细说STM32F407单片机以轮询方式读写外部SRAM的方法

目录

一、实例的功能

二、工程配置

1、KEYLED 

2、时钟、DEBUG、USART6、NVIC、GPIO、CodeGenerator

3、FSMC

（1） 模式设置

（2） Bank 1子区3参数设置

1) NOR/PSRAM control组，子区控制参数

2) NOR/PSRAM timing组，读写操作时序参数

3) DMA 

三、软件设计 

1、KEYLED

2、fsmc.h、fsmc.c

3、main.h

4、main.c

四、下载运行 

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        本文介绍STM32F407单片机以轮询方式读写外部SRAM IS61LV25616AL的方法。继续使用旺宝红龙开发板STM32F407ZGT6 KIT V1.0。

        关于  IS61LV25616AL，可以详见参考文章1。

        参考文章1：细说STM32F407单片机FSMC连接外部SRAM的方法及HAL驱动-CSDN博客  https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/144930868

        参考文章2：细说STM32F407单片机轮询方式读写SPI FLASH W25Q16BV_stm32f407 spiflash驱动程序-CSDN博客  https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/144587209

一、实例的功能

        连接外部SRAM的FSMC接口设置以及轮询方式读写外部SRAM的方法，并用HAL函数读写数据和直接用指针读写数据。本示例需要引用参考文章2的KEYLED的4个按键和对应的LED。

        本示例还用到RNG，在组件面板Security分组里有RNG模块，启用RNG即可。RNG需要用到48MHz时钟。

[S2]KeyUp   = Write by HAL functions   LED1 ON
[S3]KeyDown = Read by HAL functions    LED2 ON
[S4]KeyLeft = Write by pointer         LED3 ON
[S5]KeyRight= Read by pointer          LED4 ON

二、工程配置

1、KEYLED 

        本例的项目中要使用KEYLED，其中的keyled.c和keyled.h的使用方法与参考文章1相同。

2、时钟、DEBUG、USART6、NVIC、GPIO、CodeGenerator

        外部时钟，25MHz，设置到HCLK=168MHz，PCLK1=42MHz，PCLK2=84MHz，其它，都设置成168MHz。

        DEBUG，选择serial wire，USART6、NVIC、CodeGenerator的设置同参考文章1。        

3、FSMC

        开发板上使用Bank 1子区3连接外部SRAM,所以对NOR Flash/PSRAM/SRAM/ROM/LCD 3进行配置。

（1） 模式设置

• Chip Select设置为NE3，也就是使用FSMC_NE3作为SRAM芯片的片选信号。
• Memory type设置为SRAM。
• Address设置为19bits，因为用到了FSMC_A0至FSMC_A18共19根地址线。
• Data设置为16bits，因为使用了16位数据线。
• Wait设置为Disable。Wait是PSRAM芯片发给FSMC的等待输入信号，本示例电路中IS62WV51216芯片没有这个输出信号。
• Byte enable需要勾选，表示允许字节访问。允许字节访问时，将通过芯片的UB和LB信号控制访问高位字节和低位字节。

        这样设置后，在引脚视图上将自动标出使用的各FSMC引脚。其中，FSMC_D0至FSMC_D15是LCD和SRAM共用的16位数据线，FSMC_NOE和FSMC_NWE是共用的控制信号线。

        FSMC_NE3用于SRAM片选。FSMC_NBL1和FSMC_NBL0是SRAM的高低字节选择信号。        

        FSMC_A0至FSMC_A18共19根地址线的GPIO引脚分配如下图，自动分配的GPIO引脚与实际电路的引脚是一致的，所以无须更改。

  /** FSMC GPIO ConfigurationPF0   ------> FSMC_A0PF1   ------> FSMC_A1PF2   ------> FSMC_A2PF3   ------> FSMC_A3PF4   ------> FSMC_A4PF5   ------> FSMC_A5PF12   ------> FSMC_A6PF13   ------> FSMC_A7PF14   ------> FSMC_A8PF15   ------> FSMC_A9PG0   ------> FSMC_A10PG1   ------> FSMC_A11PE7   ------> FSMC_D4PE8   ------> FSMC_D5PE9   ------> FSMC_D6PE10   ------> FSMC_D7PE11   ------> FSMC_D8PE12   ------> FSMC_D9PE13   ------> FSMC_D10PE14   ------> FSMC_D11PE15   ------> FSMC_D12PD8   ------> FSMC_D13PD9   ------> FSMC_D14PD10   ------> FSMC_D15PD11   ------> FSMC_A16PD12   ------> FSMC_A17PD13   ------> FSMC_A18PD14   ------> FSMC_D0PD15   ------> FSMC_D1PG2   ------> FSMC_A12PG3   ------> FSMC_A13PG4   ------> FSMC_A14PG5   ------> FSMC_A15PD0   ------> FSMC_D2PD1   ------> FSMC_D3PD4   ------> FSMC_NOEPD5   ------> FSMC_NWEPG10   ------> FSMC_NE3PE0   ------> FSMC_NBL0PE1   ------> FSMC_NBL1*//* GPIO_InitStruct */

