前面三篇實(shí)驗(yàn)我們分別用GPIO模擬和串行方式把LCD點(diǎn)亮了但有個(gè)問(wèn)題始終讓人心里不踏實(shí)——刷屏太慢。畫(huà)一張240×320的純色圖肉眼能看見(jiàn)刷新過(guò)程像老式電視機(jī)的滾屏稍微做點(diǎn)動(dòng)畫(huà)基本沒(méi)法看。所以這一篇我決定上FSMC把LCD當(dāng)成一塊掛在總線上的內(nèi)存一條賦值語(yǔ)句就是一次并口寫(xiě)入。這篇主要記錄FSMC驅(qū)動(dòng)LCD的思路、關(guān)鍵配置、代碼骨架還有幾個(gè)讓我折騰到半夜的坑。如果你也卡在GPIO刷屏太慢這一步這篇應(yīng)該能幫上忙。1. 為什么第四篇一定要上FSMC先從性能賬講起1.1 GPIO模擬方式的時(shí)間到底浪費(fèi)在哪GPIO模擬并口的思路很直接把LCD的D0~D15接到單片機(jī)的16個(gè)普通IO然后用程序控制電平先拉低片選設(shè)置RS表示當(dāng)前是命令還是數(shù)據(jù)再把16個(gè)引腳的電平逐位設(shè)置最后拉低再拉高寫(xiě)信號(hào)WR完成一次寫(xiě)入。這里面每一步都有時(shí)間開(kāi)銷。設(shè)置一個(gè)引腳電平哪怕用寄存器直接操作也要幾條指令16個(gè)引腳的電平得一輪一輪地敲再加上為了滿足LCD控制器的建立時(shí)間、保持時(shí)間往往還得插入幾個(gè)空循環(huán)延時(shí)。算下來(lái)一次16位寫(xiě)入大概要1~5微秒具體看優(yōu)化水平和有沒(méi)有用延時(shí)。刷一屏240×320的RGB565畫(huà)面數(shù)據(jù)量是240×320×2153600字節(jié)按每次寫(xiě)2字節(jié)算大約要76800次寫(xiě)操作。就算每次寫(xiě)壓縮到2微秒一屏也要150毫秒以上。這個(gè)速度放在靜態(tài)圖片上還能忍放到動(dòng)畫(huà)上就是災(zāi)難——一秒鐘最多六七幀而且CPU全程被占死什么都干不了。1.2 FSMC的總線式寫(xiě)入和內(nèi)存映射思想FSMC的全稱是靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器它天生就是用來(lái)和SRAM、NOR Flash這類并行存儲(chǔ)器打交道的。它的核心思想是把外部設(shè)備映射到單片機(jī)的地址空間里。這么說(shuō)吧普通GPIO方式是你自己一個(gè)人搬磚一塊一塊搬FSMC方式是你修了一條傳送帶把磚放到傳送帶入口機(jī)器自動(dòng)把磚送到指定位置。你不需要關(guān)心傳送帶的每一個(gè)輪子怎么轉(zhuǎn)只需要告訴它這一批磚放哪兒。具體到操作就是往某個(gè)內(nèi)存地址寫(xiě)一個(gè)值。FSMC外設(shè)會(huì)自動(dòng)把這次寫(xiě)操作翻譯成一套完整的并口時(shí)序地址建立、片選拉低、寫(xiě)信號(hào)拉低、數(shù)據(jù)鎖存、寫(xiě)信號(hào)拉高、片選拉高。你的程序里只看到一條賦值語(yǔ)句而波形層面已經(jīng)完成了一次標(biāo)準(zhǔn)的LCD并口寫(xiě)周期。這種內(nèi)存映射的思路是FSMC最值錢的地方也是后面所有配置的出發(fā)點(diǎn)。如果你能理解寫(xiě)外部設(shè)備寫(xiě)內(nèi)存地址FSMC就學(xué)會(huì)了一半。1.3 性能賬對(duì)比一屏數(shù)據(jù)兩種方式的量級(jí)差距我把兩種方式的耗時(shí)做了個(gè)粗略對(duì)比前提是72MHz主頻方式單次16位寫(xiě)入時(shí)間刷一屏240×320耗時(shí)光算GPIO模擬延時(shí)約2微秒約150毫秒FSMCDATAST9約0.17微秒約13毫秒FSMCDATAST3約0.08微秒約7毫秒注意這里光算的是數(shù)據(jù)搬運(yùn)時(shí)間沒(méi)算循環(huán)指令本身的開(kāi)銷但趨勢(shì)已經(jīng)很明顯FSMC方式比GPIO方式快了至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。而且關(guān)鍵的一點(diǎn)是FSMC寫(xiě)入過(guò)程中CPU只要發(fā)起一次寫(xiě)操作剩下的事情由硬件完成CPU負(fù)載大大降低。