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STM32学习笔记-FSMC驱动LCD

2018-12-22 11:58 148 查看

文章目录

  • 二、代码部分

    • 一、FSMC原理

    大容量，且引脚数在 100 脚以上的 STM32F103 芯片都带有 FSMC 接口。

    FSMC，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和 16 位 PC 存储器卡连接， 接口支持包括 SRAM、 NAND FLASH、 NOR FLASH 和 PSRAM 等存储器。

    1.为什么可以用FSMC驱动LCD？

    外部 SRAM 的控制一般有：地址线（如 A0~A18）、数据线（如 D0~D15）、写信号（WE）、读信号（OE）、片选信号（CS），如果 SRAM 支持字节控制，那么还有 UB/LB 信号。而 TFTLCD包括： RS、 D0~D15、 WR、 RD、 CS、 RST 和 BL 等，其中真正在操作 LCD 的时候需要用到的就只有： RS、 D0~D15、 WR、 RD 和 CS。其操作时序和 SRAM的控制完全类似，唯一不同就是 TFTLCD 有 RS 信号，但是没有地址信号。

    而RS信号是用来控制LCD是写命令还是写数据的，本质上可以理解为一个地址，我们可以将RS信号接在FSMC的地址线上，可以选任意一根地址线，但注意接在不同地址线，地址的值会不同，后面会具体讲到。

    这样数据引脚，地址引脚，写信号（WE）、读信号（OE）、片选信号（CS）都可以和LCD对应脚连接起来，写程序时，这些引脚初始化时，复用FSMC输出即可。LCD中还有RST，BL，接单片机的普通IO口即可。

    2.寻址问题

    FSMC 总共管理 1GB 空间，拥有 4 个存储块（Bank），BANK1是属于NOR/PSRAM，BANK2、BANK3属于NAND，BANK4属于PC卡。

    STM32 的 FSMC 存储块 1（Bank1）被分为 4 个区，每个区管理 64M 字节空间，每个区都有独立的寄存器对所连接的存储器进行配置。 Bank1 的 256M 字节空间由 28 根地址线（HADDR[27:0]）寻址。这里 HADDR 是内部 AHB 地址 总线 ，其 中 HADDR[25:0] 来自外部存储器地 址FSMC_A[25:0]，而 HADDR[26:27]对 4 个区进行寻址。

    Bank1 所选区 片选信号 地址范围
    第一区 FSMC_NE1 0X6000,0000~63FF,FFFF
    第二区 FSMC_NE2 0X6400,0000~67FF,FFFF
    第三区 FSMC_NE3 0X6800,0000~6BFF,FFFF
    第四区 FSMC_NE4 0X6C00,0000~6FFF,FFFF

    那么为什么是这个地址呢？计算方法也很简单，之前说过，HADDR[27:26]是对4个区进行寻址，显然，00对应第一区，01对应第二区，10对应第三区，11对应第四区，注意是26位和27位。而最高4位为“6”，如果是BANK2便是“7”，BANK3便是8，BANK4，便是9.
    我们要特别注意 HADDR[25:0]的对应关系：
    当 Bank1 接的是 16 位宽度存储器的时候：
    HADDR[25:1]->FSMC_A[24:0]。
    当 Bank1 接的是 8 位宽度存储器的时候: HADDR[25:0]>FSMC_A[25:0]。

    很多TFTLCD使用的是 16 位数据宽度，所以 HADDR[0]并没有用到，只有 HADDR[25:1]是有效的，对应关
    系变为： HADDR[25:1]-> FSMC_A[24:0]，相当于右移了一位，这里请大家特别留意。

    3.时序模式

    FSMC 的 NOR FLASH 控制器支持同步和异步突发两种访问方式。选用同步突发访问方式时， FSMC 将 HCLK(系统时钟)分频后，发送给外部存储器作为同步时钟信号 FSMC_CLK。

    对于异步突发访问方式， FSMC 主要设置 3 个时间参数：地址建立时间(ADDSET)、数据建立时间(DATAST)和地址保持时间(ADDHLD)。 FSMC 综合了 SRAM／ROM、 PSRAM 和 NOR Flash 产品的信号特点，定义了 4 种不同的异步时序模型。选用不同的时序模型时，需要设置不同的时序参数

    时序模型 简单描述 时间参数
    Mode1 SRAM/CRAM 时序 DATAST、 ADDSET
    ModeA SRAM/CRAM OE 选通型时序 DATAST、 ADDSET
    Mode2/B NOR FLASH 时序 DATAST、 ADDSET
    ModeC NOR FLASH OE 选通型时序 DATAST、 ADDSET
    ModeD 延长地址保持时间的异步时序 DATAST、 ADDSET、 ADDHLK

    我用的是异步突发模式，模式 A 支持独立的读写时序控制，这个对我们驱动 TFTLCD 来说非常有用，因为 TFTLCD在读的时候，一般比较慢，而在写的时候可以比较快，如果读写用一样的时序，那么只能以读的时序为基准，从而导致写的速度变慢，或者在读数据的时候，重新配置 FSMC 的延时，在读操作完成的时候，再配置回写的时序，这样虽然也不会降低写的速度，但是频繁配置，比较麻烦。而如果有独立的读写时序控制，那么我们只要初始化的时候配置好，之后就不用再配置，既可以满足速度要求，又不需要频繁改配置。
    当然，我也试了一下模式B。

