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ie8及以上

基于STM32CubeMX 外部SRAM经验分享

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攻城狮Melo 发布时间：2023-6-28 15:32
1.外部SRAM简介
本例程使用的STM32F103ZET6本身有64K字节的SRAM，一般应用已经足够；不过在一些对内存要求高的场合，比如跑算法或者GUI等，就需要外扩SRAM来满足大内存使用的需求。这里我们使用了一颗256K字节容量的SRAM芯片：IS62WV12816，利用STM32F1的FSMC控制该SRAM芯片，实现对该SRAM芯片的访问控制
IS62WV12816是ISSI公司生产的16位宽128K（128*2，即256K字节）容量的CMOS静态内存芯片，它有高速访问、低功耗、兼容TTL电平接口、全静态操作（不需要刷新和时钟电路）、三态输出和字节控制（支持高/低字节控制）等特点。IS62WV12816的引脚以及对应的引脚功能如下图示：

7 p; V( P  B- U& F
微信图片_20230628153158.png
' y9 |+ Q/ {+ {3 v. S
A0 ~ A16为地址线，总共17根地址线（可访问2^17 = 128K字节空间）；I/O0 ~ I/O15为数据线，总共16根数据线；CS1（低电平有效）和CS2（高电平有效）都是片选信号；WE为输入使能信号（写信号）；OE为输出使能信号（读信号）；UB和LB分别是高字节和低字节控制信号

; F+ v# l4 ~! a( u% u

; E7 x& A8 d" k. z2 A/ O; K% d
2.硬件设计
D1指示灯用来提示系统运行状态，按键用来控制IS62WV12816数据读写，TFTLCD和串口1用来显示读写的内容
    3 m5 t' Z7 v- W& j: U& j
  • D1指示灯
  • K_UP/K_DOWN按键6 s) f8 q  i( e
  • USART1串口
  • TFTLCD

    , X6 Y2 S0 y* v5 H# K0 C# I# h
  • IS62WV12816
      p; e& l& G' [, L) F" |- M. ^, W

    + S3 T5 O7 ^6 p8 f  v' E+ O5 U
从电路图中可以看到IS62WV12816和STM32F1的连接线路：. ^, B  |& b0 x* m
A0 ~ A16连接在FSMC_A0 ~ FSMC_A16上（连接顺序可以打乱，因为地址是固定的）
6 S! U  G! \7 w& z: zI/O0 ~ I/O15连接在FSMC_D0 ~ FSMC_D15上（连接顺序不能打乱，否则读写数据将出错）
! S5 _8 u$ I5 b9 x. e& F5 WUB和LB连接在FSMC_NBL1 和 FSMC_NBL0上
2 w9 U! o7 {# D" r  lOE和WE分别连接在FSMC_NOE 和 FSMC_NWE上9 z) u$ ~* X6 `  M% ]
CE连接在FSMC_NE3上
' K9 x7 @; r1 P6 e. e& U6 f& ?
微信图片_20230628153150.png
1 v/ l/ ^- _3 y8 p: U

由于TFTLCD核SRAM共用FSMC总线，因此他们通过不同片选分时复用，互不影响


" v; j4 V9 C9 O9 P7 \$ Y  B

3.软件设计
3.1 STM32CubeMX设置
➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M
➡️ PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平
➡️ PA0设置为GPIO输入模式、下拉模式；PE3设置为GPIO输入模式、上拉模式
➡️ USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位
➡️ 激活FSMC
➡️ 输入工程名，选择路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码
! z/ s0 M# A1 g8 F

由于TFTLCD使用的Bank1_sector4和SRAM使用的Bank1_sector3无法同时在CubeMX里设置分时复用，因此需要单独创建SRAM的FSMC初始化函数（可自行创建，也可另外创建一个CubeMX工程，按下图设置后将生成的相关FSMC初始化代码拷贝到当前工程源码中并稍作修改）

9 ~8 L0 w  d4 l$ _4 X6 K2 r0 _! C

微信图片_20230628153141.png

( A  c8 q+ |; a" @; E, g: d% E
3.2 MDK-ARM软件编程
➡️ 创建按键驱动文件key.c和key.h，参考按键输入例程
➡️ 创建LCD驱动文件tftlcd.c 和tftlcd.h，参考TFTLCD显示例程
➡️ 创建IS62WV12816芯片驱动文件sram.c和sram.h

" i+ u7 O8 k+ D4 U$ [
  1. #define Bank1_SRAM3_ADDR    ((uint32_t)(0x68000000))//Bank1区域3的起始地址       
    . c" s  K: M5 f- r
  2. SRAM_HandleTypeDef SRAM_Handler;//定义SRAM句柄/ X; K( {9 g2 X) d
  3. //SRAM的FSMC初始化函数
    ( |- H& k( G# }0 C
  4. void FSMC_SRAM_Init(void){        1 w  K$ Q+ m2 Y0 q
  5.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    / }9 c/ p0 E8 Y1 J% c
  6.   FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef FSMC_ReadWriteTim;
    : J; u0 c' D/ D0 g' B# Z
  7.   __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();           
    / x: y, F0 ^' m! ~2 u' e/ D/ P
  8.   __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();              
    ( j. \" R5 G, V/ u- d. t9 @8 N
  9.   __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               
    ! v/ Q# e0 |7 x
  10.   __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();              " S- Z/ R4 d" \1 ~0 G6 U
  11.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();               
    $ ]7 F9 v+ g1 e- R2 A
  12.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 8 q9 Z! l8 v6 W) h
  13.                      |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13 8 Y: ]% v0 Y5 S$ |4 D6 _
  14.                      |GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;' I: m% z1 K6 O
  15.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;' K5 \" |0 c2 F7 v+ `
  16.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    * ]: j# L) {7 P( `
  17.   HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
    $ R6 R9 f# B  U, S, M
  18.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3
    8 Y( V0 o' S1 \$ n
  19.                      |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_10;" m% U) H: h- G6 x# T% U3 H
  20.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;4 |6 m8 |* Y" i4 p
  21.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    / t0 N1 |8 B3 z' r5 z/ A: h6 w( z
  22.   HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);6 O+ E/ s. q* O3 q+ B) O! o, R
  23.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10 / a6 E. X" F  m
  24.                      |GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14
    ! _* _0 ?' `1 \6 m% h5 G
  25.                      |GPIO_PIN_15;
    : M2 E3 \: A% V6 b
  26.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    9 D' Y# P7 Q2 Q: Q# U- E9 G
  27.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;5 I6 I+ f5 @% C& ~# e6 |
  28.   HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);+ `3 Z" n2 l3 b
  29.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11
    . z- Z- j+ O4 ~1 R  i. h
  30.                      |GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1
    / [' k) d) a$ a$ u
  31.                      |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
    / D' t0 f7 R; B% L& g7 P
  32.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;, k: f# e# j" Q) X8 a
