of VGA display controller, no
6、t only low cost, and real time function to upgrade according to user demand can create more widely used and more practical products.The application of FPGA device is more and more widely, and it is now popular used in the embedded system development in technologies. Because manufacturing technology
7、level unceasing enhancement and cost gradually decline, in the future trend of the future application of FPGA is likely to replace an ASIC, in the process of FPGA hardware design were using Verilog or VHDL hardware description language to programming. This article mainly research use Verilog languag
8、e to finish digital photo frame, and according to the requirements to write practical era of ornaments .First explains the way of reading of the SD card based on the requirements, next to reading data use the SPI mode, and then write hardware decoding image information. Finally use the VGA displayer
9、 to display images, i will use the Quartus II 13.0 software platform to complete ten 640*480 of BMP image cycle show.This dissertation will first describe the background and meaning of this digital photo frame, next will Interpretation of the key technologies and demand analysis of digital photo fra
10、me. According to demand design the corresponding function module. The main research content is written by Verilog language implementation digital photo frame function.Keywords: Digital photo frames, Video graphics array, FPGA, Verilog大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录目 录摘要IABSTRACTII第1章绪 论11.1 数字相框的研究目的和意义11.2 背景介
11、绍及研究内容1第2章关键技术介绍22.1 FPGA简介22.2 QuartusII软件22.3 VGA转换接口的简单描述4第3章数字相框功能及设计方案53.1 数字相框的功能53.2 设计方案及各个模块功能阐述5第4章系统设计74.1 系统设计指导原则74.2 硬件设计74.2.1 SPI接口控制74.2.2 SD卡的处理数据94.2.3 FAT16文件系统114.2.4 图片存储的数据位置计算114.2.5 基于Verilog的BMP解码设计13第5章系统实现155.1 环境配置155.2 功能模块实现16第6章系统测试196.1 测试概述196.2 测试用例196.2.1 检查RTL图19
12、6.2.2 波形的显示以及实物测试19第7章结论22参考文献23致谢24大连东软信息学院毕业设计（论文）第1章绪 论1.1 数字相框的研究目的和意义随着时代的不断进步，人们的需求也在增大，数码相机已经成为人们生活必需品之一，利用大容量、读取速度快的存储器来存储数量庞大的数码相片已经成为大众的首选，由于存放数码相片的数量过于庞大，冲洗出来将花费巨大的金钱，更简单方便的时代产品数字相框出现了，不但取代了传统的相框、相册，更是时代潮流的家中必需品，不紧省下了冲洗照片的钱，还更容易保存照片，随时可以进行照片的回放，如此方便浏览相片的数字相框占据了很大的电子市场。随着数字相框的逐渐推广和发展，各式各样的
13、电子设备竞争已经日新月异，目前国内的厂商已经30余家，竞争非常激烈，数字相框的市场越来越庞大，销量大幅度增长，市场需求依旧非常高，在当今娱乐产品的潮流下，数字相框占据了很大比重，通过Verilog语言编写制作的数字相框，具有处理数据速度快等硬件优势。数字相框对大众来讲还是非常新颖的电子产品，通过读取大容量存储卡中的图片数据，在电子显示屏上浏览数码照片，不但取代了传统的纸质相框，而且通过读取存储器上的照片数据，能够更清晰的回放照片，随时可以增添或更改浏览新的相片，通过循环显示的方式，更给家中增添了一份色彩，带来了大众娱乐的时尚风潮，将数字照片增添了一个更好的丰富多彩的展示空间，不仅仅替代了传统相
14、片的冲洗浏览过程，而且也取代了存放传统的纸质照片的相册、相框，从此数字相框已成为时代的家中必需品。1.2 背景介绍及研究内容如今已经步入二十一世纪，每家每户的装饰品都是多的不可胜数，在数码相机的风靡全球的潮流中，数码相框也紧逼其后，为照片实现了更多的展示空间，为此有必要去设计一款实用的数字相框。所以本课题主要研究内容是通过FPGA开发实现出来的数字相框，利采用SD存储卡读取数据，然后用硬件来实现解码图片信息并通过显示器等其他显示设备回放出照片信息供人们观看。研究内容：用Verilog语言编写代码来实现一款实用性高、可靠性高的数字相框，本设计中包含有SD卡数据的读取，是通过SPI方式读取数据的，利用SDRAM的读取和写入数据的高速度来实现读取数据的实时性，不但保证了输出照片的高速数据扫描，而且能够更稳定高速的将照片呈现在显示输出设备上面，本课题将实现读取SD卡中的十张图片循环播放在VGA显示器上面。-25-大连东软
