Gerando sinal VGA (colorido) com Arduino - Completo

Fala galera!

Pela foto acima dá para perceber que o problema com a área vazia foi resolvido, agora toda a
área da tela é preenchida. Então a gente pode desenhar em qualquer canto (640 x 480 @ 60Hz).
O problema era a função de interrução, os tempos de chamada e retorno eram altos demais no
ATmega328 para o monitor, então substituí a função por um "if", checando o o valor no registrador
do timer o tempo todo. Quando o timer chega a um determinado valor (31.3KHz), a condição do
"if" é verdadeira e a linha é impressa. Assim o programa não desperdiça tempo chamando e
 retornando da função de interrupção.

Outro problema era que apenas monitores CRT entendiam o sinal. Esse problema foi resolvido
ajustando o nível de tensão dos pinos RGB para o padrão de 0,7V, usando um resistor em
série com um diodo, reduzindo de TTL (5V) para 0,7V, conforme imagem acima. Assim,
 todos os monitores estão entendendo o sinal (incluindo LCD e LED).

Com tudo resolvido, nós podemos gerar sinal VGA COLORIDO!!!

Agora vou tentar criar uma biblioteca inteligente o suficiente para desenhar figuras e letras,
 e talvez gerar mais cores.

Tudo usando apenas um Arduino UNO. :))

Aqui está o código que escrevi. Aproveitem! Estamos aqui para compartilhar.

https://github.com/LaboratorioDeGaragem/VGA-com-Arduino/blob/gh-pag...

Se você vai tentar usar esse código, é bom saber também:

E isso também:

Clique na imagem para ampliar

"VGA industry standard" 640x480 pixel mode

General characteristics

Clock frequency 25.175 MHz
Line frequency 31469 Hz
Field frequency 59.94 Hz

One line

8 pixels front porch
96 pixels horizontal sync
40 pixels back porch
8 pixels left border
640 pixels video
8 pixels right border
---
800 pixels total per line

One field

2 lines front porch
2 lines vertical sync
25 lines back porch
8 lines top border
480 lines video
8 lines bottom border
---
525 lines total per field 

Atente-se em desligar seu sinal RGB sempre que for pulsar um de sincronia.

E fique esperto com o que o compilador faz. Muito tempo é desperdiçado em muitas situações, e os tempos não repetitivos são os mais perigosos.

Se o seu sinal não estiver em perfeita sincronia, o monitor vai rejeitar.

Use o osciloscópio para monitorar tudo!

Boa sorte e conte comigo se precisar de ajuda!

Abraço!!!

Atualização 05 novembro de 2014:

Atendendo a pedido, segue abaixo o código para gerar a imagem acima (precisa revisar,
 faz tempo que fiz). A matriz logoldg[25][40] é a representação da imagem pixel a pixel.
Ela é obtida através do script em Python abaixo que lê a imagem BMP e transforma
cada pixel nos valores para carregamento no registrador para gerar os bits RGB. A
imagem tem 40x25 pixels e pode ser feita em qualquer software gráfico.

Imagem original BMP (a ser apresentada na tela):

Ela é pequena porque é o máximo que o ATmega328 consegue armazenar na flash.

#include

#define NOP asm("nop")
#define PRETO PORTB = B00000000; //0
#define AZUL PORTB = B00000001; //1
#define VERDE PORTB = B00000010; //2
#define CIANO PORTB = B00000011; //3
#define VERMELHO PORTB = B00000100; //4
#define MAGENTA PORTB = B00000101; //5
#define AMARELO PORTB = B00000110; //6
#define BRANCO PORTB = B00000111; //7

unsigned int contalinhas = 1;

void setup()
{
//Seta pinos 5, 6 e 7 como saidas
// 7 - HSYNC
// 6 - VSYNC
// 5 - RGB
DDRD |= B11100000;
DDRB |= B11100111;
PORTD |= B11000000;

//set timer
TCCR2A = 0x02; // WGM22=0 + WGM21=1 + WGM20=0 = Mode2 (CTC)
TCCR2B |= (1 CS20); //
TCCR2B |= (1 CS21); // Seta prescaler
TCCR2B &= ~(1 CS22); //

