教學(xué)課件 14-FSMC原理

項(xiàng)目五環(huán)境檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)FSMC原理知識導(dǎo)航FSMC簡介FSMC(可變靜態(tài)存儲控制器)是STM32系列采用的一種新型的存儲器擴(kuò)展技術(shù)。在外部存儲器擴(kuò)展方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用需要，方便地進(jìn)行不同類型大容量靜態(tài)存儲器的擴(kuò)展。知識導(dǎo)航FSMC簡介通過對特殊功能寄存器的設(shè)置，F(xiàn)SMC能夠根據(jù)不同的外部存儲器類型，發(fā)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)/地址/控制信號類型以匹配信號的速度，從而使得STM32系列微控制器不僅能夠應(yīng)用各種不同類型、不同速度的外部靜態(tài)存儲器，而且能夠在不增加外部器件的情況下同時(shí)擴(kuò)展多種不同類型的靜態(tài)存儲器，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)對存儲容量、產(chǎn)品體積以及成本的綜合要求。知識導(dǎo)航FSMC簡介通常，我們不直接用GPIO口驅(qū)動液晶，是因?yàn)檫@種方法速度太慢，而是使用FSMC。FSMC是用來外接各種存儲芯片的，所以其數(shù)據(jù)通信速度是比普通GPIO口要快得多的。知識導(dǎo)航

FSMC驅(qū)動外部SRAM時(shí)，外部SRAM的控制一般有：地址線（如A0~A25）、數(shù)據(jù)線（如D0~D15）、寫信號（WE，即WR）、讀信號（OE，即RD）、片選信號（CS），如果SRAM支持字節(jié)控制，那么還有UB/LB信號。

TFTLCD的信號包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等，其中真正在操作LCD的時(shí)候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、RD和CS。其操作時(shí)序和SRAM的控制完全類似，唯一不同就是TFTLCD有RS信號，但是沒有地址信號。知識導(dǎo)航

TFTLCD通過RS信號來決定傳送的是數(shù)據(jù)還是命令，本質(zhì)上可以理解為一個(gè)地址信號。例如：把RS接在A0上面，那么當(dāng)FSMC控制器寫地址0的時(shí)候，會使得A0變?yōu)?，對TFTLCD來說，就是寫命令。而FSMC寫地址1的時(shí)候，A0將會變?yōu)?，對TFTLCD來說，就是寫數(shù)據(jù)。這樣，就把數(shù)據(jù)和命令區(qū)分開了，其實(shí)就是對應(yīng)SRAM操作的兩個(gè)連續(xù)地址。戰(zhàn)艦V3開發(fā)板是把RS連接在A10上面。

可以把TFTLCD當(dāng)成一個(gè)SRAM來用，只不過這個(gè)SRAM有2個(gè)地址，這就是FSMC可以驅(qū)動LCD的原理。知識導(dǎo)航

STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NANDFLASH、NORFLASH和PSRAM等存儲器。STM32的FSMC支持8/16/32位數(shù)據(jù)寬度，LCD是16位寬度的，所以數(shù)據(jù)寬度選擇16位。知識導(dǎo)航STM32的FSMC將外部存儲器劃分為固定大小為256M字節(jié)的四個(gè)存儲塊。知識導(dǎo)航STM32的FSMC存儲塊1（Bank1）用于驅(qū)動NORFLASH/SRAM/PSRAM，被分為4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)管理64M字節(jié)空間，每個(gè)區(qū)都有獨(dú)立的寄存器對所連接的存儲器進(jìn)行配置。Bank1的256M字節(jié)空間由28根地址線（HADDR[27:0]）尋址。這里HADDR，是內(nèi)部AHB地址總線，其中，HADDR[25:0]來自外部存儲器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]對4個(gè)區(qū)進(jìn)行尋址。知識導(dǎo)航當(dāng)Bank1接的是16位寬度存儲器的時(shí)候：HADDR[25:1]

FSMC_A[24:0]當(dāng)Bank1接的是8位寬度存儲器的時(shí)候：HADDR[25:0]

FSMC_A[25:0]不論外部接8位/16位寬設(shè)備，F(xiàn)SMC_A[0]永遠(yuǎn)接在外部設(shè)備地址A[0]。HADDR[27:26]的設(shè)置，是不需要我們干預(yù)的，比如：當(dāng)你選擇使用Bank1的第三個(gè)區(qū)，即使用FSMC_NE3來連接外部設(shè)備的時(shí)候，即對應(yīng)了HADDR[27:26]=10，我們要做的就是配置對應(yīng)第3區(qū)的寄存器組，來適應(yīng)外部設(shè)備即可。知識導(dǎo)航STM32的FSMC存儲塊1支持的訪問模式包括：模式1、模式A~D等多種時(shí)序模型，驅(qū)動SRAM時(shí)一般使用模式1或者模式A，這里我們使用模式A來驅(qū)動LCD。模式A讀時(shí)序圖模式A寫時(shí)序圖CSRDWRCSRDWR知識導(dǎo)航并口寫時(shí)序圖并口讀時(shí)序圖LCD模塊的8080并口讀/寫的過程：

