【STM32】FSMC

news2024/9/21 12:25:48

FSMC在正点原子的HAL课程中用法较为单一，就是用来模拟8080时序驱动LCD屏幕，其实就是利用FSMC读写LCD模块的SRAM。当然，这个我也没有买，只学习了理论。

大部分图片来源：正点原子HAL库课程

专栏目录：记录自己的嵌入式学习之路-CSDN博客

1 用途

2 引脚

3 FSMC驱动LCD屏幕

3.1 GPIO8080和FSMC驱动的概念区别

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3.2 FSMC的五种异步时序

3.3 FSMC时序与GPIO8080时序的对比

3.4 FSMC的地址映射

3.5 FSMC的本质

3.6 8080 RS信号选择的实现

3.7 相关HAL库函数

3.8 重要结构体

3.9 实际使用

1 用途

FSMC，Flexible Static Memory Controller，灵活的静态存储控制器。

用于驱动SRAM，NOR FLASH，NAND FLASH及PC卡类型的存储器。配置好FSMC，定义一个指向这些地址的指针，通过对指针操作就可以直接修改存储单元的内容，FSMC自动完成读写命令和数据访问操作，不需要程序去实现时序。也就是无需手动去拉高、拉低信号实现选择写、读和选择读写命令、数据等东西。

F1/ F4(407)系列大容量型号，且引脚数目在100脚以上的芯片都有FSMC接口。F4/F7/H7系列就是FMC接口，区别是FMC可以直接驱动SDRAM，FSMC不行。

2 引脚

引脚名称的N表示该信号是低电平有效。
上面红框框着的部分是LCD要用到的。

3 FSMC驱动LCD屏幕

3.1 GPIO8080和FSMC驱动的概念区别

3.2 FSMC的五种异步时序

选择模式A的原因：

操作屏幕实际操作的是屏幕的SRAM，因此模式B、C都不满足；
而模式1在读时序时片选信号不翻转，但在8080时序中，要进行读写操作时WR和RD都是上升沿才有效，因此模式1也不满足；
忽略过于高级的模式D；
选择模式A；

3.3 FSMC时序与GPIO8080时序的对比

可以看到，总体来说FSMC的时序和8080是一致的，只是在实际使用中，各高低电平的脉宽需要根据8080的进行细微调整，具体需要查阅LCD屏幕的数据手册。需调整的部分时序如下图所示：

3.4 FSMC的地址映射

注意⚠️：这里FSMC有4个存储块，每个存储块又有4个区；存储块叫做Bank，选区其实也叫Bank。在实际使用中，一般都是通过存储块的功能来区分存储块，再通过序号区分选区，如：FSMC_NORSRAM_BANK1，这里说的就是Bank1的第4区。因此正点原子的例程写的Bank4其实是没错的，因为它已经指定了NOR的存储块了。

这里HADDR是内部AHB地址总线，其中HADDR[25:0]来自外部存储器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]对4个区进行寻址。

在FSMC连接到8位的存储器时，其HADDR[25:0]就完全对应FSMC_A[25:0]，但是对于16位的存储器，由于HADDR的一个位就不对应FSMC中的一个地址了，因为其一个位本应对应一个字节，但如果按一个一个来，访问到的就是外部的半个数据，因此需要将HADDR右移一位，使得HADDR的一位对应上FSMC的一个数据长度。

3.5 FSMC的本质

自动片选、自动发送地址信号，自动输出/输入。

当FSMC外设被配置成正常工作，并且外部接了NOR FLASH时，若向0x60000000地址写入数据如0xABCD，FSMC会自动在各信号线上产生相应的电平信号，写入数据。FSMC会控制片选信号NE1选择相应的NOR 芯片，然后使用地址线A[25:0]输出0x60000000，在NWE写使能信号线上发出低电平的写使能信号，而要写入的数据信号0xABCD则从数据线D[15:0]输出，然后数据就被保存到NOR FLASH中了。

3.6 8080 RS信号选择的实现

要实现8080的RS选择命令/数据的效果，需要用地址线来做。

因为RS信号线实质就是低电平是命令，高电平是数据，所以实际上它不需要选择命令，只需要有一条信号线选择数据就行。因此，在LCD的例子中，使用FSMC_A10，即地址总线的其中一根来做选择即可。

而例子中之所以说代表命令的地址是0x6C00 0000，而代表数据的地址是0x6C00 0800（注意⚠️这里偏移了0x800是因为10号地址线是210*2，乘2是因为要将地址右移以满足16位的数据宽度），是因为总得选择一个地址嘛，所以就是用FSMC_NEx的基地址做命令地址，用FSMC_A10的地址做数据地址。那么，在将FSMC_A10接到RS线上后，根据FSMC的信号时序，我在写FSMC_A10的数据时，那么由于FSMC_A10变为高电平，那么RS也会处于高电平，相当于选择了数据。而不对FSMC_A10写数据时，其将位于低电平状态，从而选择了命令。

3.7 相关HAL库函数

3.8 重要结构体

SRAM_HandleTypeDef：SRAM控制句柄

其中：

Instance应为FSMC_NORSRAM_DEVICE
Extended应为FSMC_NORSRAM_EXTERNDEVICE
Init最为重要
剩下的用不到

FSMC_NORSRAM_InitTypeDef：SRAM初始化结构体

其中：

NSBank设为FSMC_NORSRAM_BANK4（因为实验中用到的是内存块4）
DataAddressMux设为FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE（因为实验中并未将地址线和数据线复用，因此不使能）
MemoryType设为FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM（屏幕的显存为SRAM）
MemoryDataWidth设为FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16（屏幕的数据宽度为16位）
WriteOperation设为FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE（使能写操作）
ExtendedMode设为FSMC_EXTENDED_MODE_ENABLE（扩展模式指的是设置读写时设置的时序不一致，而LCD的8080总线需要读写时序不一致，因此需要设置为使能）
其余在SRAM模式基本不需要管

FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef：时序初始化结构体