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.
3 t7 |( A. z  N: w! v) w
( P+ I7 H; D7 z$ D; x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.
$ |6 ?5 ]- o) N0 p: j+ e3 k
不过FSMC也有很诡异的地方.如
0 t$ n5 G! N- k7 n/ X  O& X% M

1. *(volatile uint16_t *)0x60400000=0x0;
   " V2 c7 ~: G7 X% p4 @. B
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

4 C! I( P' T" `. n; D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 L( u# d/ l& M4 G1.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 )
/ R, z3 h" E  Y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:
- Z( M5 @& e* m) t& bPD14,//FSMC_DA0
8 i* E4 x/ v- H" kPD15,//FSMC_DA1
PD0 ,//FSMC_DA2
1 L1 _, K' t% N& T! X4 iPD1 ,//FSMC_DA3
* ?) j8 W  Z; I! WPE7 ,//FSMC_DA4
PE8 ,//FSMC_DA5
5 d! u7 d! F! S- N+ gPE9 ,//FSMC_DA6
PE10,//FSMC_DA7
PE11,//FSMC_DA8
PE12,//FSMC_DA9
  L6 @/ K5 P" e8 z! w, OPE13,//FSMC_DA10
PE14,//FSMC_DA11
: L4 l, `/ |, a: C" t, i; s  }' BPE15,//FSMC_DA12
PD8 ,//FSMC_DA13
PD9 ,//FSMC_DA14
* ?5 G- y3 y! cPD10,//FSMC_DA15
PD11,//FSMC_A16
PD12,//FSMC_A17
PD13,//FSMC_A18
0 @- j& T, Q3 L  g/ g$ IPE3 ,//FSMC_A19
, }9 q( Q/ a, y8 y9 C" KPE4 ,//FSMC_A20
PE5 ,//FSMC_A21
PE6 ,//FSMC_A22
' S# D3 C9 K, pPE2 ,//FSMC_A23
; S* O1 n# q: p) ^PG13,//FSMC_A24//STM32F103Z
% m7 l5 W$ Z- ]! K8 PPG14,//FSMC_A25//STM32F103Z

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.]
PF0 ,//FSMC_A0 //2^1=2W =4 Bytes //144PIN STM32F103Z
, ^8 F9 a" s, z# j0 S: k1 OPF1 ,//FSMC_A1 //2^2=4W =8 Bytes//144PIN STM32F103Z
' h$ V1 c+ X/ ^% J5 j# [# BPF2 ,//FSMC_A2 //2^3=8W= 16 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF3 ,//FSMC_A3 //2^4=16W =32 Bytes//144PIN STM32F103Z
! J" l2 U/ u% U! t0 LPF4 ,//FSMC_A4 //2^5=32W =64 Bytes//144PIN STM32F103Z
8 L9 u( H# c) P0 d* l: XPF5 ,//FSMC_A5 //2^6=64W =128 Bytes//144PIN STM32F103Z
9 Y0 L# P% [( a: YPF12,//FSMC_A6 //2^7=128W =256 Bytes //144PIN STM32F103Z
PF13,//FSMC_A7 //2^8=256W =512 Bytes //144PIN STM32F103Z
! K; y+ W0 i% O- m  xPF14,//FSMC_A8 //2^9= 512W =1k Bytes//144PIN STM32F103Z
PF15,//FSMC_A9 //2^10=1kW =2k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG0 ,//FSMC_A10 //2^11=2kW =4k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG1 ,//FSMC_A11 //2^12=4kW =8k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG2 ,//FSMC_A12 //2^13=8kW =16k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG3 ,//FSMC_A13 //2^14=16kW =32k Bytes//144PIN STM32F103Z
PG4 ,//FSMC_A14 //2^15=32kW =64k Bytes//144PIN STM32F103Z
; y7 |  v" F0 u5 ]$ E1 |+ K8 |8 F( ~: BPG5 ,//FSMC_A15 //2^16=64kW =128k Bytes//144PIN STM32F103Z
5 T4 `; b. x8 e$ d9 ePD11,//FSMC_A16 //2^17=128kW =256k Bytes
PD12,//FSMC_A17 //2^18=256kW =512k Bytes
- ]- a' D0 s/ k! {PD13,//FSMC_A18 //2^19=512kW =1M Bytes
1 ?: X4 y8 {) o/ ^5 u+ L" x9 Y' i5 ~PE3 ,//FSMC_A19 //2^20=1MW =2M Bytes
! r  X& r# P* M) d& n( D" n+ F7 XPE4 ,//FSMC_A20 //2^21=2MW =4M Bytes
& G- X- X+ p3 w$ I* \PE5 ,//FSMC_A21 //2^22=4MW =8M Bytes
PE6 ,//FSMC_A22 //2^23=8MW =16M Bytes
  }% L' k$ Z0 T  P, qPE2 ,//FSMC_A23 //2^24=16MW =32M Bytes //100PIN STM32F103V MAX
% p4 l& A* M: F) p/ V% D6 I, ^( iPG13,//FSMC_A24 //2^25=32MW =64M Bytes //144PIN STM32F103Z
PG14,//FSMC_A25 //2^26=64MW =128M Bytes //144PIN STM32F103Z