（2） Bank 1子区3参数设置

        在模式设置中启用Bank 1子区3之后，在参数设置部分会出现NOR/PSRAM3参数设置页面，在这个页面设置SRAM的控制和时序参数。

1) NOR/PSRAM control组，子区控制参数

• Memory type只能选择SRAM，因为在模式配置部分已设置为SRAM。
• Bank只能选择为Bank 1 NOR/PSRAM3,是与模式设置部分对应的。
• Write operation设置为Enabled,表示允许写操作。
• Extended mode设置为Disabled。FSMC自动使用模式A对SRAM进行操作。SRAM的读操作和写操作的速度基本相同，所以读写操作可以使用相同的时序参数，无须使用扩展模式单独设置读时序和写时序。

2) NOR/PSRAM timing组，读写操作时序参数

• Address setup time in HCLK clock cycles，即地址建立时间参数ADDSET，设置范围为0～15，设置为0即可。
• Data setup time in HCLK clock cycles，即数据建立时间参数DATAST，设置范围为1~255，设置为8。
• Bus turn around time in HCLK clock cycles，总线翻转时间，设置范围为0～15，设置为0即可。

3) DMA 

        FSMC参数设置部分没有DMA设置页面，但是SRAM的HAL驱动程序中有DMA方式进行数据读写的函数，其DMA方式的设置与其他外设稍有不同的。 

三、软件设计 

1、KEYLED

        本例的项目中要使用KEYLED，其中的keyled.c和keyled.h的使用方法与参考文章1相同。

2、fsmc.h、fsmc.c

         IDE自动生成。

3、main.h

/* USER CODE BEGIN Private defines */
void SRAM_WriteByFunc();
void SRAM_ReadByFunc();
void SRAM_WriteByPointer();
void SRAM_ReadByPointer();
/* USER CODE END Private defines */

4、main.c

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "keyled.h"
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PD */
// SRAM的容量不同，该处的定义就不同,更改SRAM就得修改此处的定义
#define SRAM_ADDR_BEGIN	 0x68000000UL //Bank1子区3的SRAM起始地址
#define SRAM_ADDR_HALF	 0x6801FFFFUL //SRAM容量256K*16bit，中间地址128K字节
#define SRAM_ADDR_END	 0x6803FFFFUL //SRAM容量256K*16bit，结束地址512K字节
//#define SRAM_ADDR_HALF 0x68080000UL //SRAM容量512K*16bit，中间地址512K字节
//#define SRAM_ADDR_END	 0x680FFFFFUL //SRAM容量512K*16bit，结束地址1024K字节
/* USER CODE END PD */

/* USER CODE BEGIN 2 */printf("Demo19_1_FSMC: External SRAM\r\n");printf("Read/Write SRAM by polling\r\n");//显示菜单printf("[S2]KeyUp   = Write by HAL functions.\r\n");printf("[S3]KeyDown = Read by HAL functions.\r\n");printf("[S4]KeyLeft = Write by pointer.\r\n");printf("[S5]KeyRight= Read by pointer.\r\n");// MCU output low level LED light is onLED1_OFF();LED2_OFF();LED3_OFF();LED4_OFF();/* USER CODE END 2 */

/* USER CODE BEGIN 3 */KEYS curKey=ScanPressedKey(KEY_WAIT_ALWAYS);switch(curKey){case KEY_UP:{SRAM_WriteByFunc();		//Write by HAL functionsLED1_ON();LED2_OFF();LED3_OFF();LED4_OFF();}break;case KEY_DOWN:{SRAM_ReadByFunc();		//Read by HAL functionsLED1_OFF();LED2_ON();LED3_OFF();LED4_OFF();}break;case KEY_LEFT:{SRAM_WriteByPointer();	//Write by pointerLED1_OFF();LED2_OFF();LED3_ON();LED4_OFF();break;}case KEY_RIGHT:{SRAM_ReadByPointer();	//Read by pointerLED1_OFF();LED2_OFF();LED3_OFF();LED4_ON();}default:{LED1_OFF();LED2_OFF();LED3_OFF();LED4_OFF();}}printf("** Reselect menu or reset **\r\n");HAL_Delay(500);				//延时，消除按键抖动}/* USER CODE END 3 */

