STM32的FSMC真是一个万能的总线控制器,不仅可以控制SRAM,NOR FLASH,NAND FLASH,PC Card,还能控制LCD,TFT.
" c( O% M2 G+ q; M9 a, T- W7 q# R; A
) \+ b: t! _$ `- f& W一般越是复杂的东西,理解起来就很困难,但是使用上却很方便,如USB.

不过FSMC也有很诡异的地方.如
& }0 e( @" i) k2 E3 U4 I

1. *(volatile uint16_t *)0x60400000=0x0;
   $ e( b0 x) H( A# F: a  }; ]
2. // 实际地址A21=1,而非A22.[注:0x60400000=0x60000000|(1UL<<22) ]
   
3. *(volatile uint16_t *)0x60800000=0x0;
   
4. // 实际地址A22=1,而非A23  [注:0x60800000=0x60000000|(1UL<<23) ]

复制代码

为什么呢?那时我还以为软件或硬件还是芯片有BUG,
我就是从上面的不解中开始研究FSMC的…..

1.FSMC信号引脚
" Z9 d, D8 D! k- ZSTM32的管脚排列很没有规律,而且分布在多个不同端口上,初始化要十分小心.需要用到的引脚都要先初始化成”复用功能推挽输出”模式.(GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP )
$ F8 h( F8 M8 w1 |: |并且开启时钟 (RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE); ) 像STM32F103Z(144脚)芯片有独立的地址和数据总线,而STM32F103V(100脚)就没有, 地址和数据总线要像51单片机一样分时复用,而在STM32F103R系列(64脚)就没有FSMC模块.
, C, D, \1 t5 w
复用总线时管脚:
- B  W" u4 W* |, xPD14,//FSMC_DA0
  Y9 N& d8 F( @4 P5 o/ v8 l& t8 zPD15,//FSMC_DA1
PD0 ,//FSMC_DA2
2 l1 C0 |; _# Q" `+ G" \4 P5 hPD1 ,//FSMC_DA3
' Y. `# \4 V6 w/ B# y$ F4 v* B7 ]PE7 ,//FSMC_DA4
PE8 ,//FSMC_DA5
PE9 ,//FSMC_DA6
PE10,//FSMC_DA7
PE11,//FSMC_DA8
3 P4 D6 r. s& i9 k3 {8 Q5 S/ \PE12,//FSMC_DA9
5 w, J& O' h1 G5 [# A6 @0 yPE13,//FSMC_DA10
PE14,//FSMC_DA11
9 S( C7 t3 E4 |) s& ~; Y' OPE15,//FSMC_DA12
PD8 ,//FSMC_DA13
PD9 ,//FSMC_DA14
PD10,//FSMC_DA15
* ], S" }7 H! l1 {% _PD11,//FSMC_A16
" {  f# k7 O. g8 V3 ^  [  v5 ZPD12,//FSMC_A17
5 d# l4 G7 d% c" I7 `PD13,//FSMC_A18
PE3 ,//FSMC_A19
$ k/ d- ^' f. g6 [; DPE4 ,//FSMC_A20
* M% R4 r+ d$ p: h' b0 N: JPE5 ,//FSMC_A21
PE6 ,//FSMC_A22
PE2 ,//FSMC_A23
2 r+ t/ P0 z; ^; vPG13,//FSMC_A24//STM32F103Z
PG14,//FSMC_A25//STM32F103Z
1 M7 e, n3 M. Q; b  q
- L- U8 m- N6 u独立的地址总线管脚:
[注:总线是16Bit情况下,FSMC通过FSMC_NBL1,FSMC_NBL0,区分高低字节.下面W代表WORD,即16BIT字.]
# w( R& J& U* T9 L: J" V3 U3 a, dPF0 ,//FSMC_A0 //2^1=2W =4 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF1 ,//FSMC_A1 //2^2=4W =8 Bytes//144PIN STM32F103Z
PF2 ,//FSMC_A2 //2^3=8W= 16 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF3 ,//FSMC_A3 //2^4=16W =32 Bytes//144PIN STM32F103Z
! E$ f; z( u8 B. ^  I) V! ZPF4 ,//FSMC_A4 //2^5=32W =64 Bytes//144PIN STM32F103Z
PF5 ,//FSMC_A5 //2^6=64W =128 Bytes//144PIN STM32F103Z
PF12,//FSMC_A6 //2^7=128W =256 Bytes //144PIN STM32F103Z