對(duì)于想要做GUI、做簡(jiǎn)單動(dòng)畫(huà)、甚至雙緩沖的應(yīng)用這個(gè)差距就是能用和不能用的區(qū)別。2. FSMC與LCD的硬件連接和地址映射A0這根線是靈魂2.1 引腳分配數(shù)據(jù)線、控制線、地址線怎么接FSMC驅(qū)動(dòng)LCD的硬件連接有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)套路。以STM32F103ZET6這類大容量型號(hào)為例FSMC的引腳分布大致是數(shù)據(jù)線PD0~PD15對(duì)應(yīng)D0~D15PE7~PE15也有一部分?jǐn)?shù)據(jù)線具體看你板子上的引出情況寫(xiě)使能PD5對(duì)應(yīng)FSMC_NWE接LCD的WR腳讀使能PD4對(duì)應(yīng)FSMC_NOE接LCD的RD腳片選PD7對(duì)應(yīng)FSMC_NE1接LCD的CS腳地址線我常用FSMC_A0即PD11接LCD的RS腳有的模塊叫DC腳RESET隨便用一個(gè)普通GPIO比如PB0背光普通GPIO控制或直接接3.3V串限流電阻這里有一個(gè)高頻疑問(wèn)為什么RS不直接用一個(gè)普通GPIO非要接FSMC地址線原因很簡(jiǎn)單——如果用普通GPIO控制RS那么每次寫(xiě)命令和寫(xiě)數(shù)據(jù)之前都要先操作一次GPIO來(lái)切換RS狀態(tài)這又回到了用軟件做每一件事的套路FSMC的硬件自動(dòng)時(shí)序優(yōu)勢(shì)就沒(méi)了。把RS接到地址線A0上就可以通過(guò)不同的內(nèi)存地址來(lái)區(qū)分命令和數(shù)據(jù)。寫(xiě)命令時(shí)訪問(wèn)地址0寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)訪問(wèn)地址2。同一個(gè)片選、同一套數(shù)據(jù)線、同一條寫(xiě)信號(hào)線只需要換一個(gè)地址FSMC就會(huì)在時(shí)序里自動(dòng)拉高或拉低RS完全不需要軟件干預(yù)。2.2 16位總線下命令和數(shù)據(jù)靠地址怎么區(qū)分這里有個(gè)細(xì)節(jié)必須掰扯清楚FSMC的數(shù)據(jù)寬度設(shè)為16位時(shí)內(nèi)部地址和外部地址的映射關(guān)系不是一一對(duì)應(yīng)的。16位模式下存儲(chǔ)是以半字2字節(jié)為單位的所以內(nèi)部地址線HADDR從第1位開(kāi)始映射到外部地址線A0內(nèi)部HADDR的第0位不直接輸出到管腳。換句話說(shuō)你在程序里寫(xiě)的地址偏移2對(duì)應(yīng)的外部A0才會(huì)變化1。所以當(dāng)RS接A0時(shí)寫(xiě)命令地址0x60000000外部A0拉低RS0寫(xiě)數(shù)據(jù)地址0x60000002外部A0拉高RS1理解了這一層你就不會(huì)犯數(shù)據(jù)地址應(yīng)該是0x60000001這種錯(cuò)誤。有人拿著8位并口LCD的接線習(xí)慣來(lái)套16位總線結(jié)果RS永遠(yuǎn)沒(méi)切換過(guò)屏幕白屏或者亂碼查半天都查不到點(diǎn)上。如果把RS接在A6這類更高位的地址線上那么命令和數(shù)據(jù)地址的差值就不是2而是64或者更大。這完全合法只是地址宏的定義要跟著改。我見(jiàn)過(guò)一些例程把RS接在A16上本質(zhì)上和接A0沒(méi)有區(qū)別只是為了避開(kāi)某些和調(diào)試端口沖突的引腳。2.3 為什么基址是0x60000000而不是別的地址這個(gè)問(wèn)題的答案要從FSMC的存儲(chǔ)區(qū)劃分說(shuō)起。FSMC對(duì)外部設(shè)備的尋址空間分成多個(gè)Bank其中Bank1專門給NOR Flash和PSRAM這類設(shè)備用起始地址就是0x60000000。