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.
' I2 M! Q2 F. Y1 h4 n* l$ v
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.
) h. ]6 g8 [* {  y6 N# y! }* _4 R
( a2 L! R9 a# |) q不过FSMC也有很诡异的地方.如
# a- a4 H8 W7 j5 y. ]2 u( C1 i3 z
8 R3 Q. d5 Y# `3 e# {: A- l

1. *(volatile uint16_t *)0x60400000=0x0;
   9 S9 C: d, W1 @4 L: Q# o# L5 L
2. // 实际地址A21=1,而非A22.[注:0x60400000=0x60000000|(1UL<<22) ]
   
3. *(volatile uint16_t *)0x60800000=0x0;
   ) w7 @! O1 b. o2 p* `
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…..

3 K/ G# H$ x, i) j8 `1.FSMC信号引脚
STM32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 )
' B0 h7 l/ J9 {: L& [* b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.

复用总线时管脚:
PD14,//FSMC_DA0
PD15,//FSMC_DA1
5 V9 @, e8 E" OPD0 ,//FSMC_DA2
PD1 ,//FSMC_DA3
PE7 ,//FSMC_DA4
+ Q/ x( S+ I" F* q$ u4 u2 V# IPE8 ,//FSMC_DA5
PE9 ,//FSMC_DA6
3 G! A! s3 ]1 ~, o: w( |9 {4 C& G% C7 vPE10,//FSMC_DA7
, K8 I) ~$ s+ [1 h$ M1 \PE11,//FSMC_DA8
PE12,//FSMC_DA9
, D% y" F# k2 t: f" X8 E2 J; y4 QPE13,//FSMC_DA10
PE14,//FSMC_DA11
/ n, a" O- W; b. i+ v0 lPE15,//FSMC_DA12
PD8 ,//FSMC_DA13
8 p( m; h6 h) M3 o* gPD9 ,//FSMC_DA14
; O! \9 ?) l0 _8 S! [" }PD10,//FSMC_DA15
PD11,//FSMC_A16
PD12,//FSMC_A17
+ J% U. s, x7 D! J2 J1 I6 [* {PD13,//FSMC_A18
PE3 ,//FSMC_A19
! O+ C9 o- x' n3 \: [PE4 ,//FSMC_A20
0 @3 {3 D5 k- u. g! Q1 dPE5 ,//FSMC_A21
PE6 ,//FSMC_A22
PE2 ,//FSMC_A23
PG13,//FSMC_A24//STM32F103Z
PG14,//FSMC_A25//STM32F103Z

独立的地址总线管脚:
% l- G' I3 R% H$ V[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.]
PF0 ,//FSMC_A0 //2^1=2W =4 Bytes //144PIN STM32F103Z
+ |- P2 x: j( s# L" @PF1 ,//FSMC_A1 //2^2=4W =8 Bytes//144PIN STM32F103Z
PF2 ,//FSMC_A2 //2^3=8W= 16 Bytes //144PIN STM32F103Z
5 X" v: k6 X4 ?4 K0 ^- F' t/ VPF3 ,//FSMC_A3 //2^4=16W =32 Bytes//144PIN STM32F103Z
* P2 e2 w/ I2 d# p4 r+ C# ZPF4 ,//FSMC_A4 //2^5=32W =64 Bytes//144PIN STM32F103Z
3 v" p% P( y$ L5 q. h# U- fPF5 ,//FSMC_A5 //2^6=64W =128 Bytes//144PIN STM32F103Z
% X1 n# L) ~0 f* F% {$ U6 s6 qPF12,//FSMC_A6 //2^7=128W =256 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF13,//FSMC_A7 //2^8=256W =512 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF14,//FSMC_A8 //2^9= 512W =1k Bytes//144PIN STM32F103Z
: r! e0 @9 K" `PF15,//FSMC_A9 //2^10=1kW =2k Bytes//144PIN STM32F103Z
2 q. I# [- x6 K1 i* H+ EPG0 ,//FSMC_A10 //2^11=2kW =4k Bytes//144PIN STM32F103Z
- A- @/ H" S. T" i. t4 Y5 MPG1 ,//FSMC_A11 //2^12=4kW =8k Bytes//144PIN STM32F103Z
; I. G: L/ E! }0 }/ R+ C9 UPG2 ,//FSMC_A12 //2^13=8kW =16k Bytes//144PIN STM32F103Z
+ V9 U8 w/ F* n7 I, ^PG3 ,//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
) L" n4 R4 r$ i0 T2 h3 CPD12,//FSMC_A17 //2^18=256kW =512k Bytes
5 q: n1 c' v9 P5 EPD13,//FSMC_A18 //2^19=512kW =1M Bytes
8 r, K& O/ Z- g+ J0 ]- h( ?PE3 ,//FSMC_A19 //2^20=1MW =2M Bytes
- k4 _. x/ _8 L7 L( p5 v+ ]( @PE4 ,//FSMC_A20 //2^21=2MW =4M Bytes
PE5 ,//FSMC_A21 //2^22=4MW =8M Bytes
1 A* E; H' E% L8 @PE6 ,//FSMC_A22 //2^23=8MW =16M Bytes
PE2 ,//FSMC_A23 //2^24=16MW =32M Bytes //100PIN STM32F103V MAX
) Y+ J7 H5 l  E9 w( UPG13,//FSMC_A24 //2^25=32MW =64M Bytes //144PIN STM32F103Z
2 G, Y# g# t+ h: w. \# S& L) N) YPG14,//FSMC_A25 //2^26=64MW =128M Bytes //144PIN STM32F103Z

