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STM32 FSMC详细理解

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bruce_ruo 发布时间:2015-1-7 17:23
- }+ b; D" f' E) w  s
, P9 }+ c& r* [% w, B& k
    第一个角度理解STM32有FSMC(其实其他芯片基本都有类似的总线功能),FSMC的好处就是你一旦设置好之后,WR(写)、RD(读)、DB0-DB15这些控制线和数据线,都是FSMC自动控制的。打个比方,当你在程序中写到:
*(volatile unsigned short int *)(0x60000000)=val;

* X+ @* {% a* t  y1 L$ s
那么FSMC就会自动执行一个写的操作,其对应的主控芯片的WE、RD这些脚,就会呈现出写的时序出来(即WE=0,RD=1),数据val的值也
会通过DB0-15自动呈现出来(即FSMC-D0:FSMC-D15=val  )。地址0x60000000会被呈现在数据线上(即A0-A25=0,地址线的对应最麻烦,要根据具体情况来,好好看看FSMC手册)。

( Y2 K# W! E9 ?$ P) c8 B
那么在硬件上面,我们需要做的,仅仅是MCU和LCD控制芯片的连接关系:
WE-WR,均为低电平有效
RD-RD,均为低电平有效
FSMC-D0-15接LCD DB0-15
FSMC_NE1--CS接PD7

9 W% P# l2 o) S$ z# i# f
连接好之后,读写时序都会被FSMC自动完成。但是还有一个很关键的问题,就是RS没有接因为在FSMC里面,根本就没有对应RS。怎么办呢?这个时候,有一个好方法,就是用某一根地址线来接RS。比如我们选择了A16这根地址线来接,那么当我们要写寄存器的时候,我们需要RS,也就是A16(RS为高)置高。软件中怎么做呢?也就是将FSMC要写的地址改成0x60020000,如下:
2 I& l  w9 U- R' A6 m) h
*(volatile unsigned short int *)(0x60020000)=val;

& J$ A" S5 e7 S- `" p
这个时候,A16在执行其他FSMC的同时会被拉高,因为A0-A18要呈现出地址0x60020000。0x60020000里面的Bit17=1,就会导致A16为1。
当要读数据时,地址由0x60020000改为了0x60000000,这个时候A16就为0了。

# c' a4 g, e0 O3 T
那么有朋友就会有疑问,第一,为什么地址是0x6xxxxxxx而不是0x0xxxxxxx;第二,CS怎么接;第三,为什么Bit17对应A16?

/ H6 H% E# {6 X+ ]& L. v
RS问题:RS为0表示;读写寄存器;RS为1,读写数据RAM;
: k8 t; o( w- A; Q: r2 w
先来看前两个问题,大家找到STM32的FSMC手册,在FSMC手册里面,我们很容易找到,FSMC将0x60000000-0x6fffffff的地址用作NOR/PRAM(
共256M地址范围)。而这个存储块,又被分成了四部分,每部分64M地址范围。当对其中某个存储块进行读写时,对应的NEx就会置低。这里,
就解决了我们两个问题,
( i0 W% q0 l& s+ i' i7 R
第一,LCD的操作时序,和NOR/PRAM是一样的(为什么一样自己找找NOR/PRAM的时序看看),所以我们选择0x6xxxxxxx
这个地址范围(选择这个地址范围,操作这个地址时,FSMC就会呈现出NOR/PRAM的时序)。
3 P" I9 n8 X6 p
第二,我们可以将NEx连接到LCD的CS,只要我们操作
的地址是第一个存储块内即可(即0-0x3ffffff地址范围)。
9 F0 u% b/ @0 z+ O
第三个问题再来看一看FSMC手册关于存储器字宽的描述,我们发现,当外部存储器是16位时,硬件管脚A0-A24表示的是地址线A1-A25的值,所以
我们要位移一下,Bit17的值,实际会被反应到A16这根IO来。关于数据宽度及位移的问题,初学的朋友可能会比较疑惑,当你接触了多NOR/PRAM
这样的器件后,你会发现,很多芯片的总线,都是这样设计的,为的是节省地址线。

