FSMC知識詳解，以及驅(qū)動TFTLCD原理

一,FSMC簡介

FSMC:靈活的靜態(tài)存儲控制器

能夠與同步或異步存儲器和16位PC存儲器卡連接

STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH和PSRAM等存儲器

STM32 407和103是不支持SD RAM的,429,439支持SD RAM操作

二,FSMC驅(qū)動LCD原理

FSMC驅(qū)動外部SRAM(LCD被當(dāng)做SRAM)

SRAM控制包含:

地址線(如A0~A25)

數(shù)據(jù)線(如D0~D15)

寫信號(WE，即WR)

讀信號(OE，即RD)

片選信號(CS)

若SRAM支持字節(jié)控制，還有UB/LB信號。

上一節(jié)提到的TFTLCD信號,RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等

其中真正操作LCD時用到的就只有：

數(shù)據(jù)&命令:RS

數(shù)據(jù)線:D0~D15

寫信號:WR

讀信號:RD

片選信號:CS

操作時序和SRAM控制類似，唯一不同是TFTLCD有RS信號，但是沒有地址信號

TFTLCD通過RS信號來決定傳送是數(shù)據(jù)還是命令，可以理解為一個地址信號

將RS接到FSMC地址線A10(A0-A25隨意),TFTLCD就被當(dāng)做一個SRAM使用

這樣TFTLCD成為只有一個地址的SRAM設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)FSMC驅(qū)動TFTLCD

三,FSMC存儲塊

STM32的FSMC支持8/16/32位數(shù)據(jù)寬度，我們使用的LCD為16位，所以設(shè)置選擇16位

FSMC的外部設(shè)備地址映像:STM32的FSMC將外部存儲器劃分為固定大小為256M字節(jié)的四個存儲塊

如圖:

FSMC分為4塊,每塊256M字節(jié)又被劃分為4*64,即四個片選

NOR / PSRAM使用塊1,共256M

NAND閃存使用塊2,3,共512M

PC卡使用塊4,共256M

所以我們使用NOR PSRAM驅(qū)動TFTLCD

四,存儲塊1(Bank1)寄存器介紹

STM32的FSMC存儲塊1(Bank1)用于驅(qū)動NOR FLASH/SRAM/PSRAM

Bank1被分為4個區(qū)，每個區(qū)管理64M字節(jié)空間，每個區(qū)都有獨(dú)立的寄存器對所連接的存儲器進(jìn)行配置。

Bank1的256M字節(jié)空間由28根地址線(HADDR[27:0])尋址。 這里HADDR，是內(nèi)部AHB地址總線

HADDR[25:0]來自外部存儲器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]對4個區(qū)進(jìn)行尋址。

如下圖所示:

說明:

HADDR[27:26]是不可手動配置的,當(dāng)選擇所在區(qū)后會自動賦值

注意:

1,當(dāng)Bank1接 8位寬度存儲器時：HADDR[25:0] -> FSMC_A[25:0]

2,當(dāng)Bank1接16位寬度存儲器時：HADDR[25:1] -> FSMC_A[24:0]

由于內(nèi)部每個地址對應(yīng)一個字節(jié),外部設(shè)備16位寬,FSMC的一個地址對應(yīng)兩個字節(jié)

即:

0000對應(yīng)FSMC_A[0]=0 (2字節(jié))

0010對應(yīng)FSMC_A[0]=1 (2字節(jié))

0100對應(yīng)FSMC_A[1]=1 (2字節(jié))

所以對應(yīng)關(guān)系需要除以2,內(nèi)部右移一位對齊

此時最低位沒用,訪問最低位需要使用UB/LB

不論外部接8位/16位寬設(shè)備，F(xiàn)SMC_A[0]永遠(yuǎn)接在外部設(shè)備地址A[0]

五,存儲塊1(Bank1)模式A讀寫時序

STM32的FSMC存儲塊1支持的異步突發(fā)訪問模式

包括模式1,模式A~D等多種時序模型，驅(qū)動SRAM一般使用模式1或模式A

我們使用模式A驅(qū)動LCD(當(dāng)做SRAM使用),模式A支持讀寫時序分開設(shè)置

上一篇說的LCD時序,我們知道,LCD的讀寫耗時是不同的.寫快讀慢

這里采用模式A,針對不同的速度,做不同的設(shè)置

模式A讀時序:

模式A寫時序:

ILI9341時序-讀寫高低電平最小持續(xù)時間:

根據(jù)ILI9341時序讀寫高低電平最小持續(xù)時間來配置模式A的讀寫時序

六,FSMC相關(guān)寄存器介紹

對于NOR FLASH/PSRAM控制器-存儲塊1，可通過FSMC_BCRx、FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器設(shè)置(其中x=1~4，對應(yīng)4個區(qū))。