5 o) q' v; d& e: k' T; SPF13,//FSMC_A7 //2^8=256W =512 Bytes //144PIN STM32F103Z
( O* w& j' B; ]3 ^( |PF14,//FSMC_A8 //2^9= 512W =1k Bytes//144PIN STM32F103Z
PF15,//FSMC_A9 //2^10=1kW =2k Bytes//144PIN STM32F103Z
9 [, k) x8 Q; _- [6 g$ ^+ R0 |6 zPG0 ,//FSMC_A10 //2^11=2kW =4k Bytes//144PIN STM32F103Z
3 H. f; ~1 m4 G  K: h4 k7 s1 x& lPG1 ,//FSMC_A11 //2^12=4kW =8k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG2 ,//FSMC_A12 //2^13=8kW =16k Bytes//144PIN STM32F103Z
* ^3 b" ?" {: BPG3 ,//FSMC_A13 //2^14=16kW =32k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG4 ,//FSMC_A14 //2^15=32kW =64k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG5 ,//FSMC_A15 //2^16=64kW =128k Bytes//144PIN STM32F103Z
PD11,//FSMC_A16 //2^17=128kW =256k Bytes
; G4 W# X% L9 ~% l6 b4 rPD12,//FSMC_A17 //2^18=256kW =512k Bytes
PD13,//FSMC_A18 //2^19=512kW =1M Bytes
  O$ ?$ b8 E+ k2 _: \& Q7 k2 NPE3 ,//FSMC_A19 //2^20=1MW =2M Bytes
" _4 I% s" h' ?# @/ o" V. k- q( [PE4 ,//FSMC_A20 //2^21=2MW =4M Bytes
PE5 ,//FSMC_A21 //2^22=4MW =8M Bytes
PE6 ,//FSMC_A22 //2^23=8MW =16M Bytes
PE2 ,//FSMC_A23 //2^24=16MW =32M Bytes //100PIN STM32F103V MAX
5 w/ ]4 G" V( R. H4 |- c$ ^PG13,//FSMC_A24 //2^25=32MW =64M Bytes //144PIN STM32F103Z
' L/ m" r' I7 n4 J2 M/ NPG14,//FSMC_A25 //2^26=64MW =128M Bytes //144PIN STM32F103Z
$ p& o, \. P! Q, y9 `$ u
! H# Y) q" i$ G$ n$ Q* u7 T4 y& k独立的数据总线管脚:
- L: T) L3 Q# B1 oPD14,//FSMC_D0
PD15,//FSMC_D1
' `4 V. ]& k) E- Y; e" Q* \PD0 ,//FSMC_D2
- c4 s/ G6 e: _7 U+ O, t# k2 MPD1 ,//FSMC_D3
: j1 \' _& d* H7 D. J, N( k1 zPE7 ,//FSMC_D4
PE8 ,//FSMC_D5
/ ]5 q7 a( S6 x2 x& qPE9 ,//FSMC_D6
PE10,//FSMC_D7
PE11,//FSMC_D8
; F# Z' E! s8 m* Q5 Z/ _PE12,//FSMC_D9
PE13,//FSMC_D10
! m1 ?; V& a0 G5 o+ g$ J" F+ O0 UPE14,//FSMC_D11
( J4 e, V1 t' V: f1 V* BPE15,//FSMC_D12
PD8 ,//FSMC_D13
, a: K/ F, g' D0 R" J) V2 n+ ?2 `PD9 ,//FSMC_D14
" G1 O6 w0 t- F2 @PD10,//FSMC_D15
: b9 |4 ~; V/ D7 n* ~3 ~控制信号
PD4,//FSMC_NOE,/RD
PD5,//FSMC_NWE,/WR
PB7,//FSMC_NADV,/ALE
/ k9 R4 w1 @* n8 @9 }5 |; p) K4 G6 k. rPE1,//FSMC_NBL1,/UB
2 D8 @3 s  D( K# m/ A. ^PE0,//FSMC_NBL0,/LB
PD7,//FSMC_NE1,/CS1
, o/ I3 Q+ k0 a9 V9 K+ vPG9,//FSMC_NE2,/CS2
PG10,//FSMC_NE3,/CS3
PG12,//FSMC_NE4,/CS4
0 H2 q/ ?0 J: x+ g' y//PD3,//FSMC_CLK
( w: t; C, V' ?* t. e5 }5 ?//PD6,//FSMC_NWAIT