2 P& C: R+ }. P+ P
- q6 |) [- Z3 d4 g5 E- |/ P- r
  k) d5 ]6 L) s. u
收藏 7 评论14 发布时间:2015-1-7 17:23

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14个回答
aderson 回答时间:2015-1-7 17:40:42
楼主来晚了,早有教程就好了。
bruce_ruo 回答时间:2015-1-7 17:45:57
第二个角度理解:
0 ]+ C" l+ s; |: ?  h6 eFSMC总线上看,LCD只有2个地址.6 _/ D! X0 }" \2 B
Bank1_LCD_C是写寄存器,此时RS=1,告诉LCD我在总线上输出数据的是寄存器的地址
/ x" ]8 Z: g, i8 p1 g: X' [" r% pBank1_LCD_D是写数据,此时RS=0,告诉LCD我在总线上输出地数据是寄存器的数据或者GRAM的数据.7 F* r  C* S9 k  ~+ n1 Q* W
写寄存器数据按2步来:
  g1 C  v8 A# [! W& ]7 ~第一步先往Bank1_LCD_C (对应RS=1),送寄存器的地址:*(__IO uint16_t *) (Bank1_LCD_C)= index;  接着在Bank1_LCD_D这个地址(对应RS=0),写入刚指向的寄存器的数据: *(__IO uint16_t *) (Bank1_LCD_D)= val;
9 [  x9 I0 d2 w9 k0 o为什么*(__IO uint16_t *) (Bank1_LCD_C)= index; 就是往 LCD 写寄存器呢?
0 P& x9 c) b$ \% o这是一个16位的IO赋值操作,地址是Bank1_LCD_C,这个地址就是指向FSMC的 Bank1的NE1对应的地址空间。而LCD片选正是连接到NE1,具体地址要看RS接到哪一根地址线上。当CPU执行到这一条的时候,就会通过FSMC总线控制器在数据总线上进行一个地址为 Bank1_LCD_C的数据写操作,此操作自动完成CS信号,6 M9 D2 x* ]: C6 |9 V
RD信号,WR信号,以及地址总线数据(RS信号)的输出以及数据总线数据的输出." ^1 p& r8 Y' Y8 k- M
其他的操作都是这两个操作组合完成。也就是我上面所说的,' |9 `. r4 ~/ O
"所有的寄存器地址和寄存器数据,以及 GRAM数据都是通过 IO0-IO15完成传输的,而不是FSMC的地址.这是容易搞混的一个地方.LCD的FSMC地址只有一根 ,就是RS."
: R9 J: M" o2 u) d9 h( f7 k----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三个角度理解:
8 x3 ~1 A7 H% x1 W% ~  `& Q8 {把TFT看做类似SRAM的存储器,只能接在 BANK1上。对应基地址是0x60000000.
0 I; I6 T, Z9 _: M" Q而BANK1又有划分为四个片选,分别对应基地址:. C2 d1 E/ i% H2 D1 ~0 ]
NE1 0x600000000
" N  k/ M/ R1 t! }' jNE2 0x640000000
% `/ U) C0 W, L& ]8 KNE3 0x680000000
" {+ p$ y8 v7 p% ~NE4 0x6C0000000
! f4 f3 \$ Q5 T1 c! n4 d' u/ j所以每个NEx能寻址的空间大小为64M,也就是对应了FSMC的A0到A25 共26根地址线.
  ?" l2 \: W$ v' M: x假如使用NE4接到为LCD的片选CS上,那么就对应基地址 0x6C000000,* S  @$ F, ?! h; o+ j
如果RS接到地址线的 A0上,那么当 RS为0时对应的地址就是 LCD_REG = 0x6C000000,(其实你用0x6CFFFFF0是一样的,因为只用到一根地址线).+ [; i6 }0 ]9 |
RS为1时对应的地址就是 LCD_RAM =0x6C000001,(0x6CFFFFF1一样对应 LCD_RAM,因为它一样对应 RS=1).