  33.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    6 V2 Z. ]9 ]9 U7 w- `4 p
  34.   HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);  
    : F- g: B( j" Z1 ]$ g
  35.         6 W: T9 C# Y& a0 i" @4 V
  36.   SRAM_Handler.Instance=FSMC_NORSRAM_DEVICE;                8 y; n1 A5 ~: q4 q3 B4 _
  37.   SRAM_Handler.Extended=FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;     : H8 l$ x) Z4 ]& o1 e9 b, F; S
  38.   SRAM_Handler.Init.NSBank=FSMC_NORSRAM_BANK3;        //使用NE3
    0 ]1 `3 P* M# w7 Q
  39.   SRAM_Handler.Init.DataAddressMux=FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;//地址/数据线不复用
      b5 f! V1 w1 f  C1 \7 E
  40.   SRAM_Handler.Init.MemoryType=FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;            //SRAM5 j& V% n+ g) u  r3 B) T" b/ d
  41.   SRAM_Handler.Init.MemoryDataWidth=FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;//16位数据宽度! \9 P9 C+ z9 E: M
  42.   SRAM_Handler.Init.BurstAccessMode=FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;//不使能突发访问
    1 O$ p' S$ D3 p6 ~  k# T
  43.   SRAM_Handler.Init.WaitSignalPolarity=FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;//等待信号的极性（突发模式）; d8 B6 b3 w0 `
  44.   SRAM_Handler.Init.WaitSignalActive=FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;          
    + f" z$ \" p* \+ t9 P( g8 P0 G
  45.   SRAM_Handler.Init.WriteOperation=FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;    //写使能
    7 G7 Q  M; d% J  N, I9 j2 n, \
  46.   SRAM_Handler.Init.WaitSignal=FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;          ) N2 K" K  \0 [% e/ p9 x
  47.   SRAM_Handler.Init.ExtendedMode=FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;       //读写使用相同的时序) }' n' o6 }5 l+ i- @9 c' j
  48.   SRAM_Handler.Init.AsynchronousWait=FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;) x1 w! |1 l9 \
  49.   SRAM_Handler.Init.WriteBurst=FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;           //禁止突发写
    & u+ i  ?8 H# x9 i
  50.   //FSMC读时序控制器, w2 ]+ Z  H: Q
  51.   FSMC_ReadWriteTim.AddressSetupTime=0x00;      //地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK
    % [: M. d7 H: [% U$ }
  52.   FSMC_ReadWriteTim.AddressHoldTime=0x00;        //地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到
    . k  t/ p1 g( f; P: D
  53.   FSMC_ReadWriteTim.DataSetupTime=0x08;                //数据保持时间（DATAST）为9个HCLK
    % ]5 ]$ o& h3 F) f1 U: X
  54.   FSMC_ReadWriteTim.BusTurnAroundDuration=0X00;
    " v4 i9 ]2 l7 x( m. K6 e
  55.   FSMC_ReadWriteTim.AccessMode=FSMC_ACCESS_MODE_A;//模式A
    ! v& `9 @. H* Y9 S& h: f9 q& B
  56.   HAL_SRAM_Init(&SRAM_Handler,&FSMC_ReadWriteTim,&FSMC_ReadWriteTim);       
    , Y2 T! ~4 c4 Q
  57. }
    9 u: P; t/ u6 C5 H
  58. //n向指定地址写数据
    ! O6 E; B, Z% s$ ^, z
  59. void FSMC_SRAM_WriteBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint32_t n){
    7 _7 w3 [5 X# t6 R$ c, G
  60.   for(;n!=0;n--){        // n表示要连续写入的字节个数; w: U# g! m6 ]* Y/ Q) K. J
  61.     *(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR + WriteAddr) = *pBuffer;9 u' x& ?8 c' S9 B3 X6 C
