2023年03月23日 | STM32CubeMX系列 | 外部SRAM

1.外部SRAM简介

本例程使用的STM32F103ZET6本身有64K字节的SRAM，一般应用已经足够；不过在一些对内存要求高的场合，比如跑算法或者GUI等，就需要外扩SRAM来满足大内存使用的需求。这里我们使用了一颗256K字节容量的SRAM芯片：IS62WV12816，利用STM32F1的FSMC控制该SRAM芯片，实现对该SRAM芯片的访问控制

IS62WV12816是一种16位宽128K（128*2，即256K字节）容量的CMOS静态内存芯片，它有高速访问、低功耗、兼容TTL电平接口、全静态操作（不需要刷新和时钟电路）、三态输出和字节控制（支持高/低字节控制）等特点

IS62WV12816的引脚以及对应的引脚功能如下图示：

A0 ~ A16为地址线，总共17根地址线（可访问 217 = 128K字节空间）；I/O0 ~ I/O15为数据线，总共16根数据线；CS1（低电平有效）和CS2（高电平有效）都是片选信号；WE为输入使能信号（写信号）；OE为输出使能信号（读信号）；UB和LB分别是高字节和低字节控制信号

FSMC的相关介绍可参考TFTLCD显示例程中的FSMC介绍部分

2. 硬件设计

D1指示灯用来提示系统运行状态，按键用来控制IS62WV12816数据读写，TFTLCD和串口1用来显示读写的内容

• D1指示灯

• K_UP/K_DOWN

• USART1

• TFTLCD模块

• IS62WV12816

从电路图中可以看到IS62WV12816和STM32F1的连接线路： A0 ~ A16连接在FSMC_A0 ~ FSMC_A16上（连接顺序可以打乱，因为地址是固定的） I/O0 ~ I/O15连接在FSMC_D0 ~ FSMC_D15上（连接顺序不能打乱，否则读写数据将出错） UB和LB连接在FSMC_NBL1 和 FSMC_NBL0上 OE和WE分别连接在FSMC_NOE 和 FSMC_NWE上 CE连接在FSMC_NE3上

由于TFTLCD核SRAM共用FSMC总线，因此他们通过不同片选分时复用，互不影响

3. 软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

• RCC设置外接HSE，时钟设置为72M

• PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平

• PA0设置为GPIO输入模式、下拉模式；PE3设置为GPIO输入模式、上拉模式

• USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位

• 激活FSMC，详细请参考TFTLCD显示章节的设置

• 输入工程名，选择工程路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码

由于TFTLCD使用的Bank1_sector4和SRAM使用的Bank1_sector3无法同时在CubeMX里设置分时复用，因此需要单独创建SRAM的FSMC初始化函数（可自行创建，也可另外创建一个CubeMX工程，按下图设置后将生成的相关FSMC初始化代码拷贝到当前工程源码中并稍作修改）

3.2 MDK-ARM编程

• 添加按键驱动文件key.c和key.h，参考按键输入例程

• 添加TFTLCD驱动文件tftlcd.c 和tftlcd.h，参考TFTLCD显示例程

• 添加IS62WV12816芯片驱动文件sram.c和sram.h

#define Bank1_SRAM3_ADDR    ((uint32_t)(0x68000000))    //Bank1区域3的起始地址 

SRAM_HandleTypeDef SRAM_Handler;    //定义SRAM句柄

//SRAM的FSMC初始化函数

void FSMC_SRAM_Init(void){  

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef FSMC_ReadWriteTim; 

    __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();           

    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();              

    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               

    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();              

    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();               

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 

                         |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13 

                         |GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 

                         |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_10;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10 

                          |GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14 

                          |GPIO_PIN_15;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11 

                          |GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1 

                          |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);  

    SRAM_Handler.Instance=FSMC_NORSRAM_DEVICE;                

    SRAM_Handler.Extended=FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;    

    SRAM_Handler.Init.NSBank=FSMC_NORSRAM_BANK3;                        //使用NE3

    SRAM_Handler.Init.DataAddressMux=FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;     //地址/数据线不复用

    SRAM_Handler.Init.MemoryType=FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;                 //SRAM

    SRAM_Handler.Init.MemoryDataWidth=FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;    //16位数据宽度

    SRAM_Handler.Init.BurstAccessMode=FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;   //不使能突发访问

