外部SRAM

1.外部SRAM简介

本例程使用的STM32F103ZET6本身有64K字节的SRAM，一般应用已经足够；不过在一些对内存要求高的场合，比如跑算法或者GUI等，就需要外扩SRAM来满足大内存使用的需求。这里我们使用了一颗256K字节容量的SRAM芯片：IS62WV12816，利用STM32F1的FSMC控制该SRAM芯片，实现对该SRAM芯片的访问控制

IS62WV12816是ISSI公司生产的16位宽128K（128*2，即256K字节）容量的CMOS静态内存芯片，它有高速访问、低功耗、兼容TTL电平接口、全静态操作（不需要刷新和时钟电路）、三态输出和字节控制（支持高/低字节控制）等特点

IS62WV12816的引脚以及对应的引脚功能如下图示：

STM32CubeMX系列|外部SRAM_STM32CubeMX

A0 ~ A16为地址线，总共17根地址线（可访问217 = 128K字节空间）；I/O0 ~ I/O15为数据线，总共16根数据线；CS1（低电平有效）和CS2（高电平有效）都是片选信号；WE为输入使能信号（写信号）；OE为输出使能信号（读信号）；UB和LB分别是高字节和低字节控制信号

FSMC的相关介绍可参考​​TFTLCD显示​​例程中的FSMC介绍部分

2. 硬件设计

D1指示灯用来提示系统运行状态，按键用来控制IS62WV12816数据读写，TFTLCD和串口1用来显示读写的内容



  • D1指示灯
  • K_UP/K_DOWN
  • USART1
  • TFTLCD模块
  • IS62WV12816


从电路图中可以看到IS62WV12816和STM32F1的连接线路：

A0 ~ A16连接在FSMC_A0 ~ FSMC_A16上（连接顺序可以打乱，因为地址是固定的）

I/O0 ~ I/O15连接在FSMC_D0 ~ FSMC_D15上（连接顺序不能打乱，否则读写数据将出错）

UB和LB连接在FSMC_NBL1 和 FSMC_NBL0上

OE和WE分别连接在FSMC_NOE 和 FSMC_NWE上

CE连接在FSMC_NE3上

STM32CubeMX系列|外部SRAM_stm32_02


由于TFTLCD核SRAM共用FSMC总线，因此他们通过不同片选分时复用，互不影响


3. 软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

  • RCC设置外接HSE，时钟设置为72M
  • PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平
  • PA0设置为GPIO输入模式、下拉模式；PE3设置为GPIO输入模式、上拉模式
  • USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位
  • 激活FSMC，详细请参考​​TFTLCD显示​​章节的设置
  • 输入工程名，选择工程路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码


由于TFTLCD使用的Bank1_sector4和SRAM使用的Bank1_sector3无法同时在CubeMX里设置分时复用，因此需要单独创建SRAM的FSMC初始化函数（可自行创建，也可另外创建一个CubeMX工程，按下图设置后将生成的相关FSMC初始化代码拷贝到当前工程源码中并稍作修改）


STM32CubeMX系列|外部SRAM_单片机_03

3.2 MDK-ARM编程

  • 添加按键驱动文件key.c和key.h，参考​​按键输入​​例程
  • 添加TFTLCD驱动文件tftlcd.c 和tftlcd.h，参考​​TFTLCD显示​​例程
  • 添加IS62WV12816芯片驱动文件sram.c和sram.h

#define Bank1_SRAM3_ADDR    ((uint32_t)(0x68000000))    //Bank1区域3的起始地址 
SRAM_HandleTypeDef SRAM_Handler;    //定义SRAM句柄
//SRAM的FSMC初始化函数
void FSMC_SRAM_Init(void){  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef FSMC_ReadWriteTim; 
    __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();           
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();              
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();               
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();              
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();               
    GPIO_InitStruct.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;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 
                         |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.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;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11 
                          |GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1 
                          |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);  

    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;   //不使能突发访问
    SRAM_Handler.Init.WaitSignalPolarity=FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; //等待信号的极性（突发模式）
    SRAM_Handler.Init.WaitSignalActive=FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;      
    SRAM_Handler.Init.WriteOperation=FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;       //写使能
    SRAM_Handler.Init.WaitSignal=FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;          
    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;
    SRAM_Handler.Init.WriteBurst=FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;              //禁止突发写
    //FSMC读时序控制器
    FSMC_ReadWriteTim.AddressSetupTime=0x00;        //地址建立时间（ADDSET）为1个HCLK
    FSMC_ReadWriteTim.AddressHoldTime=0x00;         //地址保持时间（ADDHLD）模式A未用到
    FSMC_ReadWriteTim.DataSetupTime=0x08;           //数据保持时间（DATAST）为9个HCLK
    FSMC_ReadWriteTim.BusTurnAroundDuration=0X00;
    FSMC_ReadWriteTim.AccessMode=FSMC_ACCESS_MODE_A;    //模式A
    HAL_SRAM_Init(&SRAM_Handler,&FSMC_ReadWriteTim,&FSMC_ReadWriteTim); 
}
//n向指定地址写数据
void FSMC_SRAM_WriteBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t WriteAddr,uint32_t n){
    for(;n!=0;n--){     // n表示要连续写入的字节个数
        *(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR + WriteAddr) = *pBuffer;
        WriteAddr++;    //要写入的地址
        pBuffer++;      //要写入的数据的指针
    }
}
//从指定地址读数据
void FSMC_SRAM_ReadBuffer(uint8_t *pBuffer,uint32_t ReadAddr,uint32_t n){
    for(;n!=0;n--){     // n表示要连续读出的字节个数
        *pBuffer++=*(vu8*)(Bank1_SRAM3_ADDR+ReadAddr);  //存放读出的数据
        ReadAddr++;     //要读出的起始地址
    }
}
//      
void ExSRAM_Cap_Test(uint16_t x,uint16_t y){
    uint8_t writeData = 0xf0, readData;
    uint16_t cap=0;
    uint32_t addr;  
    addr = 1024;    //从1KB位置开始计算    
    LCD_ShowString(x,y,239,y+16,16,"ExSRAM Cap:   0KB"); 

    while(1){
        FSMC_SRAM_WriteBuffer(&writeData, addr, 1);
        FSMC_SRAM_ReadBuffer(&readData,addr,1);

        if(readData == writeData){  //检查读出的数据是否与写入的数据一样
            cap++;      //如果相同表示写入/读出成功，容量加1（单位KB）
            addr += 1024;   //地址加1024
            readData = 0;
            if(addr > 256 * 1024)   //IS62WV12816的容量为256KB
                break;   
        }
        else
            break;  
    }
    LCD_ShowxNum(x+11*8,y,cap,4,16,0);  //LCD上显示内存容量
    printf("SRAM Menmory Size:%dKB\r\n",cap);
}
  • 在main.c文件下编写SRAM测试代码
int main(void){
    /* USER CODE BEGIN 1 */
  uint8_t key;
  uint8_t text_buf[] = "This is SRAM testing...";
  uint8_t textlen = sizeof(text_buf);
  uint8_t read_buf[textlen];
    /* USER CODE END 1 */
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_FSMC_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
  TFTLCD_Init();
  FSMC_SRAM_Init();

  FRONT_COLOR=BROWN;
  LