[嵌入式]Stm32FSMC及TFTLED屏笔记(开始于2021-07-23）

Stm32FSMC及TFTLED屏笔记

截图的图片出自正点原子的参考手册和网络资料，如有侵权，请联系我删除（因为没怎么写过博客，有注明出处，但对版权的具体细节不清楚）

1.FSMC*（Flexiable Static Memory Controler）*

1）FSMC的应用：

• 以上是STM32官方手册的内容，可以认为，FSMC，是芯片内部专门可以用于读取外部接入的（SRAM，PC卡等）需要并口协议读写的存储器的一个控制器，起到一个连接器（或者是桥）的作用。

  只要我们按芯片要求将外部SRAM等于GPIO连接好，并配置好FSMC的相关配置，就可以给这些SRAM配置一个向内部寄存器那样的地址，就可以直接向SRAM的具体地址写入数据（软件上和寄存器操作一样，直接给对应地址赋值，但实际是通过并口数据线将数据写入）这样就可以是我们对外部SRAM的使用效率提升，而不用再使用GPIO去模拟对应的时序*（可以直接向内部寄存器一样赋值）*。

• 从上面的框图也可以看出，因为并口信号线FSMC[15:0]是公用的，所以一次只能同时外接一个SRAM类的存储器。

• 如上图，实际上，是内部连接的AHB将FSMC可控制的寄存器区域划分为以下这四个，其中NOR/PSRAM内再划分为Block1-4四块。FSMC在这片区域寻址（这片区域的地址在配置完成后，将会称为外设的地址 即把外设地址命名为这些地址）时，使用HADDR地址线（共有28位[27:0]），HADDR[27:26]两位决定NOR/PSRAM内部的的Block1-4（00-1；01-2；10-3；11-4）。

2)NOR/SRAM：

（1）映象部分：

• 值得注意的是在外部SRAM连接的FSMC_A在存储器位数不同时，地址线的对齐方式不同。

  因为在内部AHB的地址里(即HADDR[25:0])是以字节为单位的，即一个地址可以写8位数据；

  当外部是以半字（16位）为单位时，这时候每当在外部地址写完一次（16位数据）的过程中，内部AHB对应的地址应该是移动两位的（2*8位）;所以为了使用方便，这儿有一个很巧妙（也很常用）的方法就是将HADDR[25:0]左移一位与FSMC_A对齐；

  • 举例如下：当在外设FSMC_A的第……0001*（地址为bit0 = 1处的地址，前面的0省略）写数据时，HADDR中对应是第……001 _(地址为bit1 = 1处的地址，下划线表示：因左移一位对齐而失效的HADDR [0] )*; 这样在外设写……0001；这移位时，内部HADDR 实际上走了……0010，和0011两个8位数据

  • 所以这样的对齐方式，使FSMC_A的一位会对应HADDR的两位：

    FSMC_A(16位单位外设地址)	HADDR(实际内部的8位单位地址)
    000	00 0 和 00 1（下划线表示因左移而失效的HADDR[0]）
    001	01 0 和 01 1
    010	10 0 和 10 1

• 可以看出刚好是左移一位对齐，而且000 位仍有对应 000位地址，即起始地址仍一样。

（2）信号线及8080并口协议：

• 以下将SRAM常用的8080并口协议的连接线与FSMC的输出信号做些整理

  （参考博文，如侵权请联系）

  SRAM*（以IS62WV51216为例）*	FSMC	说明
  CS	NE[x]	片选，低电平表示选中。
  OE	NOE	输出使能，即（对主机MCU来说）读使能
  WE	NWE	写使能
  UB/LB	NBL[1]/NBL[0]	高位/地位数据掩码（是否允许访问高8位/低8位数据，低电平允许）
  A0-A18	A[25:0]	地址总线
  I/O0-7;I/O8-15	D[15:0]	双向数据线（可选8位或16位）