4 V/ y: Z8 g9 D8 R独立的数据总线管脚:
PD14,//FSMC_D0
PD15,//FSMC_D1
PD0 ,//FSMC_D2
* R. t' }% Q4 q9 D0 c8 _9 uPD1 ,//FSMC_D3
* _  W  B' s2 D" `, w; M6 VPE7 ,//FSMC_D4
PE8 ,//FSMC_D5
, u' [9 i: O# r: ^PE9 ,//FSMC_D6
% A# T! P' [" B2 |8 b1 i! PPE10,//FSMC_D7
8 z" d' k* n) ]! f& Z% T. _PE11,//FSMC_D8
PE12,//FSMC_D9
PE13,//FSMC_D10
9 W, \9 g) I9 E% u* tPE14,//FSMC_D11
PE15,//FSMC_D12
7 X" g3 l3 V' v' E- G. oPD8 ,//FSMC_D13
PD9 ,//FSMC_D14
( I% r0 H% A4 y; Q' K! ]( n$ }PD10,//FSMC_D15
控制信号
PD4,//FSMC_NOE,/RD
PD5,//FSMC_NWE,/WR
PB7,//FSMC_NADV,/ALE
PE1,//FSMC_NBL1,/UB
PE0,//FSMC_NBL0,/LB
PD7,//FSMC_NE1,/CS1
8 l3 P& c1 Q, M% |PG9,//FSMC_NE2,/CS2
PG10,//FSMC_NE3,/CS3
# T0 \7 F! B/ m8 V6 Y. rPG12,//FSMC_NE4,/CS4
3 Z. N) \% ~; O8 V//PD3,//FSMC_CLK
7 t4 R3 N: A6 U* J0 s//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. //地址范围:0x60000000~0x63FFFFFF,片选引脚PD7(FSMC_NE1),最大支持容量64MB,
   2 b" {+ L% ~% ~. b- M; g: \
2. //[在STM32F103V(100脚)上地址范围为A0~A23,最大容量16MB]
   . X! h1 ?9 U$ K/ n2 {* E
3. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM1;
   1 D2 a0 \7 M: T( B4 G" d2 X$ n
4. 
   
5. //地址范围:0x64000000~0x67FFFFFF, 片选引脚PG9(FSMC_NE2),最大支持容量64MB
   : x5 W( N& a3 I4 ?5 J1 a; _
6. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM2;
   % Y" H6 ]" N; \/ ?. _8 Y
7. 
   6 h' j" Q& r) T+ G9 M) v4 [
8. //地址范围:0x68000000~0x6BFFFFFF,片选引脚PG10(FSMC_NE3),最大支持容量64MB
   8 J( N! f: W* q2 O# ], u, V: k
9. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM3;
   
10. 
    # e* t& V( Z: r6 f6 {
11. //地址范围:0x6C000000~0x6FFFFFFF,片选引脚(PG12 FSMC_NE4),最大支持容量64MB
    1 y  X( r6 w' z- [$ }
12. FsmcInitStructure.FSMC_Bank =FSMC_Bank1_NORSRAM4;

复制代码

9 O% M+ Q2 B: C3 V# r; C- S3.时序测量
简单原理草图
, Q4 C. ]- ~; l1 R4 y+ |- s' ?

写数据的时序
" U7 P$ l* ]! U  b( D

5 G5 ]! V2 o$ B% L) V9 V
1 x$ I# |) B4 v0 D7 z! O4 C
9 x- x" o5 X! z1 T  M3 F9 `, Z2 k
读数据的时序


1 |$ z5 G3 I/ s" @" J
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
* Q5 c+ z# U7 c8 Q

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

复制代码

; {. s5 b& m: a! r. ^
' l% o5 d8 _( P9 b3 n
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;         

复制代码

# B7 s0 L5 g  y; W( s. S0 \
/ W; s4 {* }5 p8 ^5 O; }: C$ S
* e( y% e. r3 H- Owhat?向这个地址写出现了两次总线操作.

) L; k2 o* {1 \% G, S) b0 A为了一探究竟,我引出了控制线.
: R0 |/ p9 W% j7 `: L

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

复制代码

/ l! M" ~/ L! T- |/ K( a; V; B* ]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;),
, Z: N: o( U3 \- ~2 {( m像这样
: [9 W6 A! L/ O9 @
/ T# {! Q5 X* a; T8 @: u

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

复制代码

5 _) d. [7 v" ?$ m, I( G  v& w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
3 m: l5 C! w' r; m& ^
/ {$ s) i  s! @: L

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

复制代码

1 E- n9 V  n8 d: {0 INADV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

2 I- X$ m- V$ M$ {1 o6 d2 X那如果我们向一个奇数地址像这样
: ^8 ~% i$ L) W: e0 `* c$ i
*(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;写入值会发生什么呢?