先根據(jù)要寫入/讀取的數(shù)據(jù)的類型，設(shè)置RS為高（數(shù)據(jù)）/低（命令），然后拉低片選，選中ILI9341，接著我們根據(jù)是讀數(shù)據(jù)，還是要寫數(shù)據(jù)置RD/WR為低。讀數(shù)據(jù)：在RD的上升沿，讀取數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)（D[15:0]）寫數(shù)據(jù)：在WR的上升沿，使數(shù)據(jù)寫入到ILI9341里面知識導(dǎo)航從模式A的讀寫時(shí)序圖，可以看出，讀操作還存在額外的2個(gè)HCLK周期，用于數(shù)據(jù)存儲，所以同樣的配置讀操作一般比寫操作會慢一點(diǎn)。讀寫過程采用同一時(shí)序會影響LCD顯示速度，因此讀寫過程采用不同的時(shí)序。知識導(dǎo)航FSMC相關(guān)寄存器對于NORFLASH/PSRAM控制器(存儲塊1)，通過FSMC_BCRx、FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器設(shè)置（其中x=1~4，對應(yīng)4個(gè)區(qū)）。通過這3個(gè)寄存器，可以設(shè)置FSMC訪問外部存儲器的時(shí)序參數(shù)，拓寬了可選用的外部存儲器的速度范圍。知識導(dǎo)航SRAM/NOR閃存片選控制寄存器（FSMC_BCRx）EXTMOD：擴(kuò)展模式使能位，控制是否允許讀寫不同的時(shí)序，需設(shè)置為1。WREN：寫使能位。我們需要向TFTLCD寫數(shù)據(jù)，故該位必須設(shè)置為1。MWID[1:0]：存儲器數(shù)據(jù)總線寬度。00表示8位數(shù)據(jù)模式；01表示16位數(shù)據(jù)模式；10和11保留。我們的TFTLCD是16位數(shù)據(jù)線，所以設(shè)置01。MTYP[1:0]：存儲器類型。00表示SRAM、ROM；01表示PSRAM；10表示NORFLASH；11保留。我們把LCD當(dāng)成SRAM用，所以需要設(shè)置為00。MBKEN：存儲塊使能位。需設(shè)置為1。知識導(dǎo)航SRAM/NOR閃存片選時(shí)序寄存器（FSMC_BTRx）ACCMOD[1:0]：訪問模式。00:模式A；01:模式B；10:模式C；11:模式D。

DATASET[7:0]：數(shù)據(jù)保持時(shí)間，等于:DATASET+1個(gè)HCLK時(shí)鐘周期，其值最大為255。對ILI9341來說，其實(shí)就是RD低電平持續(xù)時(shí)間，最大為355ns。對STM32F1，一個(gè)HCLK=13.8ns

(1/72M)，設(shè)置為15。

ADDSET[3:0]：地址建立時(shí)間。表示：ADDSET+1個(gè)HCLK周期，其值最大為15。對ILI9341來說，這里相當(dāng)于RD高電平持續(xù)時(shí)間，為90ns。STM32F1的FSMC性能存在問題，即便設(shè)置為0，RD也有190ns的高電平，這里設(shè)置為1。注意：如果未設(shè)置EXTMOD位，則讀寫共用這個(gè)時(shí)序寄存器！知識導(dǎo)航SRAM/NOR閃存寫時(shí)序寄存器（FSMC_BWTRx）ACCMOD[1:0]：訪問模式。00:模式A；01:模式B；10:模式C；11:模式D。

DATAST[7:0]：數(shù)據(jù)保持時(shí)間，等于:DATAST+1個(gè)HCLK時(shí)鐘周期，其值最大為255。對ILI9341來說，其實(shí)就是WR低電平持續(xù)時(shí)間，為15ns。對STM32F1系列，一個(gè)HCLK=13.8ns

(1/72M)，設(shè)置為1。

ADDSET[3:0]：地址建立時(shí)間。表示：ADDSET+1個(gè)HCLK周期，其值最大為15。對ILI9341來說，這里相當(dāng)于WR高電平持續(xù)時(shí)間，為15ns。STM32F1的FSMC性能存在問題，這里即便設(shè)置為1，WR也有100ns的高電平，我們這里設(shè)置為1。ILI9341驅(qū)動時(shí)序重點(diǎn)時(shí)序：讀ID低電平脈寬(trdl)讀ID高電平脈寬(trdh)讀FM低電平脈寬(trdlfm)讀FM高電平脈寬(trdhfm)寫控制低電平脈寬(twrl)寫控制高電平脈寬(twrh)注意：ID指LCD的ID號，F(xiàn)M指幀緩存區(qū)（顯存），即:GRAM知識導(dǎo)航知識導(dǎo)航寄存器組合說明在ST官方庫提供的寄存器定義里面，沒有定義FSMC_BCRx、FSMC_BTRx、FSMC_BWTRx等這個(gè)單獨(dú)的寄存器，而是將他們進(jìn)行了一些組合。1)FSMC_BCRx和FSMC_BTRx，組合成BTCR[8]寄存器組:BTCR[0]對應(yīng)FSMC_BCR1，BTCR[1]對應(yīng)FSMC_BTR1

BTCR[2]對應(yīng)FSMC_BCR2，BTCR[3]對應(yīng)FSMC_BTR2BTCR[4]對應(yīng)FSMC_BCR3，BTCR[5]對應(yīng)FSMC_BTR3

BTCR