• 8080并口协议时序：（这里只做简单介绍）

  在CS选中后，地址线发送对应地址信息表示该地址；（结束时拉高CS）

  • 读时；NWE拉高，禁止写；后拉低NOE写使能，SRAM数据放于数据口上，NOE拉高,上升沿数据读出；

  • 写时；NOE拉高，禁止读；后拉低NWE写使能，主机MCU数据放于数据口上，NWE拉高,上升沿数据写入；

  • 当只需要高8位/低8位用于数据传输时，可使用地址掩码，NBL[1:0]进行控制，低电平表示允许访问。

• 而在FMSC内当我们按照要求连接好硬件电路后，可以直接向写读内部寄存器一样,直接写 ”xxxx*（地址）* = 0xyyyyy (数据) “ 即可。FSMC会自动帮我们完成上述对各种信号线的操作；

（3）硬件连接:

（FSMC只有大容量，多引脚封装的stm32有，我用的是STM32ZET6）具体的引脚连接可参照下图、下表，或者上面的参考博客

(4)寄存器：

主要有FSMC_BCRx*（片选控制寄存器），FSMC_BTRx(读时序控制寄存器)，FSMC——BWTRx(写时序控制寄存器)*

按如下组合进行访问：

(5)库函数使用：（见如下代码及注释，参考正点原子）

void FSMC_NORSRAMInit(FSMC_NORSRAMInitTypeDef* FSMC_NORSRAMInitStruct)；
//需要填入一个结构体的NORSRAM初始化；
typedef struct
{
 uint32_t FSMC_Bank; //来设置使用到的存储块标号和区号,
 //如NOR/PSRAM是块1；我们用其中（有4块）的块4 FSMC_Bank1_NORSRAM4。
 uint32_t FSMC_DataAddressMux;
 // 地址/数据复用使能，若设置为使能，那么地址的低 16位和数据将共用数据总线，
 uint32_t FSMC_MemoryType; // 来设置存储器类型，如SRAM FSMC_MemoryType_SRAM。
 uint32_t FSMC_MemoryDataWidth;//用来设置数据宽度，如16位FSMC_MemoryDataWidth_16b
 uint32_t FSMC_BurstAccessMode; 
 uint32_t FSMC_AsynchronousWait; 
 uint32_t FSMC_WaitSignalPolarity; 
 uint32_t FSMC_WrapMode; 
 uint32_t FSMC_WaitSignalActive; 
 uint32_t FSMC_WriteOperation;//  用来设置写使能，
 uint32_t FSMC_WaitSignal; 
 uint32_t FSMC_ExtendedMode; //扩展模式使能位,扩展模式下，可以读写采用不同的时序
 uint32_t FSMC_WriteBurst; 
 FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef* FSMC_ReadWriteTimingStruct; 
 FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef* FSMC_WriteTimingStruct;
} FSMC_NORSRAMInitTypeDef;

关于读写时序的结构体参数如下*（即上面结构体的最后两个成员变量）*：

typedef struct
{
//主要是设置地址及数据的建立时间，根据所接外设SRAM的不同而设置；
 uint32_t FSMC_AddressSetupTime; //地址建立时间；
 uint32_t FSMC_AddressHoldTime; //地址维持时间，在同步模式下才使用
 uint32_t FSMC_DataSetupTime; //数据建立时间
 uint32_t FSMC_BusTurnAroundDuration; 
 uint32_t FSMC_CLKDivision; //时钟分频系数；
 uint32_t FSMC_DataLatency; 
 uint32_t FSMC_AccessMode; //访问模式有四种，ABCD，异步访问SRAM用模式A
}FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef;

FSMC的使能函数如下：（较简单）

void FSMC_NORSRAMCmd(uint32_t FSMC_Bank, FunctionalState NewState);
void FSMC_NANDCmd(uint32_t FSMC_Bank, FunctionalState NewState);
void FSMC_PCCARDCmd(FunctionalState NewState);

