• （41）STM32——外部SRAM实验笔记

    目录

    学习目标

    成果展示  

    硬件知识

    特点

    功能框图

    读时序

    ​编辑写时序

    FSMC驱动 

    寄存器

    闪存片选控制寄存器

    硬件

     配置

    代码 

    总结 

    学习目标

            今天我们要学习的是有关外部SRAM实验，其实F４内部也是有一个１９２K字节的SRAM的，相比于５１的５１２个字节来说，实在是好太多了，但是因为３２可能需要跑一些需要大内存的场景的话可能就不够用了。所以我们就需要使用外部SRAM芯片来实现相应功能，这里我们使用的是IS62WV51216，容量为１M，这样就能满足大多数情况了。个人觉得手机电脑什么的内存应该也是使用这样的方式来组成的，但是没有过多了解，只是一个猜测。

    成果展示  

    硬件知识

            IS62WV51216 是 ISSI（Integrated Silicon Solution, Inc）公司生产的一颗 16 位宽 512K（512*16 ，即 1M 字节）容量的 CMOS 静态内存芯片。

    特点

    1. 高速。具有 45ns/55ns 访问速度。
    2. 低功耗。
    3. TTL 电平兼容。
    4. 全静态操作。不需要刷新和时钟电路。
    5. 三态输出。
    6. 字节控制功能。支持高/低字节控制。

    功能框图

            图中 A0~18 为地址线，总共 19 根地址线（即 2^19=512K，1K=1024）；IO0~15 为数据线，总共 16 根数据线。CS2 和 CS1 都是片选信号，不过 CS2 是高电平有效 CS1 是低电平有效（不过我们没有用到CS2，只使用了CS1）；OE是输出使能信号（读信号）；WE 为写使能信号；UB 和 LB 分别是高字节控制和低字节控制信号，这个到后面会有所介绍。

    读时序

            我们重点来介绍一下其中几个时序，首先是读周期时序（tRC），我们是55ns，然后地址建立时间（tAA)为55ns(Max)，tDOE为25ns（Max)。我们使用的是55ns的芯片，其他时间的具体值如下表所示： 

    写时序

            这个和前面一样，就不做过多介绍了。写周期时间（tWC),地址建立时间（tSA),WE脉宽（tPWE)。

    FSMC驱动 

            这个其实在LCD屏的时候介绍过，在此就简单的介绍一下，FSMC驱动外部SRAM时，外部SRAM的控制一般有: 地址线(如A0~A25数据线(如D0~D15)、写信号(WE，即WR)、读信号(OE，即RD)、片选信号(CS)，如果SRAM支持字节控制，那么还有UB/LB信号。
            而IS62WV51246的信号我们在前面介绍过，包括: I/O0~I/O15、A0~A18、OE、WE、CS、UB、LB等，我们将这些信号依次连接STM32 FSMC接口的D0~D15、A0~A18、OE、WE、CS、UB、LB等信号即可。

            STM32F4 的 FSMC 支持 8/16/32 位数据宽度，我们这里用到的 LCD 是 16 位宽度的，所以在设置的时候，选择 16 位宽就 OK 了。我们再来看看 FSMC 的外部设备地址映像，STM32F4 的 FSMC 将外部存储器划分为固定大小为 256M 字节的四个存储块，如图所示：

            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。如表所示： 

            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]。

     

     

            这个是读写时序，就不做详细介绍，LCD里面都有。  

    寄存器

            也不做详细介绍，就讲解几个重要寄存器。

    闪存片选控制寄存器

    硬件

    • A[0:18]接 FMSC_A[0:18]（不过顺序错乱了）
    • D[0:15]接 FSMC_D[0:15]
    • UB 接 FSMC_NBL1
    • LB 接 FSMC_NBL0
    • OE 接 FSMC_OE
    • WE 接 FSMC_WE
    • CS 接 FSMC_NE3

     配置

    1. 使能 FSMC 时钟，并配置 FSMC 相关的 IO 及其时钟使能。
    2. 设置 FSMC BANK1 区域 3 的相关寄存器。
    3. 使能 BANK1 区域 3。