Bank1內(nèi)部又分了4個(gè)子區(qū)每個(gè)子區(qū)64MB分別對(duì)應(yīng)NE1到NE4四個(gè)片選引腳子區(qū)地址范圍片選信號(hào)Bank1區(qū)10x60000000~0x63FFFFFFNE1Bank1區(qū)20x64000000~0x67FFFFFFNE2Bank1區(qū)30x68000000~0x6BFFFFFFNE3Bank1區(qū)40x6C000000~0x6FFFFFFFNE4LCD的CS接在NE1上所以它的基址就是0x60000000。程序中對(duì)這個(gè)地址的訪問(wèn)會(huì)映射到一次對(duì)NE1所連外設(shè)的讀寫(xiě)操作。這個(gè)映射關(guān)系是芯片設(shè)計(jì)好的不用也不能修改你只能選擇用哪個(gè)子區(qū)。有的板子LCD的CS接的是NE4那基址就是0x6C000000對(duì)應(yīng)的代碼也要改。所以拿到一塊新板子第一件事就是對(duì)著原理圖查CS腳接的是NE幾再確定基址不要想當(dāng)然。3. 時(shí)序參數(shù)與HAL庫(kù)配置填結(jié)構(gòu)體之前先讀懂時(shí)序圖3.1 LCD控制器的寫(xiě)周期到底要求什么FSMC初始化時(shí)序參數(shù)之前必須先弄清楚LCD控制器本身的時(shí)序要求。以常見(jiàn)的ILI9341這類RGB565接口控制器為例寫(xiě)周期的大致要求是寫(xiě)周期時(shí)間WC最低約100納秒地址建立時(shí)間最低約15納秒數(shù)據(jù)建立時(shí)間最低約15納秒地址保持時(shí)間最低約10納秒這些數(shù)字是控制器芯片手冊(cè)里的典型值。如果你的FSMC時(shí)序比這個(gè)快LCD控制器來(lái)不及鎖存數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)花屏、顏色錯(cuò)亂、寫(xiě)寄存器無(wú)效等問(wèn)題如果太慢雖然穩(wěn)定但性能上不去。所以配置的思路是先算出一份肯定能點(diǎn)亮的寬松時(shí)序跑通之后再去壓緊找到一個(gè)不花屏的最快速度。千萬(wàn)別上來(lái)就把時(shí)序往死里壓否則屏幕不亮的時(shí)候你根本分不清是接線問(wèn)題、配置問(wèn)題還是時(shí)序問(wèn)題。3.2 FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef 各字段與HCLK的關(guān)系HAL庫(kù)中配置FSMC異步訪問(wèn)時(shí)序核心是一個(gè)結(jié)構(gòu)體里面的字段最終會(huì)寫(xiě)入FSMC的時(shí)序寄存器。所有時(shí)間都是以HCLK周期為基本單位來(lái)?yè)Q算的。HCLK周期很好算72MHz主頻下一個(gè)時(shí)鐘周期是1/72MHz≈13.9納秒。如果你是其他頻率先算出這個(gè)周期再照下面的公式套。關(guān)鍵字段如下AddressSetupTime地址建立時(shí)間對(duì)應(yīng)ADDSET字段。實(shí)際的建立時(shí)間為(ADDSET1)個(gè)HCLK周期所以ADDSET1時(shí)就是2×13.9≈27.8納秒。AddressHoldTime地址保持時(shí)間對(duì)應(yīng)ADDHOLD字段。這個(gè)參數(shù)主要影響讀操作寫(xiě)操作模式A中基本用不上。DataSetupTime數(shù)據(jù)建立時(shí)間對(duì)應(yīng)DATAST字段。這是影響寫(xiě)速度的主要參數(shù)。實(shí)際時(shí)間為(DATAST1)個(gè)HCLK周期。BusTurnAroundDuration總線周轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)應(yīng)BUSTURN字段。用于讀寫(xiě)切換時(shí)數(shù)據(jù)總線的方向切換等待。AccessMode訪問(wèn)模式配置為FSMC_ACCESS_MODE_A。這是異步SRAM最常用的模式時(shí)序結(jié)構(gòu)是地址建立、數(shù)據(jù)建立、地址保持非常適合LCD。要特別注意的是使能擴(kuò)展模式ExtendedMode之后讀寫(xiě)時(shí)序可以分別配置但同時(shí)要多費(fèi)一個(gè)時(shí)序結(jié)構(gòu)體。如果沒(méi)把握建議先關(guān)掉擴(kuò)展模式用同一套時(shí)序跑通再說(shuō)。