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FSMC基本介绍
FSMC（Flexible Static Memory Controller）是STM32系列微控制器中用于连接外部存储设备的重要外设。它支持多种存储类型，如SRAM、NOR Flash、PSRAM、NAND Flash以及PC Card等，同时还可用于驱动并行接口的LCD显示屏。通过将外部设备映射至处理器的地址空间，FSMC使得对这些设备的访问如同操作内部内存一般简便高效。
FSMC核心功能特性
- 多类型存储支持：可接入SRAM、PSRAM、NOR Flash、NAND Flash和PC Card等多种外部存储器件。
- 灵活时序配置：允许为不同性能的存储器独立设置读写时序参数，以匹配其电气特性。
- 多Bank架构：提供4个独立存储块（Bank1-Bank4），每个块可单独配置并连接不同类型的设备。
- 数据宽度可调：支持8位、16位和32位三种数据总线宽度，适应不同外设需求。
- 写FIFO机制：在STM32H7系列中，FMC（FSMC升级版）引入了写FIFO功能，提升连续写入效率。
- 扩展时序模式：支持分别为读操作和写操作设定不同的时序参数，增强灵活性（仅限FMC）。
存储块划分与地址映射关系
FSMC将外部存储区域划分为四个主要存储块，各自拥有固定的地址范围：
- Bank1：0x6000 0000 – 0x6FFF FFFF（256MB）
- Bank2：0x7000 0000 – 0x7FFF FFFF（256MB）
- Bank3：0x8000 0000 – 0x8FFF FFFF（256MB）
- Bank4：0x9000 0000 – 0x9FFF FFFF（256MB）
每个存储块进一步细分为4个子区，每区64MB，由对应的片选信号NE[4:1]进行选择，实现精准设备寻址。
关键信号线说明
FSMC通过以下引脚与外部设备通信：
- 地址线 A[25:0]：输出地址信息，最大支持26位寻址。
- 数据线 D[15:0]：双向数据通道，支持16位并行传输（部分型号支持32位）。
- 片选信号 NE[4:1]：分别对应Bank1到Bank4，用于激活特定存储块。
- 读使能 NOE：低电平有效，控制数据读取过程。
- 写使能 NWE：低电平有效，触发写操作。
- 字节使能 NBL[1:0]：在16位模式下，用于选择高字节或低字节传输。
FSMC初始化配置流程
- 开启FSMC时钟：通过RCC寄存器启用FSMC模块的时钟源。
- 配置GPIO引脚：将相关地址、数据及控制引脚设置为复用推挽输出模式，并指定为FSMC功能。
- 设定时序参数：依据外设手册中的时序要求，配置地址建立、数据建立、保持时间等关键参数。
- 配置存储块控制寄存器：设置目标设备类型、数据宽度、访问模式（同步/异步）等属性。
- 启用存储块：激活对应Bank，完成整体配置。
时序参数详细解析
为确保稳定通信，需精确配置以下时序参数：
- 地址建立时间（ADDSET）：指地址信号稳定后，到NOE/NWE有效前所需的等待周期数。
- 数据建立时间（DATAST）：对于读操作，表示从NOE有效到数据被正确采样的时间；对于写操作，则是NWE有效期间数据必须保持有效的持续时间。
- 地址保持时间（ADDHLD）：在读/写使能信号失效后，地址仍需维持有效的最短时间。
- 数据保持时间（DATAHLD）：写操作结束后，数据线上信息应继续保持的时间长度。
所有时序值通常以HCLK（AHB时钟）周期为单位进行计算和设置。
FSMC连接LCD的应用方式
当使用FSMC驱动并口LCD时，常将其模拟为SRAM设备处理。其中，LCD的寄存器选择信号RS通常连接至某一根地址线（如A0或A16），以此区分命令与数据访问：
若RS接至A16，则：
- 命令写入地址 = 基地址 + 0x0000
- 数据写入地址 = 基地址 + 0x20000（即基地址 + (1<<16)）
通过切换访问地址即可实现指令与显存数据的分离控制。
[此处为图片3]DMA在FSMC中的应用
FSMC支持DMA（直接内存访问）传输机制，特别适用于大量数据搬运场景，例如LCD屏幕刷新、图像帧传输等。借助DMA，CPU无需参与每一次数据传送，显著降低负载，提高系统响应速度与运行效率。
实际应用中的注意事项
- GPIO速度设置：在高频操作下，建议将FSMC相关引脚配置为最高速度等级，以减少信号延迟。
- 未使用引脚处理：闲置的FSMC引脚应设为模拟输入或强制输出低电平，防止浮空引发噪声干扰。
- 时序调试优先：若出现通信异常，应首先核查时序参数是否符合外设规格，必要时适当增加建立与保持时间余量。
- 电源稳定性保障：确保外部设备供电干净稳定，合理布置去耦电容，避免因电源波动导致误动作。
关于STM32H7中的FMC模块
在STM32H7系列中，原FSMC被升级为FMC（Flexible Memory Controller），具备更强的功能支持。FMC不仅支持更高的工作频率，还提供更精细的时序控制选项，包括读写独立定时、更复杂的突发传输模式等，适用于高性能外部存储扩展需求。
总结
FSMC作为STM32平台上的关键外设之一，极大简化了对外部存储器及并行接口设备的集成与管理。通过合理的硬件连接与软件配置，尤其是准确设置各项时序参数，能够可靠地支持多种速率和类型的外设。熟练掌握FSMC/FMC的使用方法，对于开发涉及大容量存储扩展或高速LCD驱动的应用具有重要意义。
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