STM32单片机FSMC的使用解析。FSMC设置使能后​*(volaTIle unsigned short int *)(0x60000000)=val;那么FSMC就会自动执行一个写的操作​

本文介绍如何使用 STM32 的 FSMC 控制 LCD 显示器,包括 LCD 控制线的功能说明、通过 IO 直接控制 LCD 的方法、以及如何利用 FSMC 自动完成读写时序。此外还介绍了通过地址线实现 RS 和 CS 功能的方法。

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LCD有如下控制线:

CS:Chip Select片选,低电平有效

RS:Register Select寄存器选择

WR:Write写信号,低电平有效

RD:Read读信号,低电平有效

RESET:重启信号,低电平有效

DB0-DB15:数据线

假如这些线,全部用普通IO口控制。根据LCD控制芯片手册(大部分控制芯片时序差不多):

如果情况如下:

DB0-DB15的IO全部为1(表示数据0xff),也可以为其他任意值,这里以0xff为例。

CS为0(表示选上芯片,CS拉低时,芯片对传入的数据才会有效)

RS为1(表示DB0-15上传递的是要被写到寄存器的值),如果为0,表示传递的是数据。

WR为0,RD为1(表示是写动作),反过来就是读动作。

RESET一直为高,如果RESET为低,会导致芯片重启。

这种情况,会导致一个值0xff被传入芯片,被LCD控制芯片当作写寄存器值去解析。LCD控制芯片收到DB0-15上的值之后,根据其他控制线的情况,它得出结论,这个0xff是用来设置寄存器的。一般情况下,LCD控制芯片会把传入的寄存器值的高8位当做寄存器地址(因为芯片内部肯定不止一个寄存器),低8位当做真正的要赋给对应寄存器值。这样,就完成了一个写LCD控制芯片内部寄存器的时序。

如果上述情况不变,只将RS置低,那么得到的情况如下:LCD控制芯片会把DB0-15上的数据当做单纯的数据值来处理。那么假如LCD处在画图状态,这个传入的值0xff,就会被显示到对应的点上,0xffff就表示白色,那么对应的点就是白色。在这个数据值传递过来之前,程序肯定会通过设置寄存器值,告诉LCD控制芯片要写的点的位置在哪里。

如果上述两种情况都不变,分别把WR和RD的信号反过来(WR=1,RD=0),那么写信号就会被变成读信号。读信号下,主控芯片需要去读DB0-15的值,而LCD控制芯片就会去设置DB0-15的值,从而完成读数据的时序。读寄存器的时序麻烦一点。第一步,先要将WR和RD都置低,主控芯片通过DB0-15传入寄存器地址。第二步就和前面读数据一样,将WR置高,RD置低,读出DB0-15的值即可。在这整个的过程中,RS一直为低。好了,上面就是IO直接控制LCD的方法。假如放到STM32里面,用IO直接控制显得效率很低。

STM32有FSMC(其实其他芯片基本都有类似的总线功能),FSMC的好处就是你一旦设置好之后,WR、RD、DB0-DB15这些控制线和数据线,都是FSMC自动控制的。打个比方,当你在程序中写到:

*(volaTIle unsigned short int *)(0x60000000)=val;

那么FSMC就会自动执行一个写的操作,其对应的主控芯片的WE、RD这些脚,就会呈现出写的时序出来(即WE=0,RD=1),数据val的值也会通过DB0-15自动呈现出来(即FSMC-D0:FSMC-D15=val)。地址0x60000000会被呈现在数据线上(即A0-A25=0,地址线的对应最麻烦,要根据具体情况来,好好看看FSMC手册)。

那么在硬件上面,我们需要做的,仅仅是MCU和LCD控制芯片的连接关系:

WE-WR,均为低电平有效

RD-RD,均为低电平有效

FSMC-D0-15接LCD DB0-15

连接好之后,读写时序都会被FSMC自动完成。但是还有一个很关键的问题,就是RS没有接,CS没有接。因为在FSMC里面,根本就没有对应RS和CS的脚。怎么办呢?这个时候,有一个好方法,就是用某一根地址线来接RS。比如我们选择了A16这根地址线来接,那么当我们要写寄存器的时候,我们需要RS,也就是A16置高。软件中怎么做呢?也就是将FSMC要写的地址改成0x60020000,如下:

*(volaTIle unsigned short int *)(0x60020000)=val;

这个时候,A16在执行其他FSMC的同时会被拉高,因为A0-A18要呈现出地址0x60020000。0x60020000里面的Bit17=1,就会导致A16为1。当要读数据时,地址由0x60020000改为了0x60000000,这个时候A16就为0了。

可能会有疑问,第一,为什么地址是0x6xxxxxxx而不是0x0xxxxxxx;第二,CS怎么接;第三,为什么Bit17对应A16?

先来看前两个问题,大家找到STM32的FSMC手册,在FSMC手册里面,我们很容易找到,FSMC将0x60000000-0x6fffffff的地址用作NOR/PRAM(共256M地址范围)。而这个存储块,又被分成了四部分,每部分64M地址范围。当对其中某个存储块进行读写时,对应的NEx就会置低。这里,就解决了我们两个问题,第一,LCD的操作时序,和NOR/PRAM是一样的(为什么一样自己找找NOR/PRAM的时序看看),所以我们选择0x6xxxxxxx这个地址范围(选择这个地址范围,操作这个地址时,FSMC就会呈现出NOR/PRAM的时序)。第二,我们可以将NEx连接到LCD的CS,只要我们操作的地址是第一个存储块内即可(即0-0x3ffffff地址范围)。第三个问题再来看一看FSMC手册关于存储器字宽的描述,我们发现,当外部存储器是16位时,硬件管脚A0-A24表示的是地址线A1-A25的值,所以我们要位移一下,Bit17的值,实际会被反应到A16这根IO来。关于数据宽度及位移的问题,初学的朋友可能会比较疑惑,当你接触了多NOR/PRAM这样的器件后,你会发现,很多芯片的总线,都是这样设计的,为的是节省地址线。

<think>好的,我现在需要分析用户提供的函数`void LCD_WR_CMD(unsigned int index, unsigned int val)`,并给出详细的解释。首先,我需要理解这个函数的功能和结构。 这个函数的名称是LCD_WR_CMD,可能代表LCD命令(Write Command)。参数有两个:index和val,都是无符号整数。函数体内有两行代码,分别对LCD的寄存器进行赋值。首先,将index入LCD_REG,然后将val入LCD_RAM。这看起来像是发送命令和数据到LCD控制器的一种方式。 接下来,我需要考虑LCD控制器的一般工作流程。通常,LCD控制器需要通过特定的寄存器来接收命令和数据。例如,发送命令时,需要先入命令寄存器,然后入数据寄存器。这里的LCD_REG可能对应命令寄存器地址,LCD_RAM对应数据寄存器地址。但不同的LCD控制器可能有不同的配置,比如有些可能需要通过不同的地址或控制线来区分命令和数据。 用户之前的提问涉及FSMC配置,这可能意味着LCD是通过FSMC接口连接的,使用内存映射的方式访问。在这种情况下,LCD_REG和LCD_RAM可能是通过不同的地址偏移来区分的。比如,基地址加上0偏移是命令寄存器,加上2偏移是数据寄存器(假设16位数据总线)。因此,入不同的地址会触发不同的操作。 需要验证这一点是否正确。例如,当访问LCD->LCD_REG时,对应的地址可能是基地址,而LCD->LCD_RAM可能是基地址+某个偏移量。这通常通过结构体或宏定义来实现地址映射。例如,使用结构体指针,将不同的成员映射到不同的地址上。 另外,函数参数中的index可能代表要入的寄存器地址或命令代码,而val是该命令对应的参数或数据。例如,设置显示模式时,index是命令码,val是具体的模式配置值。 需要检查这种入方式是否符合特定LCD控制器的协议。例如,有些控制器需要在入命令前先发送命令标识符,或者需要等待某些状态位就绪。但在这个函数中,并没有看到延时或状态检查,这可能意味着该LCD控制器不需要等待,或者这些操作在硬件层面由FSMC的时序配置处理了。 同时,考虑到用户之前提到的FSMC配置中启用了扩展模式,允许独立的读时序,这可能确保了操作的时序正确性,不需要软件干预。因此,函数只需要简单地对两个寄存器地址进行操作即可完成命令和数据的发送。 可能的疑问点包括:为什么需要先index到LCD_REG,再val到LCD_RAM?是否某些LCD控制器要求在入数据之前,先通过命令寄存器指定目标寄存器地址,然后再在数据寄存器中入数据。例如,ILI9341等控制器通常需要先发送命令字节,然后跟随数据字节。这里的index可能是命令,而val是命令的参数。 此外,函数参数的数据类型是unsigned int,但实际使用中,可能只需要8位或16位的数据,需要确认LCD控制器的数据宽度是否匹配。根据之前的配置,FSMC的数据宽度是16位,因此这里使用16位变量可能更合适,但具体取决于LCD控制器的要求。 总结来说,这个函数的作用是通过两个步骤向LCD发送命令和对应的数据值,利用FSMC的内存映射接口,通过不同的地址访问来区分命令和数据寄存器,从而完成对LCD控制器的配置或数据入。</think>以下是对`LCD_WR_CMD`函数的详细解析: ### 函数原型 ```c void LCD_WR_CMD(unsigned int index, unsigned int val) { LCD->LCD_REG = index; LCD->LCD_RAM = val; } ``` ### 工作原理图解 ``` [MCU] [LCD控制器] | | | 1. 入LCD_REG寄存器(index)| |--------------------------->| | |→ 锁存命令地址 | | | 2. 入LCD_RAM寄存器(val) | |--------------------------->| | |→ 执行命令操作 ``` ### 技术分解 1. **寄存器操作机制**: - `LCD_REG`:命令寄存器,用于指定要操作的LCD内部寄存器地址 - `LCD_RAM`:数据寄存器,用于传递具体的配置参数或显示数据 - 典型操作时序: ```c *(volatile uint16_t *)(BASE_ADDR) = CMD; // 命令阶段 *(volatile uint16_t *)(BASE_ADDR + 2) = DATA; // 数据阶段 ``` 2. **地址映射关系**: - 通过FSMC实现内存映射访问 - 典型地址分配: ```c #define LCD_CMD_ADDR (0x60000000) // RS=0 #define LCD_DATA_ADDR (0x60020000) // RS=1 ``` - 实际实现常使用结构体封装: ```c typedef struct { __IO uint16_t LCD_REG; __IO uint16_t LCD_RAM; } LCD_TypeDef; #define LCD_BASE (0x60000000) #define LCD ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE) ``` 3. **典型操作时序参数**: | 参数 | 典型值 | 说明 | |-------------|--------|-----------------------| | tAS (ns) | 15 | 地址建立时间 | | tDS (ns) | 25 | 数据建立时间 | | tWR (ns) | 50 | 脉冲宽度 | ### 操作示例 以设置LCD显示方向为例: ```c // 设置0x36寄存器(MADCTL) LCD_WR_CMD(0x36, 0x48); // 参数解析: // 0x48 = 0100 1000b // BIT7: MY=0 (行地址顺序) // BIT6: MX=1 (列地址顺序) // BIT5: MV=0 (行列交换禁止) // BIT4: ML=0 (垂直刷新方向) // BIT3: BGR=0 (RGB排列) // BIT2: MH=0 (水平刷新方向) ``` ### 优化建议 1. **添加等待机制**: ```c void LCD_WR_CMD(uint16_t index, uint16_t val) { LCD->LCD_REG = index; while(LCD->STATUS & BUSY_FLAG); // 等待忙标志清除 LCD->LCD_RAM = val; } ``` 2. **批量入优化**: ```c void LCD_WR_CMDS(const uint16_t *pCmd, uint32_t Size) { while(Size > 0) { LCD->LCD_REG = *pCmd++; LCD->LCD_RAM = *pCmd++; Size -= 2; } } ``` 3. **DMA支持**: ```c void LCD_DMA_Write(uint16_t Cmd, uint16_t *pData, uint32_t Size) { LCD->LCD_REG = Cmd; HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem, (uint32_t)pData, (uint32_t)&LCD->LCD_RAM, Size); while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem, DMA_FLAG_TC)); } ``` ### 典型应用场景 1. 初始化配置: ```c LCD_WR_CMD(0xCF, 0x00); // 电源控制A LCD_WR_CMD(0xCB, 0x39); // 电源控制B ``` 2. 显存填充: ```c LCD_WR_CMD(0x2C, 0x00); // 入显存命令 for(int i=0; i<76800; i++) { // 320x240分辨率 LCD->LCD_RAM = 0xF800; // 填充红色 } ``` ### 注意事项 1. **时序匹配**:需确保FSMC时序配置与LCD控制器的时序要求一致 2. **地址对齐**:注意结构体成员的地址偏移应与硬件连接匹配 3. **电压匹配**:FSMC接口电平需与LCD控制器电平兼容 4. **端序处理**:注意数据在内存中的存储顺序(大端/小端) 该函数实现了LCD控制器最基本的命令/数据入协议,实际使用中建议结合具体LCD数据手册调整操作时序,并可根据需要添加错误检测和状态查询机制。
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