独立的数据总线管脚:
PD14,//FSMC_D0
& K. l( \" O. M7 CPD15,//FSMC_D1
PD0 ,//FSMC_D2
PD1 ,//FSMC_D3
PE7 ,//FSMC_D4
# M0 ~% X1 i+ O( J* \PE8 ,//FSMC_D5
- L' r7 D  f# i- @8 j; K$ `PE9 ,//FSMC_D6
PE10,//FSMC_D7
* g7 ~' f( ~+ G9 B, w- rPE11,//FSMC_D8
PE12,//FSMC_D9
' L& K7 ~9 R' wPE13,//FSMC_D10
PE14,//FSMC_D11
8 N  \$ C8 N& s7 JPE15,//FSMC_D12
PD8 ,//FSMC_D13
2 ?, ]8 T  _* v1 v# JPD9 ,//FSMC_D14
PD10,//FSMC_D15
+ u: _) T; W+ E8 r! J+ Q7 a控制信号
1 ^$ N; C, a- |" W* YPD4,//FSMC_NOE,/RD
PD5,//FSMC_NWE,/WR
% d8 G# ^& M, U: a. sPB7,//FSMC_NADV,/ALE
. M, Z3 Y6 O) y: J8 T( EPE1,//FSMC_NBL1,/UB
PE0,//FSMC_NBL0,/LB
PD7,//FSMC_NE1,/CS1
1 }% ?' k( e% ZPG9,//FSMC_NE2,/CS2
! u) P! P" {9 _. w" aPG10,//FSMC_NE3,/CS3
# a! K/ T- u) [: lPG12,//FSMC_NE4,/CS4
//PD3,//FSMC_CLK
9 A" b. @4 \8 N8 j  u) r//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
% Y6 V, f; `) y5 V8 t% c' |; s4 B
# [5 `! J% n& ?0 d- k

1. //地址范围:0x60000000~0x63FFFFFF,片选引脚PD7(FSMC_NE1),最大支持容量64MB,
   
2. //[在STM32F103V(100脚)上地址范围为A0~A23,最大容量16MB]
   ! u: T( D: G1 c7 ^) g# u
3. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM1;
   ) x% w, Q$ |" }, [- I. m) a
4. 
   / y  G7 F! E3 j3 G* Z) o! r/ ?: ~! h
5. //地址范围:0x64000000~0x67FFFFFF, 片选引脚PG9(FSMC_NE2),最大支持容量64MB
   ) U, Y8 s& Q2 W
6. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM2;
   
7. 
   $ W, ]% [5 _7 C: P( e) `
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;
   