2.地址的分配
地址与片选是挂勾的,也就是说器件挂载在哪个片选引脚上,就固定了访问地址范围和FsmcInitStructure.FSMC_Bank

1 }! m% A. u1 ]6 u+ m( U4 Q3 ]

1. //地址范围:0x60000000~0x63FFFFFF,片选引脚PD7(FSMC_NE1),最大支持容量64MB,
   ) s' |7 r6 d! |2 b- w3 Y$ \
2. //[在STM32F103V(100脚)上地址范围为A0~A23,最大容量16MB]
   
3. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM1;
   * A6 B% h' D1 d% j; J0 V0 d9 I: R
4. 
   % L2 K% G! r- c; s0 ~4 i: p% Q. a
5. //地址范围:0x64000000~0x67FFFFFF, 片选引脚PG9(FSMC_NE2),最大支持容量64MB
   
6. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM2;
   
7. 
   
8. //地址范围:0x68000000~0x6BFFFFFF,片选引脚PG10(FSMC_NE3),最大支持容量64MB
   
9. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM3;
   3 J& F7 e  X; o  {
10. 
    
11. //地址范围:0x6C000000~0x6FFFFFFF,片选引脚(PG12 FSMC_NE4),最大支持容量64MB
    
12. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM4;

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3.时序测量
简单原理草图

- \2 r2 b* {- s
写数据的时序


  k3 `" D* b$ f% j( }% }
6 u1 K4 `0 B" o1 }5 z

. b8 G' h0 ?. r/ O# Q5 {" @读数据的时序



1.数据总线设定为16位宽情况下测量FSMC时序,即

1. FsmcInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth =    FSMC_MemoryDataWidth_16b;   

复制代码

使用逻辑分析仪测量(循环执行下面这条语句,下同)的波形
5 `8 C9 w, f# x2 [( \+ ?2 |+ g; G4 m" m
$ @2 C3 N2 f2 [) W# |+ L

1. *(volatile uint16_t *)(0x60002468UL)=0xABCD;     

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( i9 }, r" Y* R

可以看出NADV下降沿瞬间DATABUS上的数据被锁存器锁存,接着NWE低电平,总线输出0xABCD,数据0xABCD被写入0x1234这个地址.

1.       *(volatile uint16_t*)(0x60002469UL )=0xABCD;         

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0 ]* W) d# A8 c

5 C6 H+ h) b, T* j7 hwhat?向这个地址写出现了两次总线操作.

6 G6 U2 g9 O  W, o; b4 [为了一探究竟,我引出了控制线.
0 `. U0 j: o& n4 T. \) M9 T& W
6 K% n, j' l" `$ c+ x3 I# c

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  )=0xABCD;         

复制代码

向0x60000468UL写入0xABCD到底会发什么?



% w" K0 A; k' u# q1 }从时序图中我们可以看到, 向0x60000468UL在地址(在范围:0x60000000~0x63FFFFFF内)写入数据,片选引脚PD7(FSMC_NE1)被拉低.而在这之前,数据总线上先产生0x234,于是在NADV下降沿瞬间,数据被锁存在地址锁存器上(A0~A15),与A16~A25(如果有配置的话,会在NE1下降沿同时送出)组合成完整的地址信号.然而有人会问这个0x234是哪来的,你是否注意到它正好等于0x468/2,难道是巧合吗?不是的,在16位数据总线情况下(NORSRAMInitStrc.FSMC_MemoryDataWidth=FSMC_MemoryDataWidth_16b;),
& V7 _. t$ s/ a, \4 Q, Q* M, k像这样

  Y, W( s/ {4 n' n# s$ V

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000|addr)=0xABCD;   

复制代码

写入一个值,实际在地址线上产生的值是addr/2(即addr>>2),
, }' Q9 m+ a! N. q3 M& o, s# V所以如果我们一定要向addrx写入0xABCD则我们要这样写
) y. E+ u5 |2 b. g/ f& m

