STM32F1的FSMC接口硬件电路设计

STMCU小助手 · 2023-02-21T13:41:44+00:00

01FSMC接口5 Q: y; N3 V5 I' M FSMC是STM32F1提供的一个静态存储控制器，是MCU用来扩展存储器，可用来驱动SRAM、Nor Flash、NAND Flash。这里先简单讲解下这三种存储器的应用场合。首先是SRAM，SRAM是静态随机存储器，SRAM的特性是掉电数据就丢失。外扩SRAM的主要目的是因为MCU自带的RAM不够用了才选择外扩，这样才能让程序有足够的RAM空间运行，简单理解就是电脑内存小，不能同时开很多个软件，需要再扩内存条后就能同时开很多软件运行。然后是Nor Flash和NAND Flash，其实这两者就相当于我们电脑的硬盘，可以用来存文件或者各种资料数据，掉电后数据不会丢失。至于设计中要使用Nor Flash还是NAND Flash，取决于使用目的，如果仅用来存数据，不做boot使用，且MCU带NAND Flash控制器的话，那还是推荐选NAND Flash。因为相对于Nor Flash，NAND Flash更便宜，容量也大。如果MCU不带NAND Flash控制器，或者其他特别要求，那就选Nor Flash。0 i" B. S& a2 D: H" n/ Z, ` 02 SRAM电路设计 : q6 ]7 E" o) }; b& s无论是SRAM、Nor Flash还是NAND Flash，在STM32F1系列产品中都是通过FSMC接口被访问。我们在STM32F1系列规格书的第36页的Table 6可以看到FSMC对于不同访问方式，对应的引脚定义不一样，所以无论在设计SRAM、Nor Flash或者NAND Flash电路时，建议仔细参考这个表格去连接对应的信号。首先我们看ST官方评估板MB672第6页的U1，如下图所示，U1是ISSI的一颗SRAM，信号可以分为数据信号、地址信号和控制信号，硬件设计时数据和地址信号按照定义对应连接到MCU上即可。7 r% W1 D! v: g/ _5 {2 D7 ] U ( E. s+ X, @. h6 l 剩下的是控制信号，CE为片选信号，接到FSMC_NE信号上，我们看到MCU有NE1到NE4，接到不同NE意味着地址不同，详细可以在STM32F1系列规格书第39页的Figure 7上看到，截图如下图所示。如上图的官方设计接到的是NE3，意味着想要访问外扩的SRAM空间，地址范围得是0x6800 0000 - 0x6BFF FFFF才能访问到。 ! Q5 s/ x$ \. ~( @) V) _ b5 M( A ) l% u* I2 y8 E % P% [# X7 A; o3 p- n , |& `: J& D5 E* w. I3 P再看上面的参考电路，还剩下WE、OE、BLE和BHE四个控制信号没连，WE和OE为写使能和读使能信号，BLE和BHE用来做掩码控制的，因为数据线宽度是16bit，有时只想修改或读取高8bit或者想仅修改或读取低8bit，就是通过控制BHE和BLE来实现。% H6 P, K( s4 p4 _! L4 l 了解上述的信号定义后，WE信号连接到FSMC_NWE，OE连接到FSMC_NOE，BLE连接到FSMC_NBL0，BHE连接到FSMC_NBL1上即可。在产品设计中，选择好MCU后，进行硬件设计时，对于很多总线连接方式，推荐尽可能的沿用官方提供的评估板连接方式连接，自行过多修改的话，软件也会要修改很多，这样容易带来一个很大的问题，软件工作量大，开发时间久且不可控，这样不会带来什么好的结果。 $ s9 e) j8 a9 e; B0 X$ _ S6 i+ B: o$ Q, }# X. A 0 k; f3 W6 l& N1 U$ t: z03 Nor Flash电路设计 0 {2 a; Q/ e& C- x/ ?' x0 |参考ST官方评估板MB672第6页的U2，U2是Cypress的一颗Nor Flash，主要信号也分为数据、地址和控制信号，芯片信号定义如下图所示。跟SRAM的设计一样，数据地址线按照信号定义依次对应连接即可，然后是控制信号，Nor Flash的WE、RESET、RY/BY、OE、CE和BYTE，信号描述和连接方式如下。" O; g" @! j2 ~- x1 [+ c$ S 8 W$ C7 y1 b5 n- d " B& s5 k3 s* T- F: V# KWE: 写控制信号，连接到FSMC_NWE上。OE: 读控制信号，连接到FSMC_NOE上。CE: 片选信号，参考SRAM小节描述，可以连接至NE1至NE4，注意对应地址范围即可，官方参考设计连接至FSMC_NE2上。RY/BY:Ready/Busy指示信号，连接至FSMC_NWAIT上即可。RESET: 做RC上拉处理。BYTE: 信号用于选择数据位宽，低电平选择DQ0-DQ7，高电平选择DQ0-DQ15，这里直接拉高选择DQ0-DQ15即可。, Z% n( B6 w! G; l0 r 04 NAND Flash电路设计NAND Flash和Nor Flash不一样，没有了地址线，只有控制信号和数据信号线，如下图所示。 @% n/ Q4 \3 i- C . l8 e: e, U2 h, a; ?7 L$ E 其实地址数据也是通过I/O0-I/O7进行传输的，如下图所示，图为NAND512W3A2DN6E规格书的截图资料，可以看出通过控制信号的不同组合，I/O0-I/O7传输的数据表示意义不同，有命令、地址、数据输入/输出。 , V& C# q) r' h& O: { 有了上面的信息，我们只需要参考STM32F1XX规格书的第36页的Table 6的引脚描述，一一对应把NAND Flash信号连上即可。对于WP信号，WP是写保护信号，这里用不到，参考规格书描述把它拉高不用。RB信号是Ready/Busy信号，跟Nor Flash一样，连接至FSMC_NWAIT即可。7 u0 x! k$ l; V+ Q( v/ F8 c # x# \6 n9 I ^& c2 P: L9 ~" ]6 Z X5 K( K1 X( Z 2 [# k: G+ V" V 转载自：完整版请查看：附件& B% C5 Z6 B* `) y7 _# y 3 R8 T& U7 b4 g2 E6 F& ^$ S2 n- X

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STMCU小助手发布时间：2023-2-21 21:41

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文章简介:	STM32F1的FSMC接口硬件电路设计

01FSMC接口

FSMC是STM32F1提供的一个静态存储控制器，是MCU用来扩展存储器，可用来驱动SRAM、Nor Flash、NAND Flash。这里先简单讲解下这三种存储器的应用场合。

首先是SRAM，SRAM是静态随机存储器，SRAM的特性是掉电数据就丢失。外扩SRAM的主要目的是因为MCU自带的RAM不够用了才选择外扩，这样才能让程序有足够的RAM空间运行，简单理解就是电脑内存小，不能同时开很多个软件，需要再扩内存条后就能同时开很多软件运行。

然后是Nor Flash和NAND Flash，其实这两者就相当于我们电脑的硬盘，可以用来存文件或者各种资料数据，掉电后数据不会丢失。至于设计中要使用Nor Flash还是NAND Flash，取决于使用目的，如果仅用来存数据，不做boot使用，且MCU带NAND Flash控制器的话，那还是推荐选NAND Flash。因为相对于Nor Flash，NAND Flash更便宜，容量也大。如果MCU不带NAND Flash控制器，或者其他特别要求，那就选Nor Flash。

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02 SRAM电路设计

无论是SRAM、Nor Flash还是NAND Flash，在STM32F1系列产品中都是通过FSMC接口被访问。我们在STM32F1系列规格书的第36页的Table 6可以看到FSMC对于不同访问方式，对应的引脚定义不一样，所以无论在设计SRAM、Nor Flash或者NAND Flash电路时，建议仔细参考这个表格去连接对应的信号。

首先我们看ST官方评估板MB672第6页的U1，如下图所示，U1是ISSI的一颗SRAM，信号可以分为数据信号、地址信号和控制信号，硬件设计时数据和地址信号按照定义对应连接到MCU上即可。

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剩下的是控制信号，CE为片选信号，接到FSMC_NE信号上，我们看到MCU有NE1到NE4，接到不同NE意味着地址不同，详细可以在STM32F1系列规格书第39页的Figure 7上看到，截图如下图所示。如上图的官方设计接到的是NE3，意味着想要访问外扩的SRAM空间，地址范围得是0x6800 0000 - 0x6BFF FFFF才能访问到。

再看上面的参考电路，还剩下WE、OE、BLE和BHE四个控制信号没连，WE和OE为写使能和读使能信号，BLE和BHE用来做掩码控制的，因为数据线宽度是16bit，有时只想修改或读取高8bit或者想仅修改或读取低8bit，就是通过控制BHE和BLE来实现。
了解上述的信号定义后，WE信号连接到FSMC_NWE，OE连接到FSMC_NOE，BLE连接到FSMC_NBL0，BHE连接到FSMC_NBL1上即可。在产品设计中，选择好MCU后，进行硬件设计时，对于很多总线连接方式，推荐尽可能的沿用官方提供的评估板连接方式连接，自行过多修改的话，软件也会要修改很多，这样容易带来一个很大的问题，软件工作量大，开发时间久且不可控，这样不会带来什么好的结果。

03 Nor Flash电路设计
参考ST官方评估板MB672第6页的U2，U2是Cypress的一颗Nor Flash，主要信号也分为数据、地址和控制信号，芯片信号定义如下图所示。跟SRAM的设计一样，数据地址线按照信号定义依次对应连接即可，然后是控制信号，Nor Flash的WE、RESET、RY/BY、OE、CE和BYTE，信号描述和连接方式如下。

WE: 写控制信号，连接到FSMC_NWE上。

OE: 读控制信号，连接到FSMC_NOE上。

CE: 片选信号，参考SRAM小节描述，可以连接至NE1至NE4，注意对应地址范围即可，官方参考设计连接至FSMC_NE2上。

RY/BY:Ready/Busy指示信号，连接至FSMC_NWAIT上即可。

RESET: 做RC上拉处理。

BYTE: 信号用于选择数据位宽，低电平选择DQ0-DQ7，高电平选择DQ0-DQ15，这里直接拉高选择DQ0-DQ15即可。

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04 NAND Flash电路设计

NAND Flash和Nor Flash不一样，没有了地址线，只有控制信号和数据信号线，如下图所示。

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其实地址数据也是通过I/O0-I/O7进行传输的，如下图所示，图为NAND512W3A2DN6E规格书的截图资料，可以看出通过控制信号的不同组合，I/O0-I/O7传输的数据表示意义不同，有命令、地址、数据输入/输出。

有了上面的信息，我们只需要参考STM32F1XX规格书的第36页的Table 6的引脚描述，一一对应把NAND Flash信号连上即可。对于WP信号，WP是写保护信号，这里用不到，参考规格书描述把它拉高不用。RB信号是Ready/Busy信号，跟Nor Flash一样，连接至FSMC_NWAIT即可。

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