10. 
    1 D( n; x- ?& F+ E" `
11. //地址范围:0x6C000000~0x6FFFFFFF,片选引脚(PG12 FSMC_NE4),最大支持容量64MB
    . j# J; A" o1 O0 |) T) \1 S
12. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM4;

复制代码

1 k3 f9 d8 s6 z2 p. Z1 B5 H3.时序测量
8 B+ ~/ l/ T5 B! ?" W! o& B简单原理草图
4 x: O0 g1 V( {- M4 u9 S. q

写数据的时序

0 O( d* J' C2 i, _. _7 q


; G) L& F( P, a8 o- y& v
7 m0 i- S4 {6 F读数据的时序
& K& ^( Y) C2 J! P5 o

8 h  v: w- E% ~/ ^7 r: J" y$ m
' j0 X3 K. y; B$ F1.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

9 k$ s1 Y6 {( k( e1 W1 ]! N. g使用逻辑分析仪测量(循环执行下面这条语句,下同)的波形
& Y% `4 f/ @5 P2 i# p

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

复制代码

) a  f; x7 d& N& X$ G+ |6 s
/ @, D9 V6 W+ X& s% _: j% P% X6 M
' A, X3 V+ x3 u; C& }) N6 f0 ^. {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.

4 @7 W6 S) I6 q8 z  `1 Y

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

复制代码

! `( [" ?3 O6 S  B' y% o

what?向这个地址写出现了两次总线操作.
2 e' I6 l) z; L, n8 ?4 A% ^1 g! {
为了一探究竟,我引出了控制线.

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

复制代码

向0x60000468UL写入0xABCD到底会发什么?



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;),
. e: G6 }3 h! K$ n4 F! ~) L  q像这样
4 ^( a1 r3 D" j4 _
/ Z5 |3 g+ a& P3 I6 B  c

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),
所以如果我们一定要向addrx写入0xABCD则我们要这样写

' Z( i8 F" Q' M3 Y' n  x9 a

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

复制代码

NADV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

那如果我们向一个奇数地址像这样
% ]0 u# A2 `4 q' i  H
6 Q# K2 T: I) E! L *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;写入值会发生什么呢?
9 z% F0 U0 L3 \2 L
. b& |- K+ Q9 J6 `+ T
7 j! N) i* B! s" o4 H! s
% ]  f0 i' q! \1 L, ?# R1 S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,
+ H% d9 m3 m5 c! E) c* N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.
( M1 S  z7 E. P当我们查看反汇编时发现,指令是相同的
6 S& q$ y! d" n" k8 ]& M
( m1 ?% d4 O' C8 |9 z( T" ?0 H! v

1. 0x080036C4 0468      DCW      0x0468
   
2. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
     E; Y/ B9 b5 t* M0 e; r- E
3. MOVW     r0,#0xABCD
   ' v3 s: f1 _. I% b
4. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000468
   - m& m; X- p, f  @6 R6 n
5. STRH     r0,[r1,#0x00]
   
6. 
   
7. 
   8 m$ [% t" f0 P. c
8. 0x080036C4 0469      DCW      0x0469
   " ]5 x" C- l+ ~7 r
9. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
   
10. MOVW     r0,#0xABCD
    / n. z3 C+ s# f! Z4 m
11. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000469
    1 J: X- f3 \- G
12. STRH     r0,[r1,#0x00]

复制代码

: Q9 @, e. E+ o+ ]: m5 K" f以上是写入的时序,下面测量读取的时序
2 j7 D% ?$ q! Q- L+ B
首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507
! n, o; @  r* R7 B
2 E' p# X7 @8 E) n0 _: N

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   2 ?" z; w$ B5 N- D- e
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
   5 F, G" m( @) R  H) X
3. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x236 <<1 )=0x6735;
   : c* `; r& w+ J$ s# m* b, a
4. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x237 <<1 )=0x2003;
   ! V  M8 c; b" Z* Z! N
5. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x238 <<1 )=0x6219;

复制代码

; U) y2 n/ @) u8 `- H然后读取:

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

复制代码

' l: {7 D9 S: O; U
3 X! \4 Q5 C6 ~% F. r
0 T1 _! }$ m9 c: w) }3 J: I如图tmp结果为0x8824
再试

