使用MM32F3270 FSMC驅(qū)動TFT-LCD

交互式界面被越來越多地集成于多種應(yīng)用中，例如醫(yī)療設(shè)備、過程控制、手機(jī)和其它手持設(shè)備。這些界面主要基于使用彩色LCD的圖形HMI（人機(jī)界面）。對TFT-LCD的需求在全世界范圍內(nèi)極大增長。本文介紹了如何使用 MM32F3270的FSMC（靈活的靜態(tài)存儲控制器）來驅(qū)動8080接口的TFT-LCD。

01、MM32F3270 FSMC的簡要介紹

FSMC是Flexible static memory controller（靈活的靜態(tài)存儲控制器）的簡稱，能夠與異步存儲器和 LCD等并行外設(shè)相連。MM32F3270 的 FSMC支持并行接口的SRAM、PSRAM 、NOR FLASH 和TFT-LCD。

圖1 FSMC的功能框圖

02、FSMC 的功能特性

MM32的FSMC具有以下特性：

1) 可配置的靜態(tài)存儲器接口包括：

a) SRAM

b) PSRAM

c) NOR FLASH

2) 支持 Intel 8080 協(xié)議

3) 支持 moto 6800 協(xié)議

4) 8位，16位，32位可配置的數(shù)據(jù)總線寬度，支持非復(fù)用與復(fù)用模式

5) BANK1 分為 4 塊子 BANK，每塊 64Mbit 空間

6) 時序可編程以滿足不同的需求

a) 等待周期可編程

b) 總線恢復(fù)周期可編程

c) 寫，讀控制周期可編程

7) 可將32位的AHB訪問請求，轉(zhuǎn)換為對外接設(shè)備連續(xù)的8位，16位的訪問

MM32F3270的FSMC提供了對多個并行外設(shè)的控制與連接，具體配置取決于存儲器類型，主要涉及如下寄存器設(shè)置。

01、SMCTLR 的 sm_data_width[2:0]，定義了外部存儲器的數(shù)據(jù)寬度，需根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)寬度配置為8位,16位，32 位，此時需要保障實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴?/p>

02、SMCTLR的sm_data_width_set0/1/2 來設(shè)置存儲器的數(shù)據(jù)寬度，有三種情況：AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度與存儲器數(shù)據(jù)寬度相同，無數(shù)據(jù)傳輸一致性的問題；AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度大于存儲器的數(shù)據(jù)寬度時，AHB 接口將對 hwdata[15:0],hwdatabit[31:16]進(jìn)行連續(xù)寫操作，以適應(yīng)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)寬度，讀操作時，hrdata[31:0]的低 16 位是有效數(shù)據(jù)；AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度小于存儲器的數(shù)據(jù)寬度時，若存儲設(shè)備沒有高低字節(jié)片選，不允許進(jìn)行寫操作，若存儲設(shè)備有高低字節(jié)選擇，通過 BL 控制訪問對應(yīng)字節(jié)?？梢赃M(jìn)行讀操作，但有效數(shù)據(jù)需要用戶自己處理。

03、SYSCFG_CFGR1[30:29]：mode_sel來配置不同模式，默認(rèn)值為 01

00：兼容 NOR FLASH 接口
01：兼容 8080 協(xié)議接口
10：兼容 6800 協(xié)議接口

04、SMSKR0[10:8]用來選擇三組不同的寄存器 register set0/set1/set2，以配置不同的時序

FMSC支持的外部接口

表1 FSMC控制器外部信號

03、FSMC 控制LCD的硬件設(shè)計

FSMC是如何控制TFTLCD的呢？

我們可以把TFTLCD當(dāng)成 SRAM 設(shè)備使用：外部SRAM的控制一般有：地址線（如A0~A18）、數(shù)據(jù)線（如D0~D15）、寫信號（WE）、讀信號（OE）、片選信號（CS）。TFTLCD的信號我們包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、 RST和BL等，其中真正在操作LCD的時候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、 RD 和 CS。其操作時序和 SRAM的控制完全類似，唯一不同就是 TFT-LCD 有 RS 信號，但是沒有地址信號。TFT-LCD通過RS信號來決定傳送的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)還是命令，本質(zhì)上可以理解為一個地址信號，比如MB039是把RS接在A18上面，那么當(dāng)FSMC控制器寫地址0的時候，會使得A18 變?yōu)?，對TFT-LCD來說，就是寫命令。而FSMC寫地址1的時候，A0 將會變?yōu)?，對TFT-LCD來說，就是寫數(shù)據(jù)。這樣，就把數(shù)據(jù)和命令區(qū)分開了，其實(shí)就是對應(yīng) SRAM 操作的兩個連續(xù)地址。當(dāng)然RS也可以接在其他地址線上，MB039是把RS連接在PD13上面的。MM32F3270的FSMC支持8/16/32位數(shù)據(jù)寬度，我們這里用到的LCD是16位寬度的，在設(shè)置的時候需要選擇16位寬。

FSMC 控制LCD 的Demo應(yīng)用中，使用的開發(fā)板為MB-039，它支持外接MDM2802與MDM2803兩種TFT-LCD （320x240 2.8’ 液晶顯示屏）。