/* USER CODE BEGIN 4 */
/* 用HAL函数写入数据 */
void SRAM_WriteByFunc()
{
//1. 写入字符串uint32_t *pAddr = (uint32_t *)(SRAM_ADDR_BEGIN);	//给指针赋值uint8_t strIn[] = "Test FSMC";uint16_t dataLen = sizeof(strIn); //数据长度，字节数，包括最后的结束符'\0'if (HAL_SRAM_Write_8b(&hsram3,pAddr,strIn,dataLen) == HAL_OK){printf("Write string at %p = %s\r\n",pAddr,strIn);}//2. 写入1个随机数uint32_t num = 0;pAddr=(uint32_t *)(SRAM_ADDR_BEGIN+256);	//指针重新赋值HAL_RNG_GenerateRandomNumber(&hrng, &num);	//产生32位随机数if (HAL_SRAM_Write_32b(&hsram3, pAddr, &num, 1) == HAL_OK){printf("Write 32b number at %p = %lx\r\n",pAddr,num);//十六进制显示,显示前缀0x}
}/* 用HAL函数读取数据 */
void SRAM_ReadByFunc()
{
//1. 读取字符串uint32_t *pAddr = (uint32_t *)(SRAM_ADDR_BEGIN);	//给指针赋值uint8_t	strOut[30];uint16_t dataLen = 30;if (HAL_SRAM_Read_8b(&hsram3,pAddr,strOut,dataLen) == HAL_OK){printf("Read string at %p = %s\r\n",pAddr,strOut);//显示自动以'\0'结束}//2. 读取1个uint32_t类型的数uint32_t num = 0;pAddr=(uint32_t *)(SRAM_ADDR_BEGIN+256);	//指针重新赋值指向1个新的地址if (HAL_SRAM_Read_32b(&hsram3, pAddr, &num, 1) == HAL_OK){printf("Read 32b number at %p = %lx\r\n",pAddr,num);}
}/* 直接通过指针写数据 */
void SRAM_WriteByPointer()
{printf("Write five uint16_t numbers.\r\n");printf("start from 0x6801 FFFF.\r\n");uint16_t num = 100;uint16_t *pAddr_16b = (uint16_t *)(SRAM_ADDR_HALF);	//uint16_t 类型数据指针for(uint8_t i=0;i<5;i++) //连续写入5个16位整数{num += 3;*pAddr_16b = num;	//直接向指针所指的地址写入数据pAddr_16b ++;		//++1次，地址+2, 因为是uint16_t类型printf("The data of Add %p = %d\r\n",pAddr_16b,num);}
}/* 直接通过指针读取数据 */
void SRAM_ReadByPointer()
{printf("Read five uint16_t numbers.\r\n");printf("start from 0x6801 FFFF.\r\n");uint16_t num = 0;uint16_t *pAddr_16b = (uint16_t *)(SRAM_ADDR_HALF); //uint16_t 类型数据指针for(uint8_t i=0; i<5; i++){num = *pAddr_16b;	//直接从指针所指的地址读数pAddr_16b ++;		//++1次，地址+2, 因为是uint16_t类型printf("The data of Add %p = %d\r\n",pAddr_16b,num);}
}//串口打印
int __io_putchar(int ch)
{HAL_UART_Transmit(&huart6,(uint8_t*)&ch,1,0xFFFF);return ch;
}
/* USER CODE END 4 */

        使用HAL函数读写外部SRAM的数据，就是使用参考文章2中的函数读写SRAM的数据。给这些函数传递的SRAM目标地址必须是uint32_t类型指针，如下所示：

uint32_t *pAddr = (uint32_t*)(SRAM_ADDR_BEGIN);	//给指针赋值
pAddr = (uint32_t*)(SRAM_ADDR_BEGIN+256);		//指针重新赋值，指向新的地址

        而在使用指针直接访问SRAM时，指针类型需要与实际访问的数据类型一致，例如，访问的数据是uint16_t类型，就应该定义如下的指针：

uint16_t *pAddr_16b = (uint16_t*)(SRAM_ADDR_HALE);	//uint16_t类型数据指针

四、下载运行 

        测试过程中发现一个有趣的现象，当num的值增加到超过1024以后，num值会被置0，余数仍然有效，比如某一时刻，num=1023，++3，新的num=2。然后从2开始自增下去直到再次超过1024。这可能是一个BUG，也可能是哪一处设置的不对，请感兴趣的网友，把解决办法贴上来。

        还发现一个BUG，写进SRAM的数据再次读出来，不一定一样。