STM32單片機FSMC的使用解析

在做項目的過程中遇到了這個問題，感覺文章寫得不錯，共享給對FSMC的使用懷有疑惑的同伴們！

LCD有如下控制線：

CS：Chip Select片選，低電平有效

RS：Register Select寄存器選擇

WR：Write寫信號，低電平有效

RD：Read讀信號，低電平有效

RESET：重啟信號，低電平有效

DB0-DB15：數(shù)據(jù)線

假如這些線，全部用普通IO口控制。根據(jù)LCD控制芯片手冊（大部分控制芯片時序差不多）：

如果情況如下：

DB0-DB15的IO全部為1（表示數(shù)據(jù)0xff），也可以為其他任意值，這里以0xff為例。

CS為0（表示選上芯片，CS拉低時，芯片對傳入的數(shù)據(jù)才會有效）

RS為1（表示DB0-15上傳遞的是要被寫到寄存器的值），如果為0，表示傳遞的是數(shù)據(jù)。

WR為0，RD為1（表示是寫動作），反過來就是讀動作。

RESET一直為高，如果RESET為低，會導(dǎo)致芯片重啟。

這種情況，會導(dǎo)致一個值0xff被傳入芯片，被LCD控制芯片當(dāng)作寫寄存器值去解析。LCD控制芯片收到DB0-15上的值之后，根據(jù)其他控制線的情況，它得出結(jié)論，這個0xff是用來設(shè)置寄存器的。一般情況下，LCD控制芯片會把傳入的寄存器值的高8位當(dāng)做寄存器地址（因為芯片內(nèi)部肯定不止一個寄存器），低8位當(dāng)做真正的要賦給對應(yīng)寄存器值。這樣，就完成了一個寫LCD控制芯片內(nèi)部寄存器的時序。

如果上述情況不變，只將RS置低，那么得到的情況如下：LCD控制芯片會把DB0-15上的數(shù)據(jù)當(dāng)做單純的數(shù)據(jù)值來處理。那么假如LCD處在畫圖狀態(tài)，這個傳入的值0xff，就會被顯示到對應(yīng)的點上，0xffff就表示白色，那么對應(yīng)的點就是白色。在這個數(shù)據(jù)值傳遞過來之前，程序肯定會通過設(shè)置寄存器值，告訴LCD控制芯片要寫的點的位置在哪里。

如果上述兩種情況都不變，分別把WR和RD的信號反過來（WR=1，RD=0），那么寫信號就會被變成讀信號。讀信號下，主控芯片需要去讀DB0-15的值，而LCD控制芯片就會去設(shè)置DB0-15的值，從而完成讀數(shù)據(jù)的時序。讀寄存器的時序麻煩一點。第一步，先要將WR和RD都置低，主控芯片通過DB0-15傳入寄存器地址。第二步就和前面讀數(shù)據(jù)一樣，將WR置高，RD置低，讀出DB0-15的值即可。在這整個的過程中，RS一直為低。好了，上面就是IO直接控制LCD的方法。假如放到STM32里面，用IO直接控制顯得效率很低。

STM32有FSMC（其實其他芯片基本都有類似的總線功能），F(xiàn)SMC的好處就是你一旦設(shè)置好之后，WR、RD、DB0-DB15這些控制線和數(shù)據(jù)線，都是FSMC自動控制的。打個比方，當(dāng)你在程序中寫到：

*（volatile unsigned short int *）（0x60000000）=val;

那么FSMC就會自動執(zhí)行一個寫的操作，其對應(yīng)的主控芯片的WE、RD這些腳，就會呈現(xiàn)出寫的時序出來（即WE=0，RD=1），數(shù)據(jù)val的值也會通過DB0-15自動呈現(xiàn)出來（即FSMC-D0:FSMC-D15=val）。地址0x60000000會被呈現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上（即A0-A25=0，地址線的對應(yīng)最麻煩，要根據(jù)具體情況來，好好看看FSMC手冊）。

那么在硬件上面，我們需要做的，僅僅是MCU和LCD控制芯片的連接關(guān)系：

WE-WR，均為低電平有效

RD-RD，均為低電平有效

FSMC-D0-15接LCD DB0-15

連接好之后，讀寫時序都會被FSMC自動完成。但是還有一個很關(guān)鍵的問題，就是RS沒有接，CS沒有接。因為在FSMC里面，根本就沒有對應(yīng)RS和CS的腳。怎么辦呢？這個時候，有一個好方法，就是用某一根地址線來接RS。比如我們選擇了A16這根地址線來接，那么當(dāng)我們要寫寄存器的時候，我們需要RS，也就是A16置高。軟件中怎么做呢？也就是將FSMC要寫的地址改成0x60020000，如下：

*（volatile unsigned short int *）（0x60020000）=val;

這個時候，A16在執(zhí)行其他FSMC的同時會被拉高，因為A0-A18要呈現(xiàn)出地址0x60020000。0x60020000里面的Bit17=1，就會導(dǎo)致A16為1。當(dāng)要讀數(shù)據(jù)時，地址由0x60020000改為了0x60000000，這個時候A16就為0了。

那么有朋友就會有疑問，第一，為什么地址是0x6xxxxxxx而不是0x0xxxxxxx；第二，CS怎么接；第三，為什么Bit17對應(yīng)A16？

先來看前兩個問題，大家找到STM32的FSMC手冊，在FSMC手冊里面，我們很容易找到，F(xiàn)SMC將0x60000000-0x6fffffff的地址用作NOR/PRAM（共256M地址范圍）。而這個存儲塊，又被分成了四部分，每部分64M地址范圍。當(dāng)對其中某個存儲塊進行讀寫時，對應(yīng)的NEx就會置低。這里，就解決了我們兩個問題，第一，LCD的操作時序，和NOR/PRAM是一樣的（為什么一樣自己找找NOR/PRAM的時序看看），所以我們選擇0x6xxxxxxx這個地址范圍（選擇這個地址范圍，操作這個地址時，F(xiàn)SMC就會呈現(xiàn)出NOR/PRAM的時序）。第二，我們可以將NEx連接到LCD的CS，只要我們操作的地址是第一個存儲塊內(nèi)即可（即0-0x3ffffff地址范圍）。第三個問題再來看一看FSMC手冊關(guān)于存儲器字寬的描述，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外部存儲器是16位時，硬件管腳A0-A24表示的是地址線A1-A25的值，所以我們要位移一下，Bit17的值，實際會被反應(yīng)到A16這根IO來。關(guān)于數(shù)據(jù)寬度及位移的問題，初學(xué)的朋友可能會比較疑惑，當(dāng)你接觸了多NOR/PRAM這樣的器件后，你會發(fā)現(xiàn)，很多芯片的總線，都是這樣設(shè)計的，為的是節(jié)省地址線。