3.3 一份最小可跑的初始化配置及計(jì)算過(guò)程下面是我在72MHz的STM32F103上驗(yàn)證過(guò)的一份FSMC初始化配置思路是先算好再填參數(shù)不是瞎填。先看控制器手冊(cè)寫(xiě)周期需要100納秒地址建立需要15納秒。我用HCLK72MHz計(jì)算地址建立ADDSET至少滿足15納秒選ADDSET1實(shí)際建立時(shí)間2個(gè)HCLK約27.8納秒滿足數(shù)據(jù)建立DATAST至少滿足15納秒同時(shí)整個(gè)寫(xiě)周期要滿足100納秒。選DATAST9數(shù)據(jù)建立時(shí)間10個(gè)HCLK約139納秒。整個(gè)寫(xiě)周期大約是(ADDSET1DATAST1)個(gè)HCLK即12×13.9≈167納秒滿足100納秒要求余量很足地址保持先選ADDHOLD1具體數(shù)值對(duì)寫(xiě)時(shí)序影響不大讀時(shí)序才有明顯影響總線周轉(zhuǎn)BUSTURN先填0跑通后再調(diào)對(duì)應(yīng)HAL庫(kù)代碼如下#include stm32f1xx_hal.h static SRAM_HandleTypeDef h_sram; static FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef timing; void FSMC_LCD_Init(void) { __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE(); // GPIO初始化這里只是示意實(shí)際上要把用到的FSMC引腳全部配成復(fù)用推挽輸出 // 以PD4/PD5/PD7/PD11/PD0-PD15等為例 GPIO_InitTypeDef gpio {0}; __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); gpio.Mode GPIO_MODE_AF_PP; gpio.Pull GPIO_NOPULL; gpio.Speed GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; gpio.Pin GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15; HAL_GPIO_Init(GPIOD, gpio); // 其他引腳根據(jù)板子原理圖自行補(bǔ)充不同板子引出的FSMC引腳可能不同 timing.AddressSetupTime 1; // ADDSET timing.AddressHoldTime 1; // ADDHOLD timing.DataSetupTime 9; // DATAST timing.BusTurnAroundDuration 0; timing.ClockDivision 0; timing.DataLatency 0; timing.AccessMode FSMC_ACCESS_MODE_A; h_sram.Instance FSMC_Bank1; h_sram.Extended FSMC_Bank1_E; h_sram.Init.DataAddressMux FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE; h_sram.Init.MemoryType FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM; h_sram.Init.MemoryDataWidth FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16; h_sram.Init.BurstAccessMode FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE; h_sram.Init.WaitSignalPolarity FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; h_sram.Init.WrapMode FSMC_WRAP_MODE_DISABLE; h_sram.Init.WaitSignalActive FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS; h_sram.Init.WriteOperation FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE; h_sram.Init.WaitSignal FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE; h_sram.Init.ExtendedMode FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE; h_sram.Init.AsynchronousWait FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE; h_sram.Init.WriteBurst FSMC_WRITE_BURST_DISABLE; h_sram.Init.ContinuousClock FSMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; h_sram.Init.WriteFifo FSMC_WRITE_FIFO_DISABLE; h_sram.Init.PageSize FSMC_PAGE_SIZE_NONE; if (HAL_SRAM_Init(h_sram, timing, NULL) ! HAL_OK) { // 初始化失敗多半是GPIO沒(méi)有配對(duì)或者HAL版本不對(duì) while (1); } }跑通之后再嘗試壓縮DATAST。我實(shí)測(cè)這塊控制器在DATAST3時(shí)也能正常顯示速度能再上一個(gè)臺(tái)階但再往下壓就會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)性花屏。所以穩(wěn)妥起見(jiàn)正式項(xiàng)目我會(huì)在最快速度和穩(wěn)定性之間找個(gè)中間值。4. LCD驅(qū)動(dòng)的命令/數(shù)據(jù)基礎(chǔ)函數(shù)與初始化序列4.1 用宏定義命令/數(shù)據(jù)地址FSMC初始化完成之后LCD就掛在地址空間上了。接下來(lái)定義兩個(gè)地址宏一個(gè)指向命令地址一個(gè)指向數(shù)據(jù)地址#define LCD_BASE_ADDR ((uint32_t)0x60000000) #define LCD_REG_ADDR (*(volatile uint16_t *)(LCD_BASE_ADDR 0x00)) #define LCD_RAM_ADDR (*(volatile uint16_t *)(LCD_BASE_ADDR 0x02))為什么數(shù)據(jù)地址是0x02而不是0x01前面已經(jīng)解釋過(guò)了16位總線模式下外部地址線A0對(duì)應(yīng)內(nèi)部地址的第1位所以命令/數(shù)據(jù)的地址間隔是2。有了這兩個(gè)宏寫(xiě)命令和寫(xiě)數(shù)據(jù)就變成了兩條簡(jiǎn)單的函數(shù)static inline void LCD_WriteCmd(uint16_t cmd) { LCD_REG_ADDR cmd; } static inline void LCD_WriteData(uint16_t data) { LCD_RAM_ADDR data; }注意這里我用的是static inline因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)會(huì)被調(diào)用幾十萬(wàn)次如果寫(xiě)成普通函數(shù)每次調(diào)用都有壓棧出棧的開(kāi)銷刷屏性能會(huì)有明顯損失。內(nèi)聯(lián)之后編譯器會(huì)把賦值語(yǔ)句直接展開(kāi)在調(diào)用處刷屏效率高不少。4.2 復(fù)位與初始化序列以常見(jiàn)控制器為例LCD控制器上電之后第一步不是發(fā)初始化命令而是先做硬件復(fù)位。我的標(biāo)準(zhǔn)操作是用一個(gè)普通GPIO控制LCD的RES腳拉低至少10微秒然后拉高再延時(shí)120毫秒等控制器內(nèi)部電源穩(wěn)定。