圖2 MB-039實(shí)物效果圖

下圖是MB-039的FSMC與TFT-LCD的接口原理圖部分，完整原理圖可以通過MM32官網(wǎng)下載。

圖3 TFT-LCD接口原理圖

各個信號作用對應(yīng)如下：

表2 LCD信號對應(yīng)的電源、復(fù)位與MCU接口的引腳說明

04、FSMC 控制LCD的軟件設(shè)計

FMSC Demo應(yīng)用中，使在庫函數(shù)樣例工程中使用選用：

FSMC_Ex8080TFTLCD.uvprojx

實(shí)驗(yàn)展示如何初始化LCD接口與實(shí)現(xiàn)LCD并行驅(qū)動顯示。

軟件分為兩個部分：

01）FSMC接口GPIO與FSMC接口參數(shù)初始化

02）LCD顯示初始化與LCD顯示

FSMC接口GPIO與FSMC接口參數(shù)初始化

void BSP_LCD_Configure()
{
    initGPIO_LCD();
    initFSMC();
    LCDC_Init_Reg();
    lcdFillColor(Black);
    lcdBlcH();
}

① 在initGPIO_LCD()中實(shí)現(xiàn)LCD對應(yīng)IO初始化

包括LCD對應(yīng)nRST引腳，背光控制引腳，F(xiàn)SMC相關(guān)的片選，讀寫，數(shù)據(jù)/命令，數(shù)據(jù)D0~D15引腳的初始化。

② 在initFSMC()中實(shí)現(xiàn)FSMC功能配置初始化

A. 寫操作周期

B. 單個bit數(shù)據(jù)寫入保持時間

C. 寫操作時，地址線的建立時間

D. 讀操作周期長度設(shè)置

E. 存儲器數(shù)據(jù)總線位寬

F. 式選擇：8080模式

G. 外接設(shè)備的內(nèi)存大小

void initFSMC(void)
{
    FSMC_InitTypeDef                FSMC_InitStructure;
    FSMC_NORSRAM_Bank_InitTypeDef   FSMC_BankInitStructure;

    RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3ENR_FSMC, ENABLE);

    FSMC_BankInitStructure.FSMC_SMReadPipe    = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadyMode     = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WritePeriod   = 0x2;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WriteHoldTime = 1;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_AddrSetTime   = 3;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadPeriod    = 0x1;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_DataWidth     = FSMC_DataWidth_16bits;
    FSMC_NORSRAM_Bank_Init( FSMC_BankInitStructure, FSMC_NORSRAM_BANK0);

    FSMC_InitStructure.FSMC_Mode = FSMC_Mode_8080;
    FSMC_InitStructure.FSMC_TimingRegSelect = FSMC_TimingRegSelect_0;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemSize = FSMC_MemSize_64MB;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemType = FSMC_MemType_NorSRAM;
    FSMC_InitStructure.FSMC_AddrDataMode = FSMC_AddrDataMUX;
    FSMC_NORSRAMInit( FSMC_InitStructure);
}

LCD顯示初始化

Bank0地址為0x60000000，0x80000=(0x01 << 19)則是地址線A18的偏移量。首先完成寫CMD和DATA驅(qū)動：

void lcdCmd(u8 cmd)
{
    *(u16*)(0x60000000) = cmd;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void lcdData(u8 dat)
{
    *(u16*)(0x60000000 | (0x01 << 19)) = dat;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void lcdData16(u16 dat)
{
    *(u16*)(0x60000000 | (0x01<< 19)) = dat;
}     

讀CMD和REG也是一樣的操作，不同的是從相應(yīng)地址讀取數(shù)據(jù)。

01）在LCDC_Init_Reg ()中調(diào)用上述3種函數(shù)實(shí)現(xiàn)LCD對應(yīng)驅(qū)動芯片中寄存器器的初始設(shè)置

02）在lcdFillColor(Black); lcdBlcH();中實(shí)現(xiàn)配置LCD的初始顯示頁面為全黑色和打開背光

LCD驅(qū)動顯示

LCD的畫點(diǎn)流程都可以概括為：設(shè)置坐標(biāo)→寫入GRAM指令→寫入顏色；

LCD的讀點(diǎn)的流程可以概括為：設(shè)置坐標(biāo)→讀取GRAM指令→讀取顏色。

通過畫點(diǎn)的操作到畫方塊、線、圓、字符等功能。

該Demo中通過Systick定時刷新要顯示的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了LCD的功能演示。

void randRefresh()
{
    u16 x, y, w, h, c;
    drawSquare(dx,  dy,  dw, dh, SPACE, NUL);
    if (drawBlockCnt++ % 2) {
        x = rand();
        x %= (dw - 2);
        y = rand();
        y %= (dh - 2);
        w = rand();
        w %= DMAX;
        h = rand();
        h %= DMAX;
        c = rand();
        c  = 0x0f;
        if ((x + w) > (dw - 2)) x = dw - w - 2;
        if ((y + h) > (dh - 2)) y = dh - h - 2;
        drawRec (x + dx + 1, y + dy + 1, w, h, getColor(c));
    }
    else {
        c = rand();
        c  = 0x0f;
        drawRec (dx + 1, dy + 1, dw - 2, dh - 2, getColor(c));
    }
}

將程序下載進(jìn)入板子我們可以觀察到，TFTLCD上顯示出了下列MindMotion Logo：

圖4 TFT-LCD接口顯示Logo圖

還可以觀察到屏幕快速畫出不同的顏色方框，表明實(shí)驗(yàn)成功。

來源：靈動MM32MCU

審核編輯：湯梓紅