TCNT2 = 0; // limpa contador
//OCR2A = 0x03; // seta contador para comaracao

TIMSK2 &= ~(1OCIE2A); // seta interrupcao por comparacao
TIMSK2 |= (1TOIE2); // seta interrupcao por overflow
}

void loop()
{

PROGMEM byte logoldg[25][40] = { //A matriz da imagem contendo elementos hexadecimais no formato correto para o LCD
6,6,6,6,6,6,6,6,6,0,0,0,0,0,0,0,6,6,6,6,6,0,0,0,0,0,0,0,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,4,4,0,0,6,6,6,0,0,4,4,4,4,4,0,0,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,0,4,4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,4,4,4,4,4,4,4,0,0,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,7,4,4,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,7,4,4,4,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,7,4,4,4,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,7,7,7,7,7,4,4,7,7,7,7,4,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,4,4,4,4,7,7,4,7,4,4,7,7,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,4,7,7,7,7,7,4,7,4,4,7,7,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,4,4,4,7,7,4,4,7,7,4,7,4,4,7,7,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,7,7,4,7,7,4,4,7,7,4,7,7,7,7,7,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,7,7,7,7,4,4,7,7,7,7,4,4,7,7,7,7,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
6,6,6,6,6,6,6,6,6,0,4,4,4,4,4,0,0,4,4,4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,4,4,4,0,6,6,6,6,6,6,6,
1,1,1,1,1,1,1,1,0,4,4,4,4,4,4,0,0,4,4,4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,4,4,4,0,1,1,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,2,2,2,0,4,4,4,0,0,0,0,0,4,4,4,4,4,4,4,0,4,4,4,4,4,4,4,0,2,2,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,2,2,2,2,0,4,4,4,0,0,0,0,0,4,0,0,0,0,4,4,0,4,4,4,4,4,4,4,0,2,2,2,2,1,1,1,
1,1,2,2,2,2,2,2,0,4,4,4,0,4,4,0,0,4,0,4,4,0,0,4,0,4,0,0,0,4,4,4,0,2,2,2,2,1,1,1,
1,1,2,2,2,2,2,2,0,4,4,4,0,4,4,0,0,4,0,0,0,0,0,4,0,4,4,4,0,4,4,4,0,2,2,2,2,2,1,1,
1,1,2,2,2,2,2,2,0,4,4,4,0,4,4,0,0,4,0,4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,4,4,4,0,2,2,2,2,2,1,1,
1,1,2,2,2,2,2,2,0,4,4,4,0,0,0,0,0,4,0,0,0,0,0,4,0,0,0,0,0,4,4,4,0,2,2,2,2,2,1,1,
1,1,1,2,2,2,2,2,0,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,0,2,2,2,2,1,1,1,
1,1,1,1,1,2,2,2,2,0,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,0,2,2,2,2,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,0,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,0,2,2,2,2,1,1,1,1,1,
1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,2,2,1,1,1,1,1,1,1,
//1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,2,2,1,1,1,1,1,1,1,

};


noInterrupts();
do{
PRETO;
if (TCNT2 > 0x0f){

delayMicroseconds(1);
NOP;NOP;NOP;NOP;

TCNT2 = 0x00;

//pequeno ajuste de tempo, pode ser necessario ou nao dependendo da placa
// #### HSYNC ###
PORTD &= ~(1 7);
if (++contalinhas >= 525){ //525 linhas
contalinhas = 1;
}
PORTD |= (1 7);

// ### VSYNC ###
if ((contalinhas == 1)||(contalinhas == 2)){ //492 e 493
PORTD &= ~(1 6);
} else {
PORTD |= (1 6);

//NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
//NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
//NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
//NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;

int linhamatriz = 0;
linhamatriz = contalinhas / 16 - 1;
int j=0;

if ((contalinhas >= 16) && (contalinhas <= 415)){ // 2 e 482

PRETO;
//delayMicroseconds(1);NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP; //delay ate 25
//unsigned int i=contalinhas/9;
int j=0;
while(j<40 br="">PORTB = logoldg[linhamatriz][j];
j++;
}
NOP;NOP;
PRETO;
NOP;NOP;NOP;NOP;

}

}

}

}while(1);

}

Script em Python para gerar a matriz:

print "labdegaragem.com"
import Image
import ImageColor
image='paisagem.bmp' #Coloque aqui o nome do arquivo que deseja converter
texto='paisagem.txt' #Crie um arquivo texto em branco em um diretorio a sua escolha e coloque aqui o nome do arquivo texto para guardar a matriz da imagem em hexadecimal
f=open(texto,'w') #Ira abrir o arquivo texto
imopen=Image.open(image) #Abrira a imagem
x=y=0
h=0
while y<25: 40x25="" a="" altura="" aqui="" br="" da="" imagem.="" imagem="" maxima="" oloque="" pixels="" tem="">#print y
x=0
while x<40: aqui="" br="" coloque="" comprimento="" da="" imagem.="" o="">#print x
z=imopen.getpixel((x,y))
h=0
if z[0] > 200:
h = h+4
if z[1] > 200:
h = h+2
if z[2] > 200:
h = h+1
#print z[0],"-",z[1],"-",z[2],"=",h
f.write(str(h))
f.write(',')
x=x+1
y=y+1
f.write('\n')
f.close()