void LCD_HardReset(void) { HAL_GPIO_WritePin(RESET_GPIO_Port, RESET_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(20); HAL_GPIO_WritePin(RESET_GPIO_Port, RESET_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(120); }有些模塊的RES腳直接接到了電源上只靠上電RC復(fù)位這種設(shè)計(jì)不太可靠經(jīng)常出現(xiàn)上電白屏、要重新上電才能顯示的毛病。如果你遇到這種板子建議飛線把RES引到GPIO上。復(fù)位完成后發(fā)基礎(chǔ)的初始化命令序列。以ILI9341這類控制器為例最簡(jiǎn)流程如下void LCD_InitSequence(void) { LCD_WriteCmd(0x01); // 軟件復(fù)位 HAL_Delay(120); LCD_WriteCmd(0x11); // 退出睡眠模式 HAL_Delay(120); LCD_WriteCmd(0x36); // 顯存訪問(wèn)控制 LCD_WriteData(0x48); // BGR1, 豎屏方向 LCD_WriteCmd(0x3A); // 像素格式 LCD_WriteData(0x55); // RGB565 LCD_WriteCmd(0x29); // 開(kāi)顯示 }這個(gè)序列只做最基礎(chǔ)的顯示配置能點(diǎn)亮、能刷色塊但如果你發(fā)現(xiàn)顏色發(fā)白、偏色嚴(yán)重多半是功率控制寄存器、gamma校正等沒(méi)配置。再對(duì)照控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)把0xC0、0xC1、0xC5、0x36后面的參數(shù)補(bǔ)上顏色才會(huì)正常。初始化完了就可以設(shè)置顯示窗口然后填充像素?cái)?shù)據(jù)void LCD_SetWindow(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1) { LCD_WriteCmd(0x2A); LCD_WriteData(x0 8); LCD_WriteData(x0 0xFF); LCD_WriteData(x1 8); LCD_WriteData(x1 0xFF); LCD_WriteCmd(0x2B); LCD_WriteData(y0 8); LCD_WriteData(y0 0xFF); LCD_WriteData(y1 8); LCD_WriteData(y1 0xFF); LCD_WriteCmd(0x2C); // 寫(xiě)GRAM } void LCD_FillColor(uint32_t pixel_count, uint16_t color) { volatile uint16_t *lcd_ram (volatile uint16_t *)0x60000002; for (uint32_t i 0; i pixel_count; i) { *lcd_ram color; } }4.3 刷屏速度實(shí)測(cè)上面代碼跑起來(lái)我用邏輯分析儀看了一眼寫(xiě)信號(hào)NWE的波形確認(rèn)DATAST9時(shí)一次寫(xiě)周期大約165納秒和理論計(jì)算吻合。實(shí)測(cè)填充一屏240×320加上開(kāi)窗和循環(huán)開(kāi)銷大約18毫秒。這個(gè)速度下做簡(jiǎn)單的菜單切換、動(dòng)畫(huà)已經(jīng)非常順滑了。再激進(jìn)一點(diǎn)把DATAST改成3一次寫(xiě)周期壓到約80納秒整屏填充約9毫秒。但我發(fā)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間刷屏?xí)r偶發(fā)出現(xiàn)個(gè)別像素顏色錯(cuò)的瑕疵后來(lái)又調(diào)回了DATAST4勉強(qiáng)穩(wěn)定最終我選擇DATAST4作為刷屏性能和穩(wěn)定性的折中。這里我的建議是如果要做產(chǎn)品不要追求極限留出30%以上的時(shí)序余量換來(lái)的穩(wěn)定性比那幾毫秒值得多。5. 