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

复制代码

. x( v& A  f7 r
$ n! `$ K- Y5 TnUB=nLB=0;按16bit读
从0x234读得0X8824取高字节”88”作tmp低8位
& c/ b* P0 j, l# q从0x235读得0X6507取低字节”07”作tmp高8位
0 I, u& \; c! \: f2 |# V最终tmp=0x0788
% i- U) w: L, _: ?' i
接下来验证更特殊的

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

复制代码

: Y7 Q) m0 [1 ]9 J3 W1 H9 v/ W6 z
3 m) G% s' i: C% ^; N$ N! h由于NBL1=0,NBL0=1,0xCD被写入0x234的高地址,
3 h  K/ T, x* a: G- q0 j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;
   

复制代码

8 V& i  r: p0 f. e2 [& T

5 E5 `1 l) Y( @) s7 ^6 {; @) w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

验证字节读取的
! ?/ @7 {6 d2 O- _2 c# C. N首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507
: C1 f- a2 Z' B# p" o

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;

复制代码

* ~8 O8 u- i  j/ c5 z8 v  S) Y然后这样读取
9 G5 M  v' u" O" V4 f6 H- ^

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

( m) F: O" s1 a; Q5 U

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

2 v- {7 S  ^* N. T: L) U

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

# v4 i! m1 B3 @# o; l
4 H! C- l2 l8 S" t* m8 X
*(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:

# I) b; j7 u# Q
+ q7 W% n& r. N' D! N4 l% ?0 Z( e

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
   
3. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x236 <<1 )=0x6735;
   
4. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x237 <<1 )=0x2003;
   
5. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x238 <<1 )=0x6219;

复制代码

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

复制代码

( Q$ e" j8 F7 u

. k  }" B" o" A' C

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

复制代码

7 D- w% b. Q1 Y2 C4 [2 s
9 v" N4 L- ^* R6 ^5 ]. M" g1.数据总线设定为8位宽情况下测量FSMC时序,即
; u! g1 R4 x+ m7 AFsmcInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_8b;

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

复制代码

2 m# r6 G+ o" h/ b7 r. Y

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

复制代码

/ Q/ r! _2 S5 n/ B: @

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  )=0x3344;
   % P( ~  d2 P6 [; H$ c! o( i6 S
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;

复制代码

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

3 u: U, A; k" y; E0 u) n
( k% ?" O$ ^# M8 M. W$ n

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

复制代码

tmp=0xcd44

9 R/ J0 {* _5 m; Q' Z0 v) A
1 Y# ^' V! x9 \9 F: F2 r- _

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

复制代码

; i2 g9 \, ?( P2 I8 h, qtmp=0x44


' c+ y3 e% _: I+ y; E+ b8 \

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

复制代码

: o7 l3 ~& x! M" f5 g6 _

' E1 C% D. d- p. N

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

复制代码

5 i& W  \4 M# h
& d+ z& l2 C' p' C: `8 T

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

复制代码

' y5 ~# P7 l" g. }
5 H" m$ x, f- l, e: T' l! \) }4 ]
: p& i: `: t1 d8 L' M) E1 j8 e

1. tmp=*(volatile uint64_t*)(0x60000468UL  );
   % r8 h0 F% ^# ?  |! _/ ~, a
2. tmp=0x2003673565ABCD44

复制代码

5 `+ G' e2 J7 p9 L) V. \+ h

# p3 s: r* O: x

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

复制代码

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

复制代码

' H! y; h1 H! i
- q  g8 S! n& L1 a. a/ e. x4 x8 f$ G

1. *(volatile uint64_t*)(0x60000468UL  )=0XABCDEF1234567890;  

复制代码

4 ]$ }- ~5 s- G9 g/ ?
5 Z; E! x0 f3 q( K
- C9 p- [8 t5 i! M. u" L————————————————
5 ?% X& B- [+ A# u* d版权声明：魏波.
9 _, E! L& d: q3 k$ i! T% |
" n" N$ I  G1 d

" V) \1 X- z+ S6 _( U8 p. I