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,
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.
. x$ o) o  d2 b8 ?1 X  y当我们查看反汇编时发现,指令是相同的
4 D% u2 n' X7 q/ B

1. 0x080036C4 0468      DCW      0x0468
   : J4 s% {* [, @2 c2 {
2. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
   2 X" u2 ?' t/ d; L3 T
3. MOVW     r0,#0xABCD
   
4. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000468
   
5. STRH     r0,[r1,#0x00]
   
6. 
   4 z2 Y/ N% U$ `% d
7. 
   4 h, l; G% U7 N+ x5 T& F3 a2 }
8. 0x080036C4 0469      DCW      0x0469
   * i! N/ ~* A8 f, f
9. 0x080036C6 6000      DCW      0x6000
   
10. MOVW     r0,#0xABCD
    
11. LDR      r1,[pc,#420]  ; @0x080036C4//r1=0x60000469
    
12. STRH     r0,[r1,#0x00]

复制代码

! y# X) l; S, H! x" P% r1 r( K! i# S- o  g, Y以上是写入的时序,下面测量读取的时序

) K5 s  o$ ]! X! m: E首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507

" F" m! O. U3 B& f. q5 S

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   4 M& L/ h" L4 q1 @3 G9 o8 l
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
   
3. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x236 <<1 )=0x6735;
   4 B2 V0 y# W. a' y
4. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x237 <<1 )=0x2003;
   8 d5 z/ e; \% `
5. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x238 <<1 )=0x6219;

复制代码

1 \; }1 i. e; _# {9 d5 x( `, i然后读取:
5 E. ~% b% E7 ~6 X" T5 J

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

复制代码

6 O4 J4 L( ]' c4 u2 m2 D) b. G1 ~/ y

如图tmp结果为0x8824
再试

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

复制代码

+ C2 Q: z- X) y$ Z; Y& L9 @" h
* w" f. S0 |3 ^: z. ~
8 d6 W& J! E- E) ^& v6 q- K" Q6 k! anUB=nLB=0;按16bit读
2 i" l3 `( l$ }' k$ a$ e$ R从0x234读得0X8824取高字节”88”作tmp低8位
从0x235读得0X6507取低字节”07”作tmp高8位
2 |. G9 w/ p, f1 Y7 z最终tmp=0x0788
4 E- M# c5 W: ^6 `  A
接下来验证更特殊的

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

复制代码

4 B3 g( O, C' F( D. `' R

由于NBL1=0,NBL0=1,0xCD被写入0x234的高地址,
  A! N: H% A3 X  F0 J, x* F. r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;
   5 \1 I9 w$ \' b6 L  |

复制代码

3 l0 l2 p8 V2 K. O0 e5 U# K! s; |
1 l# d" J7 d. C9 q+ [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
首先我们向SRAM的真实地址0x234,0x235分别写入0x8824,0x6507
/ J9 B: R. m2 L+ j' W
; G6 J) g) v& l

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

复制代码

) W& X) n9 g: Z3 H. A% C/ d  ]然后这样读取
" v4 Q. `. g, [5 ?6 R: ^( _
5 j1 n& n6 N% p* D

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

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

& X9 ?* V6 n' R; J% D. A3 ~
# z/ Y: V" A% K2 c* v/ f( v7 s! V
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:


5 M% M3 \3 I/ O! d) ~! z: D% f

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x234 <<1 )=0x8824;
   
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000000UL |0x235 <<1 )=0x6507;
     W3 Z( T% K7 B2 A2 S! L* s: F
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

* M- ^/ o8 P3 I( b6 T9 _5 W

+ `6 B9 n. F0 h

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

复制代码

2 s5 v# y! B6 ~2 ?' f' n1.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

: {# g" ^- W0 `" ?

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

复制代码

1. *(volatile uint16_t*)(0x60000468UL  )=0x3344;
   
2. *(volatile uint16_t*)(0x60000469UL  )=0xABCD;

复制代码

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

: z: h/ t  \* S% _! z
" l/ K$ _3 c- L

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

复制代码

( H2 {5 h0 _# B' r. ztmp=0xcd44
9 \  I: B& t& h5 H% C( x0 ^
7 J+ ], L$ K; o6 a! X) i( y

& l/ G% Q/ h. g) u* Y' D

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

复制代码

tmp=0x44
9 ~9 |3 q: _7 Q% c/ t/ k9 H

6 G( i% F5 m6 _" i  E; c& ^; e

1. tmp=*(volatile uint8_t*)(0x60000469UL  );
   7 t5 }/ T$ s; n3 T4 p  x& ?; V9 ?
2. tmp=0xcd

复制代码

' B- C/ g9 p/ d6 _

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

复制代码

" j5 ~3 g- x6 Q

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

复制代码

1. tmp=*(volatile uint64_t*)(0x60000468UL  );
   . [; y: g/ }" q
2. tmp=0x2003673565ABCD44

复制代码

- p& g. w* P4 L1 R; P

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

复制代码

8 W1 T3 E! r7 j$ V: k" F3 \9 v0 @) N6 C
/ E! H" H3 J4 C  e, Z3 E

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

复制代码

6 C- s; c+ S2 C, W# M9 w: Q$ s
+ B/ j7 O0 u! W/ @, N
% j4 m6 Q% U$ P) \# _

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

复制代码

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