踩坑實(shí)錄花屏、白屏、讀ID失敗的完整排查5.1 花屏不是FSMC太快是地址宏寫(xiě)錯(cuò)了有一回我把初始化命令都發(fā)完了屏幕能亮但顯示出來(lái)的內(nèi)容完全是亂的像雪花一樣。一開(kāi)始我懷疑時(shí)序太快把DATAST調(diào)到15更慢了還是花屏。后來(lái)靜下心來(lái)看宏定義才發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)地址寫(xiě)成了0x60000001。這個(gè)問(wèn)題就是典型的16位總線下A0映射理解不到位。0x60000001在16位模式下訪問(wèn)本質(zhì)還是同一個(gè)半字單元并沒(méi)有讓外部A0拉高所以RS一直保持在低電平所有寫(xiě)數(shù)據(jù)的操作全被LCD控制器當(dāng)成寫(xiě)命令來(lái)處理畫(huà)面當(dāng)然全亂。排查花了半小時(shí)改一個(gè)宏就解決了。之后我養(yǎng)成了一個(gè)習(xí)慣拿FSMC驅(qū)動(dòng)任何并口設(shè)備先把電阻表量一下RS和A0之間的通路再對(duì)著芯片手冊(cè)確認(rèn)地址映射最后才上電調(diào)試。5.2 白屏復(fù)位、背光、供電三板斧白屏是FSMC驅(qū)動(dòng)LCD最常碰到的現(xiàn)象而且原因五花八門。我總結(jié)了一套排查順序按概率從高到低排第一看復(fù)位。用示波器量RES腳如果上電后沒(méi)有出現(xiàn)一個(gè)明顯的低電平然后拉高的波形或者干脆一直是低那控制器就沒(méi)起來(lái)。很多模塊復(fù)位腳懸空或者直連電源就會(huì)出現(xiàn)第一次上電白屏、手動(dòng)復(fù)位才正常。解決辦法就是改成GPIO控制復(fù)位。第二看片選和寫(xiě)信號(hào)有沒(méi)有真正產(chǎn)生波形。在初始化代碼里添加一個(gè)臨時(shí)GPIO翻轉(zhuǎn)點(diǎn)初始化前把某個(gè)引腳拉高初始化后拉低再用示波器在LCD的CS腳和WR腳附近測(cè)量。如果CS腳有波形而WR腳沒(méi)有查FSMC_NWE的GPIO復(fù)用配置是否錯(cuò)配到了別的功能上。第三看供電電壓紋波。LCD控制器工作電流不大但如果和電機(jī)、繼電器共用電源上電瞬間電壓跌落會(huì)導(dǎo)致控制器啟動(dòng)異常。我用了一個(gè)獨(dú)立LDO給LCD供電之后這類問(wèn)題基本沒(méi)再出現(xiàn)過(guò)。5.3 讀ID失敗讀時(shí)序的三個(gè)隱藏參數(shù)FSMC驅(qū)動(dòng)LCD寫(xiě)操作一般都能正常跑通但讀操作經(jīng)常出問(wèn)題。讀ID讀回來(lái)的數(shù)據(jù)要么是0xFFFF要么是0x0000。如果你也遇到這種問(wèn)題不要急著懷疑芯片壞了先檢查三件事。第一件讀GRAM之前要做一次啞讀。很多LCD控制器在發(fā)完讀命令之后第一次讀出來(lái)的數(shù)據(jù)是無(wú)效的必須再讀一次才是有效數(shù)據(jù)。代碼里讀數(shù)據(jù)之前先隨便讀一次丟棄掉。uint16_t LCD_ReadData(void) { // 先空讀一次丟棄無(wú)效數(shù)據(jù) (void)(*(volatile uint16_t *)0x60000002); return *(volatile uint16_t *)0x60000002; }第二件把ADDHOLD調(diào)大。讀時(shí)序和寫(xiě)時(shí)序不同讀操作需要地址保持時(shí)間尤其是RS切換之后地址線不能立刻變化。我實(shí)測(cè)有些LCD控制器需要ADDHOLD2到3才能穩(wěn)定讀回?cái)?shù)據(jù)默認(rèn)的1不夠。第三件把BUSTURN從0調(diào)到2試試。這個(gè)參數(shù)影響讀寫(xiě)切換時(shí)數(shù)據(jù)總線的方向轉(zhuǎn)換時(shí)間。如果總線上同時(shí)掛了多個(gè)外設(shè)或者走線較長(zhǎng)導(dǎo)致信號(hào)反射明顯BUSTURN不足就會(huì)出現(xiàn)讀錯(cuò)數(shù)據(jù)。我自己的配置最后是ADDSET2、DATAST10、ADDHOLD3、BUSTURN2讀ID一次成功讀回來(lái)的值和控制器手冊(cè)對(duì)得上。