    代码 

    1. // sram.c
    2. #include "sram.h"	  
    3. #include "usart.h"	     	 
    4.  
    5.  
    6. //使用NOR/SRAM的 Bank1.sector3,地址位HADDR[27,26]=10 
    7. //对IS61LV25616/IS62WV25616,地址线范围为A0~A17 
    8. //对IS61LV51216/IS62WV51216,地址线范围为A0~A18
    9. #define Bank1_SRAM3_ADDR    ((u32)(0x68000000))	
    10.   						   
    11. //初始化外部SRAM
    12. void FSMC_SRAM_Init(void)
    13. {	
    14. 	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    15. 	FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
    16.   FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  readWriteTiming; 
    17. 	
    18. 	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB|RCC_AHB1Periph_GPIOD|RCC_AHB1Periph_GPIOE|RCC_AHB1Periph_GPIOF|RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);//使能PD,PE,PF,PG时钟  
    19.   RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3Periph_FSMC,ENABLE);//使能FSMC时钟  
    20.    
    21. 	
    22. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;//PB15 推挽输出,控制背光
    23.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
    24.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    25.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
    26.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    27.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化 //PB15 推挽输出,控制背光
    28.  
    29. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (3<<0)|(3<<4)|(0XFF<<8);//PD0,1,4,5,8~15 AF OUT
    30.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用输出
    31.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    32.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    33.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    34.   GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化  
    35. 	
    36.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (3<<0)|(0X1FF<<7);//PE0,1,7~15,AF OUT
    37.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用输出
    38.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    39.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    40.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    41.   GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化  
    42. 	
    43.  	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (0X3F<<0)|(0XF<<12); 	//PF0~5,12~15
    44.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用输出
    45.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    46.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    47.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    48.   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化  
    49.  
    50. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =(0X3F<<0)| GPIO_Pin_10;//PG0~5,10
    51.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用输出
    52.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    53.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    54.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    55.   GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化 
    56.  
    57.  
    58.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_FSMC);//PD0,AF12
    59.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_FSMC);//PD1,AF12
    60.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_FSMC);
    61.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_FSMC); 
    62.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_FSMC); 
    63.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_FSMC);
    64.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_FSMC);
    65.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_FSMC);
    66. 	GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_FSMC);
    67.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_FSMC);
    68.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_FSMC);
    69.   GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_FSMC);//PD15,AF12
    70.  
    71.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_FSMC);
    72.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_FSMC);
    73. 	GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_FSMC);//PE7,AF12
    74.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_FSMC);
    75.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_FSMC);
    76.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_FSMC);
    77.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_FSMC);
    78.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_FSMC);
    79.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_FSMC);
    80.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_FSMC);
    81.   GPIO_PinAFConfig(GPIOE,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_FSMC);//PE15,AF12
    82.  
    83.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_FSMC);//PF0,AF12
    84.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_FSMC);//PF1,AF12
    85.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_FSMC);//PF2,AF12
    86.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_FSMC);//PF3,AF12
    87.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_FSMC);//PF4,AF12
    88.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_FSMC);//PF5,AF12
    89.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_FSMC);//PF12,AF12
    90.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_FSMC);//PF13,AF12
    91.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_FSMC);//PF14,AF12
    92.   GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_FSMC);//PF15,AF12
    93. 	
    94.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource0,GPIO_AF_FSMC);
    95.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_FSMC);