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000|addrx<<1)=0xABCD;

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2 G$ ?1 A) ]4 F+ ~6 d$ xNADV为高电平时, NEW被拉低,NOE为高,且NBL1,NBL0为低,随后数据总线线上产生0xABCD于是0xABCD被写进SRAM的地址0x234中
5 _; G; o% j( H# q4 r7 P, ], P
那如果我们向一个奇数地址像这样

" x$ T$ d9 H1 F5 B: f3 H *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;写入值会发生什么呢?
0 A4 B) ]  _! ]7 P6 {


从图中我们可以看到,STM32其实分成了两次字节写的过程,第一次向0x469/2写入0xCD,第二次向0x469/2+1写入0xAB,
" l( A# c- e4 ]$ z7 b! n8 k6 s# _有人会问你为什么这样说,NWE为低时总线上不是0xCDAB吗?没错,但是注意NBL1,NBL0的电平组合,NBL1连接到SRAM的nUB,NBL0连接到SRAM的nLB.第一次NEW为低时NBL1为低,NBL0为高,0xCDAB的高位被写入SRAM的0x234,第二次NWE为低时NBL1为高,NBL0为低,0xCDAB的低位被写入SRAM的0x235.
/ u* p" s( h+ Z- |$ H9 `当我们查看反汇编时发现,指令是相同的
( R# d" f  O) F

1. 0x080036C4 0468      DCW      0x0468
   9 g! j6 E+ [5 `
2. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
   : @6 n/ y2 K  A! }+ ~, D7 t
3. MOVW     r0,#0xABCD
   $ V& n1 `" b+ ^) O8 ~' v; h
4. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000468
   
5. STRH     r0,[r1,#0x00]
   - L3 p0 l8 R2 {/ H) H# k0 V
6. 
   
7. 
   
8. 0x080036C4 0469      DCW      0x0469
   
9. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
   : I" `* Q1 f- H2 B
10. MOVW     r0,#0xABCD
    
11. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000469
    
12. STRH     r0,[r1,#0x00]

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以上是写入的时序,下面测量读取的时序

首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507
7 m0 b) f; [# Z# ~6 I* c) Z1 u
8 B  r1 o4 Q5 K6 Y

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
   
3. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x236 <<1 )=0x6735;
   . K$ h2 v0 t7 d* T- A
4. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x237 <<1 )=0x2003;
   ; M* |" Q& `3 d9 ^
5. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x238 <<1 )=0x6219;

复制代码

然后读取:
4 Z& A- S8 j" M# ?4 J

1. tmp=*(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  );

复制代码

% W# b1 Q; v* x+ h' Z4 A
1 i( g& `' W, ~% p$ I
9 Y3 e  k- w/ _1 j5 V: w9 {如图tmp结果为0x8824
* B. i# X! }: t, x7 J再试

1.   tmp=*(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  );

复制代码

" q4 J8 d$ R9 TnUB=nLB=0;按16bit读
从0x234读得0X8824取高字节”88”作tmp低8位
/ W3 y" |) ^% G7 d从0x235读得0X6507取低字节”07”作tmp高8位
最终tmp=0x0788
( d; W! U5 V& T( g' z5 K
8 `& v6 u+ e8 @; _" i接下来验证更特殊的
# }1 a' C3 l6 {% m

1. *(volatile uint8_t*)(0x60000469UL   )=0xABCD;

复制代码

3 A" p# P% n1 Y+ y
! R* t. F! |9 a4 o4 R# J& ^由于NBL1=0,NBL0=1,0xCD被写入0x234的高地址,
数据总线上出现的值是0xCDNN, NN是随机数据,不过一般是和高位一样的值

1. *(volatile uint8_t*)(0x60000468UL   )=0xABCD;
   0 G$ }5 [" Q+ ~$ r/ W

复制代码

由于NBL1=1,NBL0=0,0xCD被写入0x234的低地址,
数据总线上出现的值是0xNNCD,NN是随机数据
& U4 j" }# v( u, |
验证字节读取的
' w6 D# d% E& @' n首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507
% D* q+ `) |4 O1 N

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   9 O4 E) e: X! }  O! X
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;

复制代码

然后这样读取

1. tmp=*(volatile uint8_t*)(0x60000469UL   );//对奇地址的单字节读取,数据总线的高8位被返回 tmp=0x88

复制代码

3 i$ k& O; ]* {5 z" W

1. tmp=*(volatile uint8_t*)(0x60000468UL   );//对偶地址的单字节读取,数据总线的低8位被返回 tmp=0x24

复制代码

还有更特殊的没有,有!

