【文章內(nèi)容簡介】 /地址 /控制信號 類型以匹配信號的速度，從而使得STM32 系列微控制器不僅能夠應(yīng)用各種不同類型、不同速度的外部 靜態(tài)存儲器 ，而且能夠在不增加外部器件的情況下同時擴展多種不同類型的靜態(tài)存儲器，滿足系統(tǒng)設(shè)計對存儲容量、產(chǎn)品體積以及成本的綜合要求 [8]。 （ 1） FSMC 框圖 及配置 ： 13 圖 FSMC框圖 FSMC 總線配置 流程 ： 第一步： 選擇合適的存儲塊 映射 NOR FLASH 存儲器 ，共有 4 個獨立的存儲塊可以用于與 NOR FLASH、 SRAM 和 PSRAM 存儲器接口，每個存儲塊都有一個專用的片選管腳。 第二步： 使用或禁用地址 /數(shù)據(jù)總線的復用功能 ； 第三步： 選擇所用的存儲器類型 ： NOR FLASH、 SRAM 或 PSRAM（其中 NOR FLASH Memory 和 SRAM 都支持同步或異步讀寫時序的存儲器 ） ； 第四步： 定義外部的存儲器的數(shù)據(jù)總線： 8bit/16bit； 第五步： 使用或關(guān)閉 NOR FLASH Memory 的突發(fā) 訪問 模式 ； 第六步： 配置等待信號的使用 ：開啟或關(guān)閉，極性設(shè)置，時序配置 ； 第七步： 使用或關(guān)閉擴展模式：擴展模式用于訪問具有不同讀寫操作時序的存儲器。 （ 2） 時序參數(shù)及計算 異步 讀寫 時序的參數(shù) 及時序 ： ADDSET: address setup time； ADDHOLD: address hold time； DATAST: data setup time 14 圖 異步讀時序 圖 異步寫時序 15 讀 /寫訪問時間為： ((ADDSET + 1) + (DATAST + 1)) HCLK ； 寫使能信號由低到高的時間為： tWP= DATAST HCLK； 考慮最大的讀 /寫訪問時間， FSMC 和存儲器的內(nèi)部延時，數(shù)據(jù)建立時間應(yīng)滿足：DATAST = (tAVQV + tsu(Data_NE) + tv(A_NE))/HCLK – ADDSET – 4。 本次畢設(shè) LCD 驅(qū)動 的存儲器 接口是掛接在 FSMC 總線上 （ FSMC 總線上的 LCD 連接見圖 ） ，選用 NOR FLASH 存儲器的 BANK1 的第 4 塊區(qū)域，并且禁用地址 /數(shù)據(jù)總線的復用功能和存儲器的突發(fā)訪問模式，設(shè)置數(shù)據(jù)總線寬度為 16 位，讀寫時序為異步時序，并關(guān)閉擴展模式。 其實只需對下面的三個寄存器做如下操作： FSMC_Bank1BTCR[6]=0X 5011。FSMC_Bank1BTCR[7]=0X0809。FSMC_Bank1EBWTR[6]=0X0301。 L C D I L I 9 3 4 1液 晶 模 塊L C D _ B LL C D _ C SR DW ER SL C D _ R E S E T D B 0 ~ D B 1 5 F S M C _ D 【 0 : 1 5 】F S M C _ A 2 3F S M C _ N W EF S M C _ N O EF S M C _ N E 4P G 1P B 1 1 圖 LCD與 FSMC總線連接 LCD 初始化 表 LCD寄存器操作部分指令集 指令 描述 指令 描述 指令 描述 EDH 電源序列控制 F7H 泵 比控制 C5H VCOM 控制 1 E8H 驅(qū)動時序控制 A B1H 幀速率控制 C7H VCOM 控制 2 EAH 驅(qū)動時序控制 B B6H 顯示功能控制 F2H 使能 3G CBH 功耗控制 A C0H 功耗控制 1 26H 伽馬設(shè)置 CFH 功耗控制 B C1H 功耗控制 2 E0H 正極伽馬校準 2AH 列地址設(shè)置 3AH 像素格式設(shè)置 E1H 負極伽馬校準 2BH 頁地址設(shè)置 11H 退出睡眠模式 2CH 存儲器寫 36H 存儲器訪問控制 29H 開顯示 2EH 讀存儲器 FSMC 總線（ STM32 引腳復用 FSMC 的硬件接口）配置完成后，就能通過 STM32 16 來對 LCD 內(nèi)的寄存器進行讀寫操作了。 本章節(jié)中 所有 關(guān)于 時鐘的設(shè)置， GPIO 的配置，引腳的 復用功能 ，中斷 函數(shù) 將在下一個章節(jié)集中講解， LCD 內(nèi)部的寄存器比較多， 可以對照 LCD ILI9341 的數(shù)據(jù)手冊通過命令來指定配置寄存器，并輸入相應(yīng)的參數(shù)。 LCD ILI9341 的 操作指令 可分為 ：一級、二級、三級指令 。 LCD 初始化 和顯示圖片 時需要用到的指令如表 。 