基于STM32單片機FSMC接口驅(qū)動LCD的配置與分析

李 良，王德生，王小康，姜小存

（火箭軍士官學校，山東 青州 262500）

0 引言

LCD液晶顯示屏與主芯片之間有多種接口形式，比較常見的接口有 UART、SPI、FSMC、LTDC、HDMI、MIPI等。FSMC也即是靈活的靜態(tài)存儲器控制器，是用來驅(qū)動外部總線，在一些TFT液晶的操作用經(jīng)常用到。單片機訪問內(nèi)存是通過三總線形式進行訪問的，即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，只是對于不同的控制芯片總線寬度不一樣而已。STM32的FSMC[1]就像51系列單片機的外部總線一樣，只不過性能更好，速度更快。本文主要分析基于STM32芯片F(xiàn)SMC接口的ILI9341液晶顯示屏的控制過程。

1 硬件連接關系

本文選用ILI9341液晶屏[2]接口是16位的80并口，16位代表有16根數(shù)據(jù)線，用STM32芯片驅(qū)動一個80并口的LCD需要7個控制信號，通過SRAM控制器控制外部LCD液晶顯示屏顯示。圖1為本文中采用的TFT型LCD硬件引腳圖，共有32個功能引腳：

圖1 TFT型LCD硬件引腳

LCD_CS：Chip Select片選信號，低電平有效；

RS：Register Select寄存器選擇；

LCD_WR：Write寫信號，低電平有效；

LCD_RD：Read讀信號，低電平有效；

RESET：重啟信號，低電平有效；

DB0-DB15：數(shù)據(jù)線，與STM32相應GPIO引腳相連；

BL：背光控制信號；

其中 MOSI、MISO、T_PEN、T_CS 及 CLK 引腳在內(nèi)存接口控制中未用，其余引腳與STM32相應引腳相連。STM32上有FSMC接口的好處就是一旦對其設置之后，WR、RD、DB0-DB15這些控制線和數(shù)據(jù)線，都是FSMC自動控制的。

2 NOR和PSRAM的地址映射

追本溯源，為何FSMC可以用來驅(qū)動LCD，原因是FSMC的讀寫時序和LCD的讀寫時序很相似，于是把LCD當成一個外部存儲器來用。利用FSMC在相應的地址讀或?qū)懴嚓P數(shù)值時，STM32的FSMC會在硬件上自動完成時序上的控制。所以我們只要設置好讀寫相關時序的寄存器后，F(xiàn)SMC就可以幫我們完成時序上的控制了。對于FSMC驅(qū)動LCD有一個比較難理解的地方就是當LCD使用16位寬度的數(shù)據(jù)傳輸（也就是有16條數(shù)據(jù)線）的時，HADDR和FSMC_A這個地址塊的對應問題 （使用8位數(shù)據(jù)則不用考慮此問題）。

FSMC_A是STM32單片機的外部硬件接口，是物理存在的。HADDR是需要轉(zhuǎn)換到外部存儲器的內(nèi)部AHB地址線，是STM32內(nèi)部總線。當LCD的16位的80并口和STM32的FSMC接口連接好之后，我們可以進行軟件編程控制HADDR，從而間接操作FSMC_A，STM32的FSMC接口將0x60000000-0x6FFFFFFF的地址用作NOR/PRAM（共256M地址范圍）。存儲模塊分成四部分，每部分64M地址范圍[1]。NOR和PSRAM的存儲塊選擇如表1所示。

表1 NOR和PSRAM的存儲塊選擇

本文使用NOR/SRAM的Bank1.sector4，地址位HADDR[27，26]=11，也即用FSMC_A12引腳作為數(shù)據(jù)命令區(qū)分線，0：命令，1：數(shù)據(jù)。 本文中 LCD 的 LCD_RS（命令/數(shù)據(jù)標志線）是接在STM32的外部接口FSMC_A[12]上的。

由于STM32規(guī)定當使用16位數(shù)據(jù)寬度的時候HADDR[25：1]與 FSMC_A[24：0]對應相連，HADDR[0]這個地址是沒用的。外部存儲器地址如表2所示。

表2 外部存儲器地址

這就是當使用16位數(shù)據(jù)寬度的時候，HADDR自動右移一位對其的原理因為使用的是16位的數(shù)據(jù)寬度，所以在設置時要注意STM32內(nèi)部會右移一位對齊：

3 軟件配置FSMC接口

在實際編程中，根據(jù)STM32與LCD之間硬件電路連接關系，主要配置四個結(jié)構(gòu)體參數(shù)[3，4]：

其中第二個結(jié)構(gòu)體FSMC_NORSRAMInitStructure是FMSC接口配置最為重要的結(jié)構(gòu)體，主要完成以下參數(shù)配置：

4 結(jié)束語

基于STM32的FSMC接口配置是驅(qū)動LCD正常顯示的最為關鍵的環(huán)節(jié)，本文重點分析了FSMC接口的地址映射和軟件配置，經(jīng)實驗驗證，F(xiàn)SMC接口配置是可行可靠的。