    96.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_FSMC);
    97.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_FSMC);
    98.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_FSMC);
    99.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_FSMC);
    100.   GPIO_PinAFConfig(GPIOG,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_FSMC);
    101. 	
    102.  // 读写时序	  
    103.  	readWriteTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0x00;	 //地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK 1/36M=27ns
    104.   readWriteTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;	 //地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到	
    105.   readWriteTiming.FSMC_DataSetupTime = 0x08;		 数据保持时间（DATAST）为9个HCLK 6*9=54ns	 	 
    106.   readWriteTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
    107.   readWriteTiming.FSMC_CLKDivision = 0x00;
    108.   readWriteTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;
    109.   readWriteTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;	 //模式A 
    110.     
    111.  
    112.  
    113.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM3;//  这里我们使用NE3 ，也就对应BTCR[4],[5]。
    114.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable; // 地址复用没用到
    115.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType =FSMC_MemoryType_SRAM;// FSMC_MemoryType_SRAM;  //SRAM   
    116.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;//存储器数据宽度为16bit  
    117.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode =FSMC_BurstAccessMode_Disable;// FSMC_BurstAccessMode_Disable; 
    118. 	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;// 低电平有效
    119. 	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait=FSMC_AsynchronousWait_Disable;
    120.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;   
    121.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;  
    122.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;	//存储器写使能 
    123.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;  
    124.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable; // 读写使用相同的时序
    125.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;  
    126.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &readWriteTiming;
    127.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &readWriteTiming; //读写同样时序
    128.  
    129. 	FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);  //初始化FSMC配置
    130.  	FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM3, ENABLE);  // 使能BANK1区域3										  
    131. 											
    132. }
    133. 	  														  
    134. //在指定地址(WriteAddr+Bank1_SRAM3_ADDR)开始,连续写入n个字节.
    135. //pBuffer:字节指针
    136. //WriteAddr:要写入的地址
    137. //n:要写入的字节数
    138. void FSMC_SRAM_WriteBuffer(u8* pBuffer,u32 WriteAddr,u32 n)
    139. {
    140. 	for(;n!=0;n--)  
    141. 	{										    
    142. 		*(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR+WriteAddr)=*pBuffer;	  
    143. 		WriteAddr++;
    144. 		pBuffer++;
    145. 	}   
    146. }																			    
    147. //在指定地址((WriteAddr+Bank1_SRAM3_ADDR))开始,连续读出n个字节.
    148. //pBuffer:字节指针
    149. //ReadAddr:要读出的起始地址
    150. //n:要写入的字节数
    151. void FSMC_SRAM_ReadBuffer(u8* pBuffer,u32 ReadAddr,u32 n)
    152. {
    153. 	for(;n!=0;n--)  
    154. 	{											    
    155. 		*pBuffer++=*(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR+ReadAddr);    
    156. 		ReadAddr++;
    157. 	}  
    158. } 
    1. #include "sys.h"
    2. #include "delay.h"
    3. #include "usart.h"
    4. #include "led.h"
    5. #include "key.h"  
    6. #include "sram.h"   
    7.   
    8.   //测试用数组，定义一个数组，每个数占4个字节，数组包含250000个值，采用绝对地址定义，数组的起始地址在0x68000000。
    9. u32 testsram[250000] __attribute__((at(0X68000000)));
    10.  
    11. //外部内存测试(最大支持1M字节内存测试)	    
    12. void fsmc_sram_test(u16 x,u16 y)
    13. {  
    14. 	u32 i=0;  	  
    15. 	u8 temp=0;	   
    16. 	u8 sval=0;	//在地址0读到的数据	  				   
    17.   	printf ("Ex Memory Test:   0KB"); 
    18. 	printf ("\r\n\r\n");
    19. 	//每隔4K字节,写入一个数据,总共写入256个数据,刚好是1M字节
    20. 	for(i=0;i<1024*1024;i+=4096)
    21. 	{
    22. 		FSMC_SRAM_WriteBuffer(&temp,i,1);
    23. 		temp++;
    24. 	}
    25. 	//依次读出之前写入的数据,进行校验		  
    26.  	for(i=0;i<1024*1024;i+=4096) 
    27. 	{
    28.   		FSMC_SRAM_ReadBuffer(&temp,i,1);
    29. 		if(i==0)sval=temp;
    30.  		else if(temp<=sval)break;//后面读出的数据一定要比第一次读到的数据大.	   		   
    31. 		printf ("Ex Memory Test:   %d KB",(u16)(temp-sval+1)*4);//显示内存容量  
    32. 		printf ("\r\n\r\n");
    33.  	}					 
    34. }	
    35.  
    36. int main(void)
    37. {        
    38. 	u8 key;		 
    39.  	u8 i=0;	     
    40. 	u32 ts=0;
    41. 	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    42. 	delay_init(168);  //初始化延时函数
    43. 	uart_init(115200);		//初始化串口波特率为115200
    44. 	
    45. 	LED_Init();					//初始化LED
    46.  	KEY_Init();					//按键初始化 
    47.  	FSMC_SRAM_Init();			//初始化外部SRAM    
    48. 	printf ("KEY0:Test Sram");
    49. 	printf ("KEY1:TEST Data"); 
    50. 	for(ts=0;ts<250000;ts++)testsram[ts]=ts;//预存测试数据	 
    51.   	while(1)
    52. 	{	
    53. 		key=KEY_Scan(0);//不支持连按	
    54. 		if(key==KEY0_PRES)fsmc_sram_test(60,170);//测试SRAM容量
    55. 		else if(key==KEY1_PRES)//打印预存测试数据
    56. 		{
    57. 			for(ts=0;ts<250000;ts++)
    58. 			{
    59. 			printf ("%d",testsram[ts]);//显示测试数据	
    60. 				printf ("\r\n\r\n");
    61. 			}				
    62. 		}else delay_ms(10);   
    63. 		i++;
    64. 		if(i==20)//DS0闪烁.
    65. 		{
    66. 			i=0;
    67. 			LED0=!LED0;
    68.  		}
    69. 	}
    70. }

    总结 

            个人感觉这块知识应该还可以再深入学习一点，目前感觉就是皮毛。 

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_66578482/article/details/126914767