  62.     WriteAddr++;        //要写入的地址$ r( F1 l% m- E. t. `. X5 T9 U3 v
  63.     pBuffer++;                //要写入的数据的指针
    6 X4 E  t6 F( }: H7 K$ ^, g+ b
  64.   }7 m) X) Q* q, F7 g
  65. }
    # Y8 Q! @4 ^% a& C% r3 b
  66. //从指定地址读数据
    ' [( ?, L& m/ g- G1 l% x
  67. void FSMC_SRAM_ReadBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint32_t n){7 Z0 z; Y( g  a6 ^! n- B. j) z
  68.   for(;n!=0;n--){        // n表示要连续读出的字节个数
    % }2 |* P1 \- {& V+ `" e( S" c. F
  69.     *pBuffer++=*(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR+ReadAddr);//存放读出的数据% D5 }. i' b$ |8 O  L4 z) N& \
  70.     ReadAddr++;                //要读出的起始地址
    5 U% u1 U/ s* X4 k# C( @7 Q
  71.   }
    - E  y! _5 s. h
  72. }
    0 |. C2 N  [' V" @+ m$ ]! R
  73. //            $ @& T- O! j7 }2 l& a0 Y( D4 Y7 N
  74. void ExSRAM_Cap_Test(uint16_t x,uint16_t y){  r# ?* k+ {# F
  75.   uint8_t writeData = 0xf0, readData;; [6 e1 I# }* W/ T9 _
  76.   uint16_t cap=0;/ m/ [2 ~; H3 A0 B& A, f" `" I
  77.   uint32_t addr;        % G7 ^% S8 T' J) w
  78.   addr = 1024;         //从1KB位置开始计算        # e; z; d/ x# a
  79.   LCD_ShowString(x,y,239,y+16,16,"ExSRAM Cap:   0KB"); 0 j4 s+ S' V* X9 s
  80.        
    $ C( t2 o" ~3 H$ ~! S
  81.   while(1){
    ! C) q* [4 R$ t( ^1 h) f
  82.     FSMC_SRAM_WriteBuffer(&writeData, addr, 1);( V% S# O- Z7 A+ @0 m( [% v
  83.     FSMC_SRAM_ReadBuffer(&readData,addr,1);
    6 L% |9 Q5 Z1 n/ d4 ]. `1 I
  84.        
    $ L4 y8 q5 a4 v$ d. w. S
  85.     if(readData == writeData){//检查读出的数据是否与写入的数据一样6 i, d% w. o. [  ?9 D- S$ R
  86.       cap++;                //如果相同表示写入/读出成功，容量加1（单位KB）
    9 N9 n! N( h& c1 Z8 h
  87.       addr += 1024;        //地址加1024
    " g" J" g4 C9 L3 b2 Q) Y* X
  88.       readData = 0;
    ; G; c/ D' P# e
  89.       if(addr > 256 * 1024)//IS62WV12816的容量为256KB1 o+ `) `( {0 a* S  B6 ?
  90.         break;   
    1 N" P3 q; l5 i0 w$ Z) G. |9 l
  91.     }& s8 n( b0 @2 H4 Z8 t% s& T' ~
  92.     else
    $ u, W& @, Q& U: y. x* S( v
  93.       break;  9 w2 \  }5 {1 F# Q
  94.   }- @  Q" }- b: M; L# ?2 D" X
  95.   LCD_ShowxNum(x+11*8,y,cap,4,16,0);//LCD上显示内存容量
    + X& v6 t0 S% `- c' _3 `
  96.   printf("SRAM Menmory Size:%dKB\r\n",cap);/ i; a5 E* {! b6 {2 |9 ^
  97. }
复制代码
' P0 q+ L7 A1 n# [# T$ Y+ K
➡️ 在main.c文件下编写SRAM测试代码
) \& m# h- I! h, o
  1. int main(void){% k: n( v+ y& ?2 ~4 G- t. I$ V
  2.   /* USER CODE BEGIN 1 */. j8 [; J* _! K& @
  3.   uint8_t key;
    7 a5 T6 M- C, o. g" R* h$ Q2 e+ r
  4.   uint8_t text_buf[] = "This is SRAM testing...";5 Q( d4 Q0 @; _! T1 H4 i1 g- b- G
  5.   uint8_t textlen = sizeof(text_buf);$ l5 r- t- }6 P# a0 h
  6.   uint8_t read_buf[textlen];  }' `4 N8 T% k3 d5 k. L5 w$ ?
  7.   /* USER CODE END 1 */- N0 m1 g& p5 g" l5 Q+ N
  8.   HAL_Init();
    . o( c( ]- E8 b  R* k: |  ]: H
  9.   SystemClock_Config();2 e6 \! p9 y, v- w+ r" B; i6 z  |
  10.   MX_GPIO_Init();
    ; E# I) [% o. e$ n, l
  11.   MX_FSMC_Init();
    ( f; z8 f8 N/ p3 a: F1 t' g! ?
  12.   MX_USART1_UART_Init();8 q* A) |( c1 _% s( D: I- V
  13.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    $ h4 i4 C2 ]; a5 z, |