通過這3個寄存器，可以設(shè)置FSMC訪問外部存儲器的時序參數(shù)，拓寬了可選用的外部存儲器的速度范圍。

1,SRAM/NOR閃存片選控制寄存器(FSMC_BCRx)

FSMC_BCRx

EXTMOD：

擴(kuò)展模式使能位，控制是否允許讀寫不同的時序，需設(shè)置為1

WREN：

寫使能位。我們要向TFTLCD寫數(shù)據(jù)，需設(shè)置為1

MWID[1:0]：

存儲器數(shù)據(jù)總線寬度。00，表示8位數(shù)據(jù)模式;01表示16位數(shù)據(jù)模式;10和11保留。

我們的TFTLCD是16位數(shù)據(jù)線，需設(shè)置WMID[1:0]=01。

MTYP[1:0]：

存儲器類型。00表示SRAM、ROM;01表示PSRAM;10表示NOR FLASH;11保留。

我們把LCD當(dāng)成SRAM用，需設(shè)置MTYP[1:0]=00。

MBKEN：

存儲塊使能位。需設(shè)置為1

2,SRAM/NOR閃存片選時序寄存器(FSMC_BTRx)-讀時序控制

FSMC_BTRx

ACCMOD[1:0]：

訪問模式。00:模式A;01:模式B;10:模式C;11:模式D。

我們使用模式A,需設(shè)置為00

DATAST[7:0]：

數(shù)據(jù)保持時間，等于: DATAST(+1)個HCLK時鐘周期，DATAST最大為255。

對于ILI9341相當(dāng)于RD低電平持續(xù)時間,最大355ns

對于STM32F1，一個HCLK=13.8ns (1/72M)，設(shè)置為15,相當(dāng)于16個HCLK=220.8,加上STM32F1的FSMC性能較低一些,配置為15即可

對于STM32F4，一個HCLK=6ns(1/168M) ，設(shè)置為60(360)。

ADDSET[3:0]：

地址建立時間。表示：ADDSET+1個HCLK周期，ADDSET最大為15。

對ILI9341來說，這里相當(dāng)于RD高電平持續(xù)時間，為90ns。

STM32F1的FSMC性能較低,即便設(shè)置為0,RD也有190ns高電平,所以設(shè)置為1

STM32F1設(shè)置為15

注意:

如果未設(shè)置EXTMOD位,則讀寫共用FSMC_BTRx時序寄存器

3,SRAM/NOR閃存寫時序寄存器(FSMC_BWTRx)-寫時序控制

FSMC_BWTRx

ACCMOD[1:0]：

訪問模式。00:模式A;01:模式B;10:模式C;11:模式D。

DATAST[7:0]：

數(shù)據(jù)保持時間，等于: DATAST(+1)個HCLK時鐘周期，DATAST最大為255。

對ILI9341來說，其實(shí)就是WR低電平持續(xù)時間，為15ns，不過ILI9320等則需要50ns。

考慮兼容性，對STM32F1一個HCLK=13.8ns (1/72M)，設(shè)置為3(4*13.8=55.2);

對STM32F4，一個HCLK=6ns(1/168M) ，設(shè)置為9(9*6=54)。

ADDSET[3:0]：

地址建立時間。表示：ADDSET+1個HCLK周期，ADDSET最大值為1111 = 15。

對ILI9341來說，這里相當(dāng)于WR高電平持續(xù)時間，為15ns。

考慮兼容ILI9320，STM32F1即便設(shè)置為1,WR也有100ns高電平，所以設(shè)置為1。

而對STM32F4，則設(shè)置為8(9*6=54)

七,寄存器組合說明

ST官方庫寄存器定義中并沒有FSMC_BCRx、FSMC_BTRx、FSMC_BWTRx等單獨(dú)寄存器

而是將他們進(jìn)行了一些組合。規(guī)律如下：

FSMC_BCRx和FSMC_BTRx，組合成BTCR[8]寄存器組，他們的對應(yīng)關(guān)系如下：

BTCR[0]對應(yīng)FSMC_BCR1，BTCR[1]對應(yīng)FSMC_BTR1

BTCR[2]對應(yīng)FSMC_BCR2，BTCR[3]對應(yīng)FSMC_BTR2

BTCR[4]對應(yīng)FSMC_BCR3，BTCR[5]對應(yīng)FSMC_BTR3

BTCR[6]對應(yīng)FSMC_BCR4，BTCR[7]對應(yīng)FSMC_BTR4

FSMC_BWTRx則組合成BWTR[7]，他們的對應(yīng)關(guān)系如下：

BWTR[0]對應(yīng)FSMC_BWTR1，

BWTR[2]對應(yīng)FSMC_BWTR2，

BWTR[4]對應(yīng)FSMC_BWTR3，

BWTR[6]對應(yīng)FSMC_BWTR4，

BWTR[1]、BWTR[3]和BWTR[5]保留