關(guān)于 LCD 的初始化代碼，不同的液晶驅(qū)動程序是不一樣的，在購買液晶屏時廠家會提供源代碼，所以這里不再展開。 存儲器模塊 SD 卡 協(xié)議 SD 存儲卡兼容 MMC 卡的接口規(guī)范，采用 9 針 的接口（ CLK 為時鐘線， CMD 為命令響應(yīng)線， DATA0~DATA3 為雙向數(shù)據(jù)傳輸線， VDD、 VSS1和 VSS2為電源和地），最大的工作頻率是 25MHZ。 SD 卡系統(tǒng)支持 SD 卡模式和 SPI 模式 （如表 和表 ） ，兩種通信協(xié)議 [9]。 SD 卡在結(jié)構(gòu)上使用一主多從星型拓撲結(jié)構(gòu)。 雖然 SPI 的初始化流程比 SDIO 簡單得多，但 SDIO 用 4 根數(shù)據(jù)線傳輸，而 SPI 只是串行傳輸， SDIO 的傳輸速度明顯高于 SPI。在傳輸圖像時對傳輸速度要求較高，故本次畢設(shè)選用 SD 模式的接口（ SDIO）。 表 SD卡模式下的接口定義 管腳 類型 描述 備注 DATA0~DATA2 輸入 /輸出 /推挽類型 數(shù)據(jù)總線 CM 輸入 /輸出 /推挽類型 卡監(jiān)測數(shù)據(jù)位 DATA3 CLK 輸入 時鐘引腳 CMD 推挽 命令 /響應(yīng) 串行 （ 1） SDIO 初始化 SD_Error SD_Init(void)。 初始化函數(shù)包括 GPIO 設(shè)置，寄存器的復位，上電操作， SD 卡的信息獲取。若初始化成功返回值為 0。 17 表 SPI模式下的接口定義 管腳 類型 描述 備注 CS 輸入 片選 低 電平有效 DI 輸入 數(shù)據(jù)輸入端 串行 DO 輸出 數(shù)據(jù)輸出端 串行 CLK 輸入 時鐘引腳 在進行初始化之前先了解幾個命令和 SD 卡內(nèi)部寄存器 （見圖 和表 ） ： C a r d i n t e r f a c ec o n t r o l l e rPower on detectionM e m o r y c o r e i n t e r f a c eO C R [ 3 1 : 0 ]C I D [ 1 2 7 : 0 ]R C A [ 1 5 : 0 ]D S R [ 1 5 : 0 ]C S D [ 3 1 : 0 ]S C R [ 6 3 : 0 ]D A T A 0 ~ D A T A 2 C M / D A T A 3 C M D C L KI n t e r f a c e d r i v e rM e m o r y c o r eI n t e r n a l C l o c k 圖 SD卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)及寄存器 CMD0：將所有的卡復位到理想狀態(tài) ； CMD8：發(fā)送主機的提供的電壓范圍， 并響應(yīng) SD 卡支持的電壓范圍 ； CMD55：指定下一條命令是應(yīng)用命名 ； ACMD41：發(fā)送主機支持的卡的容量，并響應(yīng) SD 卡的 OCR 中的內(nèi)容 ； CMD2：獲取 SD 卡的 ID； CMD3：獲取 SD 卡的相對地址 。 18 SDIO 模式下的初始化流程： 當 HOST 上電后，使所有的卡設(shè)備處于卡識別模式，完成設(shè)置有效操作電壓范圍，卡識別和請求卡相對地址等操作。 第一步： 發(fā)送指令 CMD0 使卡設(shè)備處于 空閑 狀態(tài) ，進入第二步。 第二步： 發(fā)送指令 CMD8，若卡設(shè)備有 響應(yīng) ，說明此卡為 以上，此時會響應(yīng)SD 卡支持的電壓范圍 ，進入第三步 ；若沒有響應(yīng)，則為 以下的 SD 卡 ，執(zhí)行第四步 。 第三步： 若主機支持大容量的 SD 卡，將 HCS 置 1,否則置 0。發(fā)送指令CMD55+ACMD41，若響應(yīng) CCS 為 1，則 SD卡為大容量的存儲器 ，進入第四步； 否則為標準容量的 SD 卡 ，進入第五步 。 第四步： HCS 置 0，并發(fā)送 CMD55+ACMD41，若有響應(yīng)，則為標準容量的 SD卡，進入第五步 ；若無響應(yīng)，則 返回 沒有找到可用的 SD 卡。 第五步： 發(fā)送指令 CMD2 獲取 CID。 第六步： 發(fā)送指令 CMD3 獲取 RCA(relative card address)， 初始化完成 。 