FSMC知識(shí)詳解，以及驅(qū)動(dòng)TFTLCD原理

一,FSMC簡(jiǎn)介

FSMC:靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器

能夠與同步或異步存儲(chǔ)器和16位PC存儲(chǔ)器卡連接

STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH和PSRAM等存儲(chǔ)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(dòng)LCD原理

FSMC驅(qū)動(dòng)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(xiě)信號(hào)(WE，即WR)

讀信號(hào)(OE，即RD)

片選信號(hào)(CS)

若SRAM支持字節(jié)控制，還有UB/LB信號(hào)。

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

其中真正操作LCD時(shí)用到的就只有：

數(shù)據(jù)&命令:RS

數(shù)據(jù)線:D0~D15

寫(xiě)信號(hào):WR

讀信號(hào):RD

片選信號(hào):CS

操作時(shí)序和SRAM控制類(lèi)似，唯一不同是TFTLCD有RS信號(hào)，但是沒(méi)有地址信號(hào)

TFTLCD通過(guò)RS信號(hào)來(lái)決定傳送是數(shù)據(jù)還是命令，可以理解為一個(gè)地址信號(hào)

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

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

三,FSMC存儲(chǔ)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(chǔ)器劃分為固定大小為256M字節(jié)的四個(gè)存儲(chǔ)塊

如圖:

FSMC分為4塊,每塊256M字節(jié)又被劃分為4*64,即四個(gè)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(dòng)TFTLCD

四,存儲(chǔ)塊1(Bank1)寄存器介紹

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

Bank1被分為4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)管理64M字節(jié)空間，每個(gè)區(qū)都有獨(dú)立的寄存器對(duì)所連接的存儲(chǔ)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(lái)自外部存儲(chǔ)器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]對(duì)4個(gè)區(qū)進(jìn)行尋址。

如下圖所示:

說(shuō)明:

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

注意:

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

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

由于內(nèi)部每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié),外部設(shè)備16位寬,FSMC的一個(gè)地址對(duì)應(yīng)兩個(gè)字節(jié)

即:

0000對(duì)應(yīng)FSMC_A[0]=0 (2字節(jié))

0010對(duì)應(yīng)FSMC_A[0]=1 (2字節(jié))

0100對(duì)應(yīng)FSMC_A[1]=1 (2字節(jié))

所以對(duì)應(yīng)關(guān)系需要除以2,內(nèi)部右移一位對(duì)齊

此時(shí)最低位沒(méi)用,訪問(wèn)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(chǔ)塊1(Bank1)模式A讀寫(xiě)時(shí)序

STM32的FSMC存儲(chǔ)塊1支持的異步突發(fā)訪問(wèn)模式

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

我們使用模式A驅(qū)動(dòng)LCD(當(dāng)做SRAM使用),模式A支持讀寫(xiě)時(shí)序分開(kāi)設(shè)置

上一篇說(shuō)的LCD時(shí)序,我們知道,LCD的讀寫(xiě)耗時(shí)是不同的.寫(xiě)快讀慢

這里采用模式A,針對(duì)不同的速度,做不同的設(shè)置

模式A讀時(shí)序:

模式A寫(xiě)時(shí)序:

ILI9341時(shí)序-讀寫(xiě)高低電平最小持續(xù)時(shí)間:

根據(jù)ILI9341時(shí)序讀寫(xiě)高低電平最小持續(xù)時(shí)間來(lái)配置模式A的讀寫(xiě)時(shí)序

六,FSMC相關(guān)寄存器介紹

對(duì)于NOR FLASH/PSRAM控制器-存儲(chǔ)塊1，可通過(guò)FSMC_BCRx、FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器設(shè)置(其中x=1~4，對(duì)應(yīng)4個(gè)區(qū))。

通過(guò)這3個(gè)寄存器，可以設(shè)置FSMC訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的時(shí)序參數(shù)，拓寬了可選用的外部存儲(chǔ)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(xiě)不同的時(shí)序，需設(shè)置為1

WREN：

寫(xiě)使能位。我們要向TFTLCD寫(xiě)數(shù)據(jù)，需設(shè)置為1

MWID[1:0]：

存儲(chǔ)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(chǔ)器類(lèi)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(chǔ)塊使能位。需設(shè)置為1

2,SRAM/NOR閃存片選時(shí)序寄存器(FSMC_BTRx)-讀時(shí)序控制

FSMC_BTRx

ACCMOD[1:0]：

訪問(wèn)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(shí)間，等于: DATAST(+1)個(gè)HCLK時(shí)鐘周期，DATAST最大為255。

對(duì)于ILI9341相當(dāng)于RD低電平持續(xù)時(shí)間,最大355ns

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

對(duì)于STM32F4，一個(gè)HCLK=6ns(1/168M) ，設(shè)置為60(360)。

ADDSET[3:0]：

地址建立時(shí)間。表示：ADDSET+1個(gè)HCLK周期，ADDSET最大為15。

對(duì)ILI9341來(lái)說(shuō)，這里相當(dāng)于RD高電平持續(xù)時(shí)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(xiě)共用FSMC_BTRx時(shí)序寄存器

3,SRAM/NOR閃存寫(xiě)時(shí)序寄存器(FSMC_BWTRx)-寫(xiě)時(shí)序控制

FSMC_BWTRx

ACCMOD[1:0]：

訪問(wèn)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(shí)間，等于: DATAST(+1)個(gè)HCLK時(shí)鐘周期，DATAST最大為255。

對(duì)ILI9341來(lái)說(shuō)，其實(shí)就是WR低電平持續(xù)時(shí)間，為15ns，不過(guò)ILI9320等則需要50ns。

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

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

ADDSET[3:0]：

地址建立時(shí)間。表示：ADDSET+1個(gè)HCLK周期，ADDSET最大值為1111 = 15。

對(duì)ILI9341來(lái)說(shuō)，這里相當(dāng)于WR高電平持續(xù)時(shí)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(duì)STM32F4，則設(shè)置為8(9*6=54)

七,寄存器組合說(shuō)明

ST官方庫(kù)寄存器定義中并沒(méi)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(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

BTCR[0]對(duì)應(yīng)FSMC_BCR1，BTCR[1]對(duì)應(yīng)FSMC_BTR1

BTCR[2]對(duì)應(yīng)FSMC_BCR2，BTCR[3]對(duì)應(yīng)FSMC_BTR2

BTCR[4]對(duì)應(yīng)FSMC_BCR3，BTCR[5]對(duì)應(yīng)FSMC_BTR3

BTCR[6]對(duì)應(yīng)FSMC_BCR4，BTCR[7]對(duì)應(yīng)FSMC_BTR4

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

BWTR[0]對(duì)應(yīng)FSMC_BWTR1，

BWTR[2]對(duì)應(yīng)FSMC_BWTR2，

BWTR[4]對(duì)應(yīng)FSMC_BWTR3，

BWTR[6]對(duì)應(yīng)FSMC_BWTR4，

BWTR[1]、BWTR[3]和BWTR[5]保留