  14.   TFTLCD_Init();- I' n! _- M# w3 f" u
  15.   FSMC_SRAM_Init();/ P  J3 @" A" ^; \; M+ u$ l/ H! n9 j
  16.   FRONT_COLOR=BROWN;
    7 o* k* F1 e: d+ y  D; m
  17.   LCD_DrawRectangle(5,5,235,95);
    ; j/ s6 u! b- q. k) N5 c9 R
  18.   FRONT_COLOR=BLACK;
    " B; ^# f! j! ?: ]; |
  19.   LCD_ShowString(10,10,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ANDYXI STM32F1");. U2 M% e/ {( A/ {: _" W( e
  20.   LCD_ShowString(10,30,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"STM32CubeMx SRAM");$ t$ [5 j; T- u- X7 F
  21.   LCD_ShowString(10,50,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ExSRAM Test");! \. W; ?1 c7 c5 L6 x
  22.   LCD_ShowString(10,70,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"K_UP:Write   K_DOWN:Read");       
    3 \3 g! E5 X  C8 O* g# a' E
  23.   FRONT_COLOR=RED;& ?- r4 Q- m3 C; |9 W
  24.   ExSRAM_Cap_Test(10,110);
    % P: z3 T/ R+ C: T4 M
  25.   FRONT_COLOR=MAGENTA;
    3 ~/ A' _& f( {8 K2 |7 T
  26.   LCD_ShowString(10,130,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Write:");# R6 ~5 }7 a+ C4 N0 B/ C5 s: j( t
  27.   LCD_ShowString(10,150,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Read :");
    1 g6 l3 l/ ?. W5 B- o& P
  28.   /* USER CODE END 2 */
    / k' E% v- l: Q2 M& B" A( ^! V
  29.   /* Infinite loop */
    ( Y5 O. I! Q, O9 k' `. t0 Y; R! p4 _' Y0 x
  30.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    . B4 c, v& {# k
  31.   while(1){
    8 h8 H5 Z" e* P; ?# O3 A, E
  32.     key = KEY_Scan(0);7 g# O$ s/ q: S: q8 s
  33.     if(key == KEY_UP_PRES){        //KEY_UP按下写数据到SRAM
    2 x6 b% K8 T. ?3 C  a+ e
  34.       FSMC_SRAM_WriteBuffer(text_buf,0,textlen);" x2 f* M" T: k6 ^
  35.       printf("SRAM_Write:%s\r\n",text_buf);
    - _* s& v5 V) R3 W( c- q% e
  36.       LCD_ShowString(10+6*8,130,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,(uint8_t *)text_buf);
    ! J1 f8 ?$ D' K( p+ `1 ]9 p/ K2 A7 c
  37.     }
    ! D. D& F% \5 Z* h7 D2 c
  38.     if(key == KEY_DOWN_PRES){        //KEY_DOWN按下从SRAM读出数据
    5 P3 [) e8 n" L+ l. T+ o+ _# K
  39.       FSMC_SRAM_ReadBuffer(read_buf,0,textlen);
    " u3 s+ J" b2 i8 n, R/ d; k
  40.       printf("SRAM_Read:%s\r\n",read_buf);& y) I; ?$ m$ y5 `
  41.       LCD_ShowString(10+6*8,150,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,read_buf);1 b5 G! J8 Y2 c7 k: T! y7 U
  42.     }                : D* C1 q) |' R8 S( V7 q# s
  43.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);# F' k2 F6 S3 E/ _
  44.     HAL_Delay(200);( p0 a" b* F3 Y# R1 m
  45.   }
    / B/ @6 ]1 X; {9 b4 A# U
  46. }
复制代码
6 E/ Y: K, H: A
4.下载验证
* g% H* g+ O2 ~+ u+ ]
编译无误下载到开发板后，可以看到D1指示灯不断闪烁，KEY_UP按下写数据到SRAM，KEY_DOWN按下从SRAM读出数据，并将写入和读出的数据显示在LCD屏上，并通过串口1打印出来
微信图片_20230628153134.png

/ M' j+ q! N4 e/ `% u( n/ J6 X
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4 x8 Z0 f$ M! k7 }. G4 d2 d

% ]( Z1 C1 P- y5 T5 m
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意法半导体微控制器和微处理器拥有广泛的产品线，包含低成本的8位单片机和基于ARM® Cortex®-M0、M0+、M3、M4、M33、M7及A7内核并具备丰富外设选择的32位微控制器及微处理器。关注该话题即可发布文章！

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