代码收藏家技术教程 2024-06-28

STM32外扩SRAM实现方法详解—FSMC

实现效果：使用外部SRAM像使用内部RAM一样（1.只需简单的变量定义 2.可像正常变量一样使用指针访问）

使用开发板为正点原子探索者和正点原子例程串口的通讯的例程
这里直接忽略FSMC的讲解，对应讲解内容可看正点原子开发手册TFT屏幕使用那张对FSMC的讲解即可

通过查看探索者原理图可以知道，探索者自带的SRAM被映射到FSMC上的地址0x6800 0000–0x680F FFFF 大小为1M 0x10 0000 （请记住这里的地址和大小后面会用上的）

1如何使编译器，将地址安排到外部SRAM上面去？

这里一keil软件为例，如果使用IAR对应的修改会有不同
这里有两种方法：
第一种直接在工程配置里修改如图
第二种使直接修改链接文件（这里建议在工程同路径下，定义一个.sct后缀的文件，这里我定义的文件为user.sct，并将这个文件配置到工程上面）
取消1处复选框的复选框勾选，并在2处添加刚才定义的文件，并点击编辑，将以下代码复制到这个文件里面即可

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00100000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00100000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
    RW_IRAM2 0x68000000 0x00100000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

此时我们点击编译并查看map文件
这里我们看到，很多全局变量和数组都分配到了外部SRAM对应的地址上了

如果你此时并不能达到这种效果，你可以在你的代码里面自定义一个很大数组，并在程序里面使用一下这个数组（如果不使用这个数组在编译的时候会被优化）

FSMC初始化

如果仅完成了上一步，下载程序并不会出错，只是你的变量的数据全是错的，不能改也不能读。原因就是因为你没有初始化FSMC
FSMC初始化代码如下（使用的是正点原子的SRAM初始化）
这个初始化函数，必须放在执行main函数前运行完，即放在启动文件面执行（这里我是放在了启动文件系统初始化函数（SystemInit）里面完成的）

//SRAM初始化
SRAM_HandleTypeDef SRAM_Handler;    //SRAM句柄
void SRAM_Init(void)
{	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef FSMC_ReadWriteTim;
    
    __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();                //使能FSMC时钟
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();               //使能GPIOD时钟
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               //使能GPIOE时钟
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();               //使能GPIOF时钟
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();               //使能GPIOG时钟
    
	//PD0,1,4,5,8~15
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_8|\
					 GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|\
					 GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;              
	GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;          //推挽复用
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;              //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;         //高速
    GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF12_FSMC;     	//复用为FSMC    
	HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_Initure);     	
    
	//PE0,1,7~15
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|\
					 GPIO_PIN_10| GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|\
					 GPIO_PIN_15;              
    HAL_GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_Initure);    
    
	//PF0~5,12~15
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|\
					 GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;              
    HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_Initure);     
    
	//PG0~5,10
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_10;              
    HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);      
	
	SRAM_Handler.Instance=FSMC_NORSRAM_DEVICE;                
	SRAM_Handler.Extended=FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;    
    
	SRAM_Handler.Init.NSBank=FSMC_NORSRAM_BANK3;     					//使用NE3
	SRAM_Handler.Init.DataAddressMux=FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE; 	//地址/数据线不复用
	SRAM_Handler.Init.MemoryType=FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;   				//SRAM
	SRAM_Handler.Init.MemoryDataWidth=FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16; 	//16位数据宽度
	SRAM_Handler.Init.BurstAccessMode=FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE; 	//是否使能突发访问,仅对同步突发存储器有效,此处未用到
	SRAM_Handler.Init.WaitSignalPolarity=FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;	//等待信号的极性,仅在突发模式访问下有用
	SRAM_Handler.Init.WaitSignalActive=FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;   	//存储器是在等待周期之前的一个时钟周期还是等待周期期间使能NWAIT
	SRAM_Handler.Init.WriteOperation=FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;    	//存储器写使能
	SRAM_Handler.Init.WaitSignal=FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;           	//等待使能位,此处未用到
	SRAM_Handler.Init.ExtendedMode=FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;        	//读写使用相同的时序
	SRAM_Handler.Init.AsynchronousWait=FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;	//是否使能同步传输模式下的等待信号,此处未用到
	SRAM_Handler.Init.WriteBurst=FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;           	//禁止突发写
	SRAM_Handler.Init.ContinuousClock=FSMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ASYNC;
    
	//FMC读时序控制寄存器
	FSMC_ReadWriteTim.AddressSetupTime=0x00;       	//地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK 1/168M=6ns*16=96ns
	FSMC_ReadWriteTim.AddressHoldTime=0x00;			//地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到
	FSMC_ReadWriteTim.DataSetupTime=0x08;			//数据保存时间为8个HCLK	=6*1=6ns
	FSMC_ReadWriteTim.BusTurnAroundDuration=0X00;
	FSMC_ReadWriteTim.AccessMode=FSMC_ACCESS_MODE_A;//模式A
	HAL_SRAM_Init(&SRAM_Handler,&FSMC_ReadWriteTim,&FSMC_ReadWriteTim);	
}

使用此初始化函数，可能会存在由于库文件缺失而报错，这里按要求添加即可（如图是我在使用添加的两个库文件）

这个初始化函数，如果放在main函数里面执行，也能正常运行
但是变量的初始值将不是正确的
例如：int a =2;
放在mian函数里面，a的初始值就不一定是2，而是一个随机数

这里我们可以在程序里面对这些分配到外部SRAM变量进行操作。并通过串口打印对应值，或者直接仿真查看变量对应地址信息是否随着我们意愿在改变

至此我们就完成了使用FSMC外扩SRAM的程序修改，这个修改和正点原子SRAM例程的最本质的差距是，我们变量的地址是编译器分配的，而正点原子是使用内存管理的方式完成的

其他

看到这里我们会不会有这种想法，我不想把所有的变量地址都分配到外部，我可不可以自由控制，让他去外面才去外面？
这种方法当然是可以的，我们只需要告诉编译器，你这某些section编译外部就可以了

实现方法很简答
1.自定义一个section
2.修改链接配置文件即可

自定义section

如下图代码，自定义了.fzcdate的块，并定义变量让其编译的时候放在这个块里

#define FZCDATA __attribute__((section(".fzcdata")))
FZCDATA int ccc=2;  //自定义块

修改链接配置文件

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00100000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00100000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
    RW_IRAM2 0x68000000 0x00100000  {  ; RW data
   .ANY (.fzcdata)
  }
}

此时点击编译，并查看map文件
由此可以看到只有ccc被分配到了外部SRAM里面