順帶說(shuō)一句如果你讀回來(lái)的ID不是預(yù)期值先查一下你的屏到底是什么控制器?，F(xiàn)在市面上很多屏雖然是同一種引腳定義但內(nèi)部控制器五花八門讀ID的命令都不一樣。我遇到過(guò)讀出來(lái)是0x1010的查手冊(cè)才發(fā)現(xiàn)是另一種控制器初始化序列完全不同。6. FSMC還能拿來(lái)做什么同一條總線的其他玩法6.1 外部SRAM擴(kuò)展寫(xiě)完LCD實(shí)驗(yàn)之后FSMC這條總線的潛力其實(shí)才展示了一點(diǎn)。FSMC的標(biāo)準(zhǔn)用途是接SRAM這和接LCD的配置幾乎一模一樣區(qū)別只在于SRAM沒(méi)有RS腳也不需要命令/數(shù)據(jù)地址區(qū)分。把一片16位SRAM掛在NE1上之后它映射到0x60000000起始的1MB地址空間。你可以定義一個(gè)指針指向這片區(qū)域直接當(dāng)普通數(shù)組用volatile uint16_t *external_sram_base (volatile uint16_t *)0x60000000; void SRAM_Test(void) { external_sram_base[0] 0x1234; external_sram_base[1] 0xABCD; // 讀取回來(lái)校驗(yàn)是否一致 }這個(gè)能力在做大緩沖區(qū)的時(shí)候極其好用比如音頻采樣緩存、圖像雙緩沖、GUI的幀緩沖都可以放到外部SRAM里。我在一個(gè)波形采集項(xiàng)目里就是用FSMC外擴(kuò)了1MB SRAM解決了內(nèi)部RAM不夠用的問(wèn)題。6.2 NOR Flash并行訪問(wèn)FSMC同樣可以接并行NOR Flash。好處是可以像讀內(nèi)存一樣直接讀Flash里的數(shù)據(jù)甚至可以從NOR Flash里執(zhí)行代碼這在XIP場(chǎng)景下非常有用。不過(guò)要注意NOR Flash的寫(xiě)操作不是簡(jiǎn)單的總線寫(xiě)周期需要先發(fā)命令序列。所以讀操作直接用FSMC內(nèi)存映射寫(xiě)操作還是要軟件方式發(fā)送命令、地址、數(shù)據(jù)。我的建議是除非你的應(yīng)用需要大容量、快速隨機(jī)讀取否則并行NOR Flash的性價(jià)比不如SPI NOR Flash畢竟引腳占用差好幾倍。6.3 接FPGA、并口DAC/ADC的思路FSMC還能接一些非存儲(chǔ)類的并行設(shè)備比如并口輸出的高速ADC、并口輸入的DAC、FPGA的寄存器接口。思路和LCD一樣把你需要訪問(wèn)的設(shè)備看作一組寄存器通過(guò)地址線來(lái)選寄存器通過(guò)FSMC的讀寫(xiě)時(shí)序來(lái)交換數(shù)據(jù)。我當(dāng)時(shí)用一個(gè)14位的并口ADC掛在FSMC上通過(guò)改變地址線的值來(lái)切換通道讀數(shù)據(jù)就是一個(gè)內(nèi)存讀取操作非常簡(jiǎn)單。這種做法比GPIO模擬省去了所有的時(shí)序控制而且采集速率直接由FSMC的讀時(shí)序決定非常穩(wěn)定。如果你也在考慮類似方案唯一要留意的是FSMC的寫(xiě)信號(hào)寬度、讀信號(hào)寬度這些時(shí)序參數(shù)需要適配目標(biāo)設(shè)備的時(shí)序要求不同設(shè)備對(duì)建立時(shí)間、保持時(shí)間的要求千差萬(wàn)別拿到設(shè)備手冊(cè)先把時(shí)序圖看明白再填FSMC結(jié)構(gòu)體這是通用流程。最后再分享一個(gè)小技巧每次調(diào)FSMC時(shí)序參數(shù)我都會(huì)把配置函數(shù)獨(dú)立出來(lái)在屏幕上刷一個(gè)純色畫(huà)面然后用邏輯分析儀抓寫(xiě)信號(hào)波形記錄不同參數(shù)組合下的實(shí)際寫(xiě)周期。這樣既能直觀看到參數(shù)變化對(duì)速度的影響也能在后續(xù)排查問(wèn)題時(shí)快速定位是硬件還是配置的問(wèn)題。你要是有興趣可以在這個(gè)基礎(chǔ)上試試把LCD的幀緩沖放到外擴(kuò)SRAM里用FSMC同時(shí)驅(qū)動(dòng)內(nèi)存和屏幕感受一下純硬件刷屏和軟件刷屏一起工作時(shí)那種還是挺明顯的變化。