    SRAM_Handler.Init.WaitSignalPolarity=FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; //等待信号的极性（突发模式）

    SRAM_Handler.Init.WaitSignalActive=FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;      

    SRAM_Handler.Init.WriteOperation=FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;       //写使能

    SRAM_Handler.Init.WaitSignal=FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;          

    SRAM_Handler.Init.ExtendedMode=FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;          //读写使用相同的时序

    SRAM_Handler.Init.AsynchronousWait=FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;

    SRAM_Handler.Init.WriteBurst=FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;              //禁止突发写

    //FSMC读时序控制器

    FSMC_ReadWriteTim.AddressSetupTime=0x00;        //地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK

    FSMC_ReadWriteTim.AddressHoldTime=0x00;         //地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到

    FSMC_ReadWriteTim.DataSetupTime=0x08;           //数据保持时间（DATAST）为9个HCLK

    FSMC_ReadWriteTim.BusTurnAroundDuration=0X00;

    FSMC_ReadWriteTim.AccessMode=FSMC_ACCESS_MODE_A;    //模式A

    HAL_SRAM_Init(&SRAM_Handler,&FSMC_ReadWriteTim,&FSMC_ReadWriteTim); 

}

//n向指定地址写数据

void FSMC_SRAM_WriteBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint32_t n){

    for(;n!=0;n--){     // n表示要连续写入的字节个数

        *(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR + WriteAddr) = *pBuffer;

        WriteAddr++;    //要写入的地址

        pBuffer++;      //要写入的数据的指针

    }

}

//从指定地址读数据

void FSMC_SRAM_ReadBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint32_t n){

    for(;n!=0;n--){     // n表示要连续读出的字节个数

        *pBuffer++=*(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR+ReadAddr);  //存放读出的数据

        ReadAddr++;     //要读出的起始地址

    }

}

//      

void ExSRAM_Cap_Test(uint16_t x,uint16_t y){

    uint8_t writeData = 0xf0, readData;

    uint16_t cap=0;

    uint32_t addr;  

    addr = 1024;    //从1KB位置开始计算    

    LCD_ShowString(x,y,239,y+16,16,"ExSRAM Cap:   0KB"); 

    while(1){

        FSMC_SRAM_WriteBuffer(&writeData, addr, 1);

        FSMC_SRAM_ReadBuffer(&readData,addr,1);

        if(readData == writeData){  //检查读出的数据是否与写入的数据一样

            cap++;      //如果相同表示写入/读出成功，容量加1（单位KB）

            addr += 1024;   //地址加1024

            readData = 0;

            if(addr > 256 * 1024)   //IS62WV12816的容量为256KB

                break;   

        }

        else

            break;  

    }

    LCD_ShowxNum(x+11*8,y,cap,4,16,0);  //LCD上显示内存容量

    printf("SRAM Menmory Size:%dKBrn",cap);

}

在main.c文件下编写SRAM测试代码

int main(void){

    /* USER CODE BEGIN 1 */

    uint8_t key;

    uint8_t text_buf[] = "This is SRAM testing...";

    uint8_t textlen = sizeof(text_buf);

    uint8_t read_buf[textlen];

    /* USER CODE END 1 */

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();

    MX_FSMC_Init();

    MX_USART1_UART_Init();

    /* USER CODE BEGIN 2 */

    TFTLCD_Init();

    FSMC_SRAM_Init();

    FRONT_COLOR=BROWN;

    LCD_DrawRectangle(5,5,235,95);

    FRONT_COLOR=BLACK;

    LCD_ShowString(10,10,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ANDYXI STM32F1");

    LCD_ShowString(10,30,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"STM32CubeMx SRAM");

    LCD_ShowString(10,50,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ExSRAM Test");

    LCD_ShowString(10,70,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"K_UP:Write   K_DOWN:Read");

    FRONT_COLOR=RED;

    ExSRAM_Cap_Test(10,110); 

    FRONT_COLOR=MAGENTA;

    LCD_ShowString(10,130,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Write:");

    LCD_ShowString(10,150,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Read :");

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

    while(1){

        key = KEY_Scan(0);

        if(key == KEY_UP_PRES){     //KEY_UP按下写数据到SRAM

            FSMC_SRAM_WriteBuffer(text_buf,0,textlen);

            printf("SRAM_Write:%srn",text_buf);