2.TFTLED屏（ILI9341驱动）

1)ILI9341驱动：

（1）接口时序：8080并口：

在接线上，原子用的方法比较巧妙；

• 将RST复位接在系统的复位上；

• 将RS线接在FSMC的任意一个地址线上（A10上）如下：

  typedef struct
  {
  	vu16 LCD_REG;
  	vu16 LCD_RAM;
  } LCD_TypeDef;
  //使用NOR/SRAM的 Bank1.sector4,地址位HADDR[27,26]=11 A10作为数据命令区分线 
  //注意设置时STM32内部会右移一位对其! 			    
  #define LCD_BASE        ((u32)(0x6C000000 | 0x000007FE))
  #define LCD             ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)
  

• 利用结构体地址自增的特性：

  将LCD这个结构体定义做LCD_BASE*（A10)的地址*；***（注意：16位数据传输时，将外设地址右移一对齐位，所以实际是 HADDR[11] 位）***,这样：

  LCD_REG == 0x6C0007FE ,A10位为0（7为0111）；

  LCD_RAM == 0x6C000800，A10位为1（8为1000）这里的A10均指外设的A10即FSMC_A[10].

  如此在，对地址LCD_REG = 0xyyyy*(数据)时就是，写入命令（写道9341的寄存器中）（因为此时，RS=0）*；

  同理，对地址LCD_RAM = 0xyyyy*(数据)时就是，写入数据（写到9341的SRAM上）（因为此时，RS=1）*。

2）ILI9341的部分命令：

• 0xD3:读ID.

  

• 0x36:控制GRAM的指针增长方向。

  

• 0x2A:设置列坐标，（即x轴横坐标）

  0x2B:与2A一样，设置的是行坐标（即y轴纵坐标）

  注：以下的SC可以理解为 Start Column;EC可以理解为Ending Column.

  

• 0x2C:填入颜色数据（RGB565格式）

  

  RGB565格式如下：

  

  同时，我们从高亮那部分可以得知，为什么我们之前法横纵坐标的数据的时候，每个坐标（如SC）必须用16位（为了兼容足够大的屏幕），却被拆成两个8位来发的原因。

• 0x2E:读GRAM,即读处对应点的颜色：

  

3)原子代码使用：

原子帮我们将许多底层的代码都封装好了，但在使用时有一些注意事项：

• 使用时，需先执行LCD_Init();函数进行初始化；

• **因为LCD_Init()函数里默认将芯片信号printf到串口1输出；所以在执行LCD_Init()初始化函数前，需先执行串口初始化uart_init（）；或者直接将LCD_Init()内的printf();注释掉，否则程序会卡死在printf中 **

• 将原子的LCD.h中可以调用的函数整理在这儿，方便自己查找：

  void LCD_Init(void);													   	//初始化
  void LCD_DisplayOn(void);													//开显示
  void LCD_DisplayOff(void);													//关显示
  void LCD_Clear(u16 Color);	 												//清屏
  void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos);										//设置光标
  void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y);											//画点
  void LCD_Fast_DrawPoint(u16 x,u16 y,u16 color);								//快速画点
  u16  LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y); 											//读点 
  void LCD_Draw_Circle(u16 x0,u16 y0,u8 r);						 			//画圆
  void LCD_DrawLine(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2);							//画线
  void LCD_DrawRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2);		   				//画矩形
  void LCD_Fill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u16 color);		   				//填充单色
  void LCD_Color_Fill(u16 sx,u16 sy,u16 ex,u16 ey,u16 *color);				//填充指定颜色
  void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 size,u8 mode);						//显示一个字符
  void LCD_ShowNum(u16 x,u16 y,u32 num,u8 len,u8 size);  						//显示一个数字
  void LCD_ShowxNum(u16 x,u16 y,u32 num,u8 len,u8 size,u8 mode);				//显示 数字（高位用0补充）
  void LCD_ShowString(u16 x,u16 y,u16 width,u16 height,u8 size,u8 *p);		//显示一个字符串,12/16/24字体,若想字符串不覆盖显示，将其中的Showchar(mode=1)即可