FSMC知识详解，以及驱动TFTLCD原理

FSMC提供了所有的LCD控制器的信号：
FSMC_D[16:0] 16bit的数据总线
FSMC NEx：分配给NOR的256M，再分为4个区，每个区用来分配一个外设，这四个外设的片选分为是NE1-NE4，对应的引脚为：PD7—NE1，PG9—NE2，PG10-NE3，PG12—NE4。连LCD的片选。
FSMC NOE：输出使能，连接LCD的RD脚。
FSMC NWE：写使能，连接LCD的RW脚。
FSMC Ax：用在LCD显示RAM和寄存器之间进行选择的地址线，即该线用于选择LCD的RS脚，该线可用地址线的任意一根线，范围：FSMC_A[25:0]。
注：RS = 0时，表示读写寄存器；RS = 1表示读写数据RAM。

一,FSMC简介

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201801/374605.htm

　　FSMC:灵活的静态存储控制器

　　能够与同步或异步存储器和16位PC存储器卡连接

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

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

　　二,FSMC驱动LCD原理

　　FSMC驱动外部SRAM(LCD被当做SRAM)

　　SRAM控制包含:

　　地址线(如A0~A25)

　　数据线(如D0~D15)

　　写信号(WE，即WR)

　　读信号(OE，即RD)

　　片选信号(CS)

　　若SRAM支持字节控制，还有UB/LB信号。

　　上一节提到的TFTLCD信号,RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等

　　其中真正操作LCD时用到的就只有：

　　数据&命令:RS

　　数据线:D0~D15

　　写信号:WR

　　读信号:RD

　　片选信号:CS

　　操作时序和SRAM控制类似，唯一不同是TFTLCD有RS信号，但是没有地址信号

　　TFTLCD通过RS信号来决定传送是数据还是命令，可以理解为一个地址信号

　　将RS接到FSMC地址线A10(A0-A25随意),TFTLCD就被当做一个SRAM使用

　　这样TFTLCD成为只有一个地址的SRAM设备,从而实现FSMC驱动TFTLCD

　　三,FSMC存储块

　　STM32的FSMC支持8/16/32位数据宽度，我们使用的LCD为16位，所以设置选择16位

　　FSMC的外部设备地址映像:STM32的FSMC将外部存储器划分为固定大小为256M字节的四个存储块

　　如图:

　　FSMC分为4块,每块256M字节又被划分为4*64,即四个片选

　　NOR / PSRAM使用块1,共256M

　　NAND闪存使用块2,3,共512M

　　PC卡使用块4,共256M

　　所以我们使用NOR PSRAM驱动TFTLCD

　　四,存储块1(Bank1)寄存器介绍

　　STM32的FSMC存储块1(Bank1)用于驱动NOR FLASH/SRAM/PSRAM

　　Bank1被分为4个区，每个区管理64M字节空间，每个区都有独立的寄存器对所连接的存储器进行配置。

　　Bank1的256M字节空间由28根地址线(HADDR[27:0])寻址。这里HADDR，是内部AHB地址总线

　　HADDR[25:0]来自外部存储器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]对4个区进行寻址。

　　如下图所示:

　　说明:

　　HADDR[27:26]是不可手动配置的,当选择所在区后会自动赋值

　　注意:

　　1,当Bank1接 8位宽度存储器时：HADDR[25:0] -> FSMC_A[25:0]

　　2,当Bank1接16位宽度存储器时：HADDR[25:1] -> FSMC_A[24:0]

　　由于内部每个地址对应一个字节,外部设备16位宽,FSMC的一个地址对应两个字节

　　即:

　　0000对应FSMC_A[0]=0 (2字节)

　　0010对应FSMC_A[0]=1 (2字节)

　　0100对应FSMC_A[1]=1 (2字节)

　　所以对应关系需要除以2,内部右移一位对齐

　　此时最低位没用,访问最低位需要使用UB/LB

　　不论外部接8位/16位宽设备，FSMC_A[0]永远接在外部设备地址A[0]

　　五,存储块1(Bank1)模式A读写时序

　　STM32的FSMC存储块1支持的异步突发访问模式

　　包括模式1,模式A~D等多种时序模型，驱动SRAM一般使用模式1或模式A

　　我们使用模式A驱动LCD(当做SRAM使用),模式A支持读写时序分开设置

　　上一篇说的LCD时序,我们知道,LCD的读写耗时是不同的.写快读慢

　　这里采用模式A,针对不同的速度,做不同的设置

　　模式A读时序:

　　模式A写时序:

　　ILI9341时序-读写高低电平最小持续时间:

　　根据ILI9341时序读写高低电平最小持续时间来配置模式A的读写时序

　　六,FSMC相关寄存器介绍

　　对于NOR FLASH/PSRAM控制器-存储块1，可通过FSMC_BCRx、FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器设置(其中x=1~4，对应4个区)。

　　通过这3个寄存器，可以设置FSMC访问外部存储器的时序参数，拓宽了可选用的外部存储器的速度范围。

　　1,SRAM/NOR闪存片选控制寄存器(FSMC_BCRx)

　　FSMC_BCRx

　　EXTMOD：

　　扩展模式使能位，控制是否允许读写不同的时序，需设置为1

　　WREN：

　　写使能位。我们要向TFTLCD写数据，需设置为1

　　MWID[1:0]：

　　存储器数据总线宽度。00，表示8位数据模式;01表示16位数据模式;10和11保留。

　　我们的TFTLCD是16位数据线，需设置WMID[1:0]=01。

　　MTYP[1:0]：

　　存储器类型。00表示SRAM、ROM;01表示PSRAM;10表示NOR FLASH;11保留。

　　我们把LCD当成SRAM用，需设置MTYP[1:0]=00。

　　MBKEN：

　　存储块使能位。需设置为1

　　2,SRAM/NOR闪存片选时序寄存器(FSMC_BTRx)-读时序控制

　　FSMC_BTRx

　　ACCMOD[1:0]：

　　访问模式。00:模式A;01:模式B;10:模式C;11:模式D。

　　我们使用模式A,需设置为00

　　DATAST[7:0]：

　　数据保持时间，等于: DATAST(+1)个HCLK时钟周期，DATAST最大为255。

　　对于ILI9341相当于RD低电平持续时间,最大355ns

　　对于STM32F1，一个HCLK=13.8ns (1/72M)，设置为15,相当于16个HCLK=220.8,加上STM32F1的FSMC性能较低一些,配置为15即可

　　对于STM32F4，一个HCLK=6ns(1/168M) ，设置为60(360)。

　　ADDSET[3:0]：

　　地址建立时间。表示：ADDSET+1个HCLK周期，ADDSET最大为15。

　　对ILI9341来说，这里相当于RD高电平持续时间，为90ns。

　　STM32F1的FSMC性能较低,即便设置为0,RD也有190ns高电平,所以设置为1

　　STM32F1设置为15

　　注意:

　　如果未设置EXTMOD位,则读写共用FSMC_BTRx时序寄存器

　　3,SRAM/NOR闪存写时序寄存器(FSMC_BWTRx)-写时序控制

　　FSMC_BWTRx

　　ACCMOD[1:0]：

　　访问模式。00:模式A;01:模式B;10:模式C;11:模式D。

　　DATAST[7:0]：

　　数据保持时间，等于: DATAST(+1)个HCLK时钟周期，DATAST最大为255。

　　对ILI9341来说，其实就是WR低电平持续时间，为15ns，不过ILI9320等则需要50ns。

　　考虑兼容性，对STM32F1一个HCLK=13.8ns (1/72M)，设置为3(4*13.8=55.2);

　　对STM32F4，一个HCLK=6ns(1/168M) ，设置为9(9*6=54)。

　　ADDSET[3:0]：

　　地址建立时间。表示：ADDSET+1个HCLK周期，ADDSET最大值为1111 = 15。

　　对ILI9341来说，这里相当于WR高电平持续时间，为15ns。

　　考虑兼容ILI9320，STM32F1即便设置为1,WR也有100ns高电平，所以设置为1。

　　而对STM32F4，则设置为8(9*6=54)

　　七,寄存器组合说明

　　ST官方库寄存器定义中并没有FSMC_BCRx、FSMC_BTRx、FSMC_BWTRx等单独寄存器

　　而是将他们进行了一些组合。规律如下：

　　FSMC_BCRx和FSMC_BTRx，组合成BTCR[8]寄存器组，他们的对应关系如下：

　　BTCR[0]对应FSMC_BCR1，BTCR[1]对应FSMC_BTR1

　　BTCR[2]对应FSMC_BCR2，BTCR[3]对应FSMC_BTR2

　　BTCR[4]对应FSMC_BCR3，BTCR[5]对应FSMC_BTR3

　　BTCR[6]对应FSMC_BCR4，BTCR[7]对应FSMC_BTR4

　　FSMC_BWTRx则组合成BWTR[7]，他们的对应关系如下：

　　BWTR[0]对应FSMC_BWTR1，

　　BWTR[2]对应FSMC_BWTR2，

　　BWTR[4]对应FSMC_BWTR3，

　　BWTR[6]对应FSMC_BWTR4，

　　BWTR[1]、BWTR[3]和BWTR[5]保留

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