FSMC接口的详细阐述

一、FSMC介绍

外部存储器控制器（FSMC）是一个嵌入式微控制器的外设，它能够与不同类型的存储器连接，比如SRAM，NOR Flash，NAND Flash，SDRAM等等。FSMC接口提供了微控制器与存储器之间的高速数据传输手段，实现了存储器的读写和访问。FSMC是STM32系列微控制器的一个重要外设，特别在大容量存储器的应用场合中发挥着重要作用。

二、FSMC接口工作原理

FSMC接口采用总线结构，分为地址总线、数据总线和控制总线。总共使用22个引脚，包括16个地址线、16个数据线、3个控制线和3个后备线（用于扩展和故障排除）。

在读取存储器数据时，FSMC根据所指定的地址发出请求信号，存储器捕获请求信号后，生成响应，并将数据放到数据总线上传输给FSMC。FSMC接口根据响应信号获取并存储数据，从而实现了数据的读取。

在写入存储器数据时，FSMC会将要写入的数据发送到数据总线上，同时发出写入信号。存储器接受到写入信号后，向数据总线写入数据，完成数据的存储。

三、FSMC接口的应用

1、SRAM应用：在使用SRAM时，FSMC接口需要进行初始化配置，设置地址线、数据线与SRAM的对应关系，以及对读写以及时序等参数的设置。下面是SRAM的初始化代码示例：

  FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef Timing = {0};
  Timing.AddressSetupTime = 1;
  Timing.AddressHoldTime = 0;
  Timing.DataSetupTime = 5;
  Timing.BusTurnAroundDuration = 0;
  Timing.CLKDivision = 2;
  Timing.DataLatency = 0;
  Timing.AccessMode = FSMC_ACCESS_MODE_A; 
  FSMC_NORSRAM_InitTypeDef SRAM_InitStruct = {0};
  SRAM_InitStruct.NSBank = FSMC_NORSRAM_BANK1;
  SRAM_InitStruct.DataAddressMux = FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.MemoryType = FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;
  SRAM_InitStruct.MemoryDataWidth = FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;
  SRAM_InitStruct.BurstAccessMode = FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.WaitSignalPolarity = FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;
  SRAM_InitStruct.WrapMode = FSMC_WRAP_MODE_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.WaitSignalActive = FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;
  SRAM_InitStruct.WriteOperation = FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;
  SRAM_InitStruct.WaitSignal = FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.ExtendedMode = FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.AsynchronousWait = FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.WriteBurst = FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;
  SRAM_InitStruct.PageSize = FSMC_PAGE_SIZE_NONE;
  SRAM_InitStruct.TimingStruct = &Timing;
  FSMC_NORSRAM_Init(FSMC_NORSRAM_DEVICE, &SRAM_InitStruct);
  FSMC_NORSRAM_Enable(FSMC_NORSRAM_DEVICE);

2、NAND Flash应用：在使用NAND Flash时，需要对FSMC进行各种时序参数的设置，以确保数据能够被正确地读写，在读写NAND Flash时，还应该考虑到NAND Flash操作的特殊性质，比如页写操作和擦除操作等。下面是NAND Flash的初始化代码示例：

  FSMC_NAND_PCCARD_TimingTypeDef Timing = {0};
  Timing.SetupTime = 0x01;
  Timing.WaitSetupTime = 0x03;
  Timing.HoldSetupTime = 0x02;
  Timing.HiZSetupTime = 0x01;
  FSMC_NAND_InitTypeDef NAND_InitStruct = {0};
  NAND_InitStruct.NAND_Bank = FSMC_NAND_BANK2;
  NAND_InitStruct.Waitfeature = FSMC_NAND_PCC_WAIT_FEATURE_ENABLE;
  NAND_InitStruct.MemoryDataWidth = FSMC_NAND_PCC_MEM_BUS_WIDTH_8;
  NAND_InitStruct.ECC = FSMC_NAND_ECC_ENABLE;
  NAND_InitStruct.ECCPage_Size = FSMC_NAND_ECC_PAGE_SIZE_2048BYTE;
  NAND_InitStruct.TCLRSetupTime = 0x00;
  NAND_InitStruct.TARSetupTime = 0x00;
  NAND_InitStruct.CommonSpace_TimingStruct = &Timing;
  NAND_InitStruct.AttributeSpace_TimingStruct = &Timing;
  FSMC_NAND_Init(FSMC_NAND_DEVICE, &NAND_InitStruct);
  FSMC_NAND_ReadID(FSMC_NAND_DEVICE, &NAND_ID);

四、FSMC接口的优势和不足

1、优势：FSMC连接各种存储器的灵活性很高，可用于各种存储器应用场合，简化了程序的开发。FSMC能够对外部存储器进行高速读写，从而满足应用对数据处理速度的要求。

2、不足：FSMC接口与存储器的时序关系很复杂，需要根据不同应用场合进行细致、精确的时序参数设置，同时，使用FSMC接口也需要消耗一定的CPU时间和资源，从而影响微控制器的性能。

五、总结

FSMC接口是STM32系列微控制器的一个重要外设，它能够与各种存储器进行高速数据传输，满足应用对数据处理速度的要求。在使用FSMC接口时，需要根据不同的存储器类型和应用场合进行各种时序参数的设置，并对存储器进行初始化配置，从而实现外部存储器与微控制器之间的高速数据传输。

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