表 SD卡內(nèi)部寄存器 寄存器 位寬（ bit） 描述 CID 128 卡標識號 RCA 16 相對卡地址：本地系統(tǒng)中卡的地址，是動態(tài)變化的，需要在主機初始化時確定； 在 SPI 模式中沒有 CSD 128 卡描述數(shù)據(jù)：卡操作條件的信息數(shù)據(jù) SCR 64 SD 卡配置寄存器： SD 卡特定信息數(shù)據(jù) OCR 32 操作條件寄存器 DSR 16 驅(qū)動級寄存器，用于提高總線的性能； 可選可不選 （ 2） SD 卡的基本操作 ① SD 卡的讀操作： SD_Error SD_ReadBlock(uint8_t *readbuff, uint32_t ReadAddr, uint16_t BlockSize)。 函數(shù)功能 ： 讀單個塊 的數(shù)據(jù) ， 并采用 DMA 傳輸方式； Readbuff： 指向數(shù)據(jù)接受 緩存 器 ； ReadAddr： 讀取區(qū)域的首地址 ； BlockSize： 塊的大小（ 512B） ；讀取成功后返回 SD_Error = 0。 （下同） 19 SD_Error SD_ReadMultiBlocks(uint8_t *readbuff, uint32_t ReadAddr, uint16_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)。 函數(shù)功能：可以讀取連續(xù)幾個塊的內(nèi)容，塊的個數(shù)由 NumberOfBlocks 確定 。 讀 寫都是 以 block 為單位，一個 block 為 512 個字節(jié) （發(fā)送 CMD16 命令可以設(shè)置塊的大小） ，小于 512B 時，以 block 的邊界對齊 。 每個塊傳輸?shù)暮竺娑几粋€ CRC 校驗。 CMD17(READ_SINGLE_BLOCK)用于傳輸單個塊 ， 傳輸完之后 ， 卡進入 傳輸狀態(tài)；CMD18 (READ_MULTIPLE_BLOCK)用于多個塊的傳輸 ， 直到收到一個 CMD12 命令 。 ② SD 卡的寫操作 ： SD_Error SD_WriteBlock(uint8_t * writebuff, uint32_t WriteAddr, uint16_t BlockSize)。 函數(shù)功能：寫入一個塊的內(nèi)容， DMA 傳輸 ；寫入成功后返回 SD_Error = 0。（下同） SD_Error SD_WriteMultiBlocks(uint8_t *writebuff, uint32_t WriteAddr, uint16_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)。 函數(shù)功能：連續(xù)寫入幾 個塊的內(nèi)容，塊的個數(shù)由 NumberSize 確定。 塊寫操作 與塊讀 操作 類似 ， 每個塊傳輸?shù)暮竺娑几粋€ CRC 校驗 。 卡寫數(shù)據(jù)時會進行 CRC 校驗 ， 多塊寫比重復的單塊寫更能提高效率 。 如果 CSD 中的 WRITE_BLK_MISALIGN 沒設(shè)置 ， 并且發(fā)送的數(shù)據(jù)不是塊對齊的 ， 卡會設(shè)置狀態(tài)寄存器中的 ADDRESS_ERROR 位 ， 并且進入 Receivedata 狀態(tài)等待停止命令 。此時寫操作也會停止 ， 并且卡會設(shè)置其的 WP_VIOLATION 位 。 如果寫緩沖滿的話 ， 卡會停止接受 WRITE_BLOCK 命令 。 此時主機應(yīng)發(fā)送 SEND_STATUS (CMD13)命令 ， 卡返回數(shù)據(jù)的 READY_FOR_DATA 位標志卡是否準備好接受新的數(shù)據(jù) 。 在多塊寫操作中通過事先發(fā)送 ACMD23 命令可提高寫速度 。 ACMD23 用于定義接下來要寫數(shù)據(jù)的塊的數(shù)目 [10]。 每次多塊寫操作 后， 這個值又被設(shè)為默認值 1， ACMD22 會使卡返回寫成功的塊數(shù)目 。 ③ SD 卡的 擦除 操作 ： SD_Error SD_Erase(uint32_t startaddr, uint32_t endaddr)。 函數(shù)功能：擦除 SD 卡中指定的內(nèi)容 ，擦除成功時返回 0； startaddr 是擦除內(nèi)容的起始地址； endaddr 是擦除內(nèi)容的終止地址。 擦除命令的順序 是： ERASE_WR_BLK_START(CMD 32)、 ERASE_WR_BLK_END(CMD33)、 ERASE (CMD38)[10]。 如果 (CMD38 或 (CMD32, 33) 接收到出錯信息， 卡會設(shè)置狀態(tài)寄存器中的ERASE_SEQ_ERROR 位并且重新等待新的命令時序；如果接收到時序錯誤命令，卡會設(shè)20 置其 ERASE_RESET 位并且重新等待新的命令時