1. *(volatile int64_t*)(0x60000468UL)=0XABCDEF1234567890;//0XABCD EF12 3456 7890,如图,分别进行了4次操作才写完:

复制代码

*(volatile int64_t*)(0x60000469UL)=0XABCDEF1234567890;//0XABCD EF12 3456 7890,如图,对奇地址写比偶地址多一次操作:
& @- Z. ?0 N6 W% G3 H$ f' h8 E0 B

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   # W7 v7 ]3 D# l1 D4 T2 P1 K
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
   # Q- q4 Q8 ^9 B+ w5 m+ U
3. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x236 <<1 )=0x6735;
   0 e) x" |* f* r: X) D% g
4. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x237 <<1 )=0x2003;
   2 f6 U* X- t4 O5 ~! @% P& ~/ k
5. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x238 <<1 )=0x6219;

复制代码

1. tmp=*(volatile int64_t*)(0x60000469UL);// tmp=0x1920036735650788

复制代码

( ?5 `# a7 M- ]5 o- m

# `  }5 G% f* ?" b

1. tmp=*(volatile int64_t*)(0x60000468UL); //tmp=0x2003673565078824

复制代码

: p0 A: y8 L( H! u$ S% f& r. M# Y
! Z8 W+ Z1 i8 k1 p3 k2 U# Y9 J
# P- g$ t; I% X, ^# _. w. f7 r1.数据总线设定为8位宽情况下测量FSMC时序,即
FsmcInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_8b;

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  )=0xABCD;

复制代码

% b: c# X+ [; a7 k' Y- W6 c1 @: e

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;

复制代码

5 O& q  N: R6 I2 l7 @$ u) h

* J9 K9 v: R6 o$ I

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  )=0x3344;
   * m6 D8 E) ~2 q- T7 U  H6 t
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;

复制代码

tmp=(volatile uint16_t)(0x60000469UL ); //tmp=0xabcd

2 A- n7 z5 N9 k$ W

1. tmp=*(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  );

复制代码

( J# E' y5 u  r8 Vtmp=0xcd44
* }* G0 f3 j* y: ]- N
8 d  W( A, ^. P: S% h
; |/ R6 N/ J; Y5 z+ }1 f& T2 A2 j
" [# k: r1 `' p* j  T" f4 L; y" t

1. tmp=*(volatile uint8_t*)(0x60000468UL  );

复制代码

tmp=0x44
' {+ ~+ A& ]4 R  S& R; v' X
6 E- c! s* v( H
) L$ B2 Q- I2 @( E" K6 v' ^) u

1. tmp=*(volatile uint8_t*)(0x60000469UL  );
   
2. tmp=0xcd

复制代码

* l% E# }% E% C  d% R3 @
5 m! g- v3 N4 G* A8 b

1. *(volatile uint8_t*)(0x60000469UL   )=0xABCD;

复制代码

, I: A; x+ \3 f2 @9 I0 ^; z

1. *(volatile uint8_t*)(0x60000468UL   )=0xABCD;

复制代码

: x4 b8 c' d! b2 ?) i- `* e1 s* y9 h
  \8 D2 z1 |" o- D# w' |
  e1 A1 ~: S  I

1. tmp=*(volatile uint64_t*)(0x60000468UL  );
   $ A+ J6 k+ O( a1 r8 U  a5 P
2. tmp=0x2003673565ABCD44

复制代码

7 c/ g# C+ @" X" o6 o- i

1. tmp=*(volatile uint64_t*)(0x60000469UL  );//tmp=0x192003673565ABCD

复制代码

* _( F+ @6 w& f1 @* b

1. *(volatile uint64_t*)(0x60000469UL  )=0XABCDEF1234567890;  

复制代码

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