FSMC介面的詳細闡述

一、FSMC介紹

外部存儲器控制器（FSMC）是一個嵌入式微控制器的外設，它能夠與不同類型的存儲器連接，比如SRAM，NOR Flash，NAND Flash，SDRAM等等。FSMC介面提供了微控制器與存儲器之間的高速數據傳輸手段，實現了存儲器的讀寫和訪問。FSMC是STM32系列微控制器的一個重要外設，特別在大容量存儲器的應用場合中發揮著重要作用。

二、FSMC介面工作原理

FSMC介面採用匯流排結構，分為地址匯流排、數據匯流排和控制匯流排。總共使用22個引腳，包括16個地址線、16個數據線、3個控制線和3個後備線（用於擴展和故障排除）。

在讀取存儲器數據時，FSMC根據所指定的地址發出請求信號，存儲器捕獲請求信號後，生成響應，並將數據放到數據匯流排上傳輸給FSMC。FSMC介面根據響應信號獲取並存儲數據，從而實現了數據的讀取。

在寫入存儲器數據時，FSMC會將要寫入的數據發送到數據匯流排上，同時發出寫入信號。存儲器接受到寫入信號後，向數據匯流排寫入數據，完成數據的存儲。

三、FSMC介面的應用

1、SRAM應用：在使用SRAM時，FSMC介面需要進行初始化配置，設置地址線、數據線與SRAM的對應關係，以及對讀寫以及時序等參數的設置。下面是SRAM的初始化代碼示例：

  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應用：在使用NAND Flash時，需要對FSMC進行各種時序參數的設置，以確保數據能夠被正確地讀寫，在讀寫NAND Flash時，還應該考慮到NAND Flash操作的特殊性質，比如頁寫操作和擦除操作等。下面是NAND Flash的初始化代碼示例：

  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介面的優勢和不足

1、優勢：FSMC連接各種存儲器的靈活性很高，可用於各種存儲器應用場合，簡化了程序的開發。FSMC能夠對外部存儲器進行高速讀寫，從而滿足應用對數據處理速度的要求。

2、不足：FSMC介面與存儲器的時序關係很複雜，需要根據不同應用場合進行細緻、精確的時序參數設置，同時，使用FSMC介面也需要消耗一定的CPU時間和資源，從而影響微控制器的性能。

五、總結

FSMC介面是STM32系列微控制器的一個重要外設，它能夠與各種存儲器進行高速數據傳輸，滿足應用對數據處理速度的要求。在使用FSMC介面時，需要根據不同的存儲器類型和應用場合進行各種時序參數的設置，並對存儲器進行初始化配置，從而實現外部存儲器與微控制器之間的高速數據傳輸。