* ~6 r2 }& H! O4 E6 c如果 RS接到 其他地址线上,情况是类似的。
8 @" r% @; ]) U& E  s5 @; ^比如接到 An上,那么4 D5 a" {$ r3 m5 ~7 t3 m
LCD_REG= 0x6C000000,
  L  [. ~  n& ?- _% h$ |LCD_RAM= 0x6C000000 | (1<<n)( z9 r/ {/ d6 c* L
注意这个地址不是唯一的,只要这个地址能寻址到 BANK1 的 NE4上而且使 RS=0,那么就是 LCD_REG,使 RS=1,就是LCD_RAM.
  i6 @+ m/ P' [3 _9 a. M' G----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5 H8 L% v, X" q9 \' h对应Bank1_LCD_C 的地址,FSMC总线控制器在RS接的那根地址线输出的是 1,而对应Bank1_LCD_D,输出的0.% N! P7 _, ?; W# r5 G
RS接的可不是GPIO,是FSMC地址总线的一根.FSMC进行读写操作的时候会在地址总线根据要读写的地址输出电平的.
6 W: B! R5 M- P' F% oRS接哪一根地址线虽然没有固定要求,但是一旦你确定要接哪一根,那么Bank_LCD_C和Bank_LCD_D也要随之确定,这可不是“自动的".
. i- K+ ^  S7 @; `5 R  o虽然没有手动操作GPIO来操作RS,但是你敲代码的时候可是手动指定 Bank1_LCD_C 或者 Bank1_LCD_D ,从而确定 RS的电平.7 w& N& M- P7 x+ q  h0 z
所谓的“自动”是指:不是通过操作GPIO来操作RS,而是直接根据地址总线地址的不同来完成操作RS,这两种方法的速度差别是非常大的.
* A% S- c; X' Y5 a6 s3 S如果是GPIO方式,先要通过操作GPIO 分别 输出 RS,CS,等的电平,然后再通过过GPIO操作输出数据,然后还要通过GPIO 再操作RD,WR,CS等的电平。- X$ }* K' r1 ^% d) a
每操作一个GPIO都要好几个周期,加起来就非常慢了.& ?) C& I: B2 |+ {
而FSMC是在一个FSMC写周期内就完成了这所有的动作。
默罕默德.ST 回答时间:2015-1-7 19:13:45
哈哈,一般都是借用别人的代买
sirius65 回答时间:2015-1-8 09:51:36
学习学习 新手还不太懂
qianfan 回答时间:2015-1-8 11:06:23
在你的编译器中short是多少位的?用short表示指针够吗?
bruce_ruo 回答时间:2015-1-8 13:54:03
QianFan 发表于 2015-1-8 11:06
" t3 b  G1 @9 L, f! v! z  _7 _在你的编译器中short是多少位的?用short表示指针够吗?

/ r9 \, F9 b1 e- G6 {% hshort  标准是  2BYTE     long  是4BYTE
zhaofei1 回答时间:2015-1-8 14:18:06
学习了,正在学fsmc
' X; K; U: o9 e; I/ [1 L0 s$ a
czhdpj 回答时间:2016-10-5 08:12:37
收下再看,
酷酷梦尘 回答时间:2017-1-30 20:48:09
感谢楼主分享
stm2i 回答时间:2017-1-30 22:16:25
感谢分享!
zbber 回答时间:2017-1-31 08:28:18
哈哈,一般都是借用别人的代买
colinh 回答时间:2017-2-24 15:11:00
好贴,顶一个
王某某 回答时间:2017-7-11 01:58:55
楼主能否讲解下,fsmc中的地址建立和保持时间、数据建立和保持时间分别指的是哪段?学了有段时间了,这四个时间还是很晕……
tianqi911 回答时间:2019-6-14 13:16:33
好文章,赞一个。

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