    二、代码部分

    该项目基于STM32F103

    #define Bank1_LCD_D    ((u32)0x6C010000)    //    写数据对应地址
#define Bank1_LCD_C    ((u32)0x6C000000)	   //  写命令对应地址

#define Set_Rst GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_9;
#define Clr_Rst GPIOA->BRR  = GPIO_Pin_9;

#define Lcd_Light_ON   GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_11;
#define Lcd_Light_OFF  GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_11;

    需要说明的是，我的项目选用的是BANK1的NE4，即第四区，LCD的RS引脚接的是PA15，因此地址从0x6C000000开始，而PA15置1为写数据，置0为写命令。注意，PA15对应寄存器D16位。因此写数据对应地址0x6C010000.
    如果LCD的RS引脚接的是PA16，则该引脚对应寄存器的D17位，那么写数据的地址变为0x6C020000,需要换成二进制计算，在此不在赘述。

    /*
* 函数名：LCD_GPIO_Config
* 描述  ：根据FSMC配置LCD的I/O
* 输入  ：无
* 输出  ：无
* 调用  ：内部调用
*/
void LCD_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* Enable the FSMC Clock */
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE);

/* config lcd gpio clock base on FSMC */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC |
RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE| RCC_APB2Periph_GPIOG , ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

/* config tft rst gpio */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* config tft back_light gpio base on the PT4101 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 ;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

/* config tft data lines base on FSMC
* data lines,FSMC-D0~D15: PD 14 15 0 1,PE 7 8 9 10 11 12 13 14 15,PD 8 9 10
*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 |
GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = 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_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

/* config tft control lines base on FSMC
* PD4-FSMC_NOE  :LCD-RD
* PD5-FSMC_NWE  :LCD-WR
* PG12-FSMC_NE4  :LCD-CS
* PG5-FSMC_A15 :LCD-DC
*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

/* tft control gpio init */

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9);		 // RST = 1
GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_4);		 // RD = 1
GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_5);		 // WR = 1
GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_12);		 //	CS = 1

    这是引脚初始化代码，FSMC部分数据引脚大部分相同，初始化复用为FSMC模式，读写数据，片选等引脚根据原理图进行配置，也复用为FSMC，特别注意LCD的RS引脚接FSMC的地址线，这个在上面也重点强调了。

    /*
* 函数名：LCD_FSMC_Config
* 描述  ：LCD  FSMC 模式配置
* 输入  ：无
* 输出  ：无
* 调用  ：内部调用
*/
static void LCD_FSMC_Config(void)
{
FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  p;

p.FSMC_AddressSetupTime = 0x02;	 //地址建立时间
p.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;	 //地址保持时间
p.FSMC_DataSetupTime = 0x05;		 //数据建立时间
p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
p.FSMC_CLKDivision = 0x00;
p.FSMC_DataLatency = 0x00;
//norflash一般用模式B，SRAM一般用模式A，和时序有关
p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_B;	 // 一般使用模式B来控制LCD

FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;  //使用NE4
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable; //不复用数据地址
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_NOR;   //设置为NOR类型
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;  //存储器数据宽度为16bit
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;  //
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;   //寄存器写使能
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSign
1e7dc
al = FSMC_WaitSignal_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;    //扩展位不使能，读写使用相同时序
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;

FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);

/* Enable FSMC Bank1_SRAM Bank */
FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);  //使能BNAK1，NE4
}

    这是FSMC的配置代码，用的是异步模式B，读写时序相同，具体可以看备注

    以下是使用模式A（参考正点原子代码）

    FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  readWriteTiming;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  writeTiming;

readWriteTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0x01;	 //地址建立时间（ADDSET）为2个HCLK 1/36M=27ns
readWriteTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;	 //地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到
readWriteTiming.FSMC_DataSetupTime = 0x0f;		 // 数据保存时间为16个HCLK,因为液晶驱动IC的读数据的时候，速度不能太快，尤其对1289这个IC。
readWriteTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
readWriteTiming.FSMC_CLKDivision = 0x00;
readWriteTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;
readWriteTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;	 //模式A

writeTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0x00;	 //地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK
writeTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;	 //地址保持时间（A
writeTiming.FSMC_DataSetupTime = 0x03;		 ////数据保存时间为4个HCLK
writeTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
writeTiming.FSMC_CLKDivision = 0x00;
writeTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;
writeTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;	 //模式A

FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;//  这里我们使用NE4 ，也就对应BTCR[6],[7]。
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable; // 不复用数据地址
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType =FSMC_MemoryType_SRAM;// FSMC_MemoryType_SRAM;  //SRAM
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;//存储器数据宽度为16bit
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode =FSMC_BurstAccessMode_Disable;// FSMC_BurstAccessMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait=FSMC_AsynchronousWait_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;	//  存储器写使能
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Enable; // 读写使用不同的时序
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &readWriteTiming; //读写时序
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &writeTiming;  //写时序

FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);  //初始化FSMC配置

FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);  // 使能BANK1
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