2021年10月27日 | stm32专题二十一：FSMC模拟8080时序

ILI9341的8080通讯接口时序可以由STM32使用普通 I/O 接口进行模拟，但这样效率太低，STM32 提供了一种特别的控制方法，使用FSMC接口实现8080时序。

由于 FSMC 外设可以用于控制扩展的外部存储器，而 MCU 对液晶屏的操作实际上就是把显示数据写入到显存中，与控制SRAM 存储器非常类似，且 8080 接口的通讯时序完全可以使用 FSMC 外设产生，因而非常适合使用 FSMC控制液晶屏。

FSMC结构框图：

LCD — 液晶显示：

NADV引脚是专门拥堵地址 / 数据线复用时做锁存信号，如下。当我们不需要地址 / 数据线复用时，NADV就不用管。

NADV由以下寄存器位来配置：

液晶屏使用模式B的写操作时序：

模式B读操作时序：

根据 STM32 对寻址空间的地址映射，地址 0x6000 0000 ~0x9FFF FFFF 是映射到外部存储器的，而其中的 0x6000 0000 ~0x6FFF FFFF 则是分配给 NOR FLASH、PSRAM这类可直接寻址的器件。

当 FSMC 外设被配置成正常工作，并且外部接了 NOR FLASH 时，若向 0x60000000地址写入数据如 0xABCD，FSMC 会自动在各信号线上产生相应的电平信号，写入数据。FSMC 会控制片选信号 NE1 选择相应的 NOR 芯片，然后使用地址线 A[25:0]输出0x60000000，在 NWE 写使能信号线上发出低电平的写使能信号，而要写入的数据信号0xABCD 则从数据线 D[15:0]输出，然后数据就被保存到 NOR FLASH 中了。

使用FSMC模拟8080时序：

一个非常重要的问题：就是地址对齐。

回想之前在SRAM中使用到的一个函数：

  /* 向整个SRAM写入数据  16位 */

  for (counter = 0; counter < IS62WV51216_SIZE/2; counter++)

  {

    *(__IO uint16_t*) (Bank1_SRAM3_ADDR + 2*counter) = (uint16_t)(uhWritedata_16b + counter);

  }

这个函数能够正常运行，没有问题。但是，值得注意的是，SRAM的数据线为16位，也就是说每个地址对应2个字节。这里在代码中直接写的是Bank1_SRAM3_ADDR + 2*counter，那么就会递增两个地址（4字节），是不是出了问题？？应该只递增1地址才对啊？但是，无论是这个代码 or 下面的代码，都能够正确运行，非常奇怪。

/**

  * @brief  以“字”为单位向sdram写入数据 

  * @param  pBuffer: 指向数据的指针 

  * @param  uwWriteAddress: 要写入的SRAM内部地址

  * @param  uwBufferSize: 要写入数据大小

  * @retval None.

  */

void SRAM_WriteBuffer(uint32_t* pBuffer, uint32_t uwWriteAddress, uint32_t uwBufferSize)

{

  __IO uint32_t write_pointer = (uint32_t)uwWriteAddress;

  /* 循环写入数据 */

  for (; uwBufferSize != 0; uwBufferSize--) 

  {

    /* 发送数据到SRAM */

    *(uint32_t *) (Bank1_SRAM3_ADDR + write_pointer) = *pBuffer++;

    /* 地址自增*/

    write_pointer += 4;

  }

}

这里竟然地址递增了4，应该会跳过8字节，但程序依然正常运行。问题出在这里：

这里感觉很不好理解，简单地分析如下：

对于16位SRAM，FSMC地址线要向右移一位（非常重要）。

以0x6800  0000这个地址为例，它分解成二进制是0110 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000，由于一个BANK是64M的地址空间，而2^25=64M，故0x6800 0000的位[25:0]是FSMC向外部SRAM传递的真实地址，对于0x6800 0000，FSMC向外部SRAM发的地址是位[25:0],即00 0000 0000 0000 0000 0000 0000。

同理，对于0x6800 0002，FSMC向外部SRAM发送的地址是00 00000000 0000 0000 0000 0010。若FSMC不自动右移一位，这个地址明显发错了，因为期望读取的SRAM地址为0x0000 0001中的数据。

为了解决这一问题，当在初始化FSMC时，若选择外部SRAM为16位，则FSMC在向外部SRAM发地址时，会自动右移一位，例如刚才的0x6800 0002，FSMC在向外部发SRAM地址时，00 0000 0000 0000 0000 0000 0010会自动右移一位，变成00 0000 00000000 0000 0000 0001，即0x0000 0001，该地址正好是期望的外部SRAM地址。接着，外部SRAM从地址为0x0000 0001中取出16位数据传送给FSMC，由FSMC将这个16位数据保存在以映射地址0x6800 0002起始的两个8位存储单元中。

地址映射如下：

这样的话，当16位数据宽度时，地址的问题解决了，还有一个问题，是往高字节写入还是低字节写入呢？

这也就是NBL0和NBL1的作用了，如果你要进行字节操作 ：

如stm32发送地址0x0001读取一个字节。右移一位对应的是sram地址0x0000处的16位数据， FSMC会根据A0（最后一根地址线）来控制NBL0和NBL1。当A0 = 1时，读取高字节数据（仅NBL1有效）；A0 = 0时，读取低字节数据仅NBL0有效），当进行16位读写时，NBL0和NBL1都有效。

**********************************************************************************************************************************************

经过了上面的分析，再来重新观察数据的写入过程：

当地址为0x6800  0000，会访问到SRAM的第0个16位地址，而此时A0 = 0（低字节有效），实际会访问的是16位 0地址的低字节；当地址为0x6800  0001时，A0 = 1，访问16位 0地址的高字节。依次。

因此，想让地址线的最后一位产生0或1，应该在前一位做出改变（stm32会自动右移）：

结论：

本工程中使用 FSMC_A16 地址线作为命令/数据选择线 RS 信号，所以在地址范围内，再选择出使得 FSMC_A16 输出高电平的地址，即可控制表示数据，选择出使得FSMC_A16输出低电平的地址，即可控制表示命令。

要使 FSMC_A16 地址线为高电平，实质是访问内部 HADDR 地址的第(16+1)位为1 即可：

使用 0X6000 0000~0X63FF FFFF内的任意地址，作如下运算：

       使 FSMC_A16地址线为高电平：0X6000 0000 |= (1<<(16+1)) = 0x6002 0000

要使 FSMC_A16 地址线为低电平，实质是访问内部 HADDR 地址的第(16+1)位为0 即可：

使用 0X6000 0000~0X63FF FFFF内的任意地址，作如下运算：

       使 FSMC_A16地址线为低电平： 0X6000 0000 &= ~ (1<<(16+1)) = 0x6000 0000

*************************************************************************************************************************************************

根据最终的计算结果，总结如下：当 STM32 访问内部的 0x6002 0000 地址时，FSMC自动输出时序，且使得与液晶屏的数据/命令选择线 RS(即 D/CX)相连的 FSMC_A16 输出高电平，使得液晶屏会把传输过程理解为数据传输；     类似地，当 STM32 访问内部的 0X6000 0000 地址时，FSMC 自动输出时序，且使得与液晶屏的数据/命令选择线 RS(即 D/CX)相连的 FSMC_A16输出低电平，使得液晶屏会把传输过程理解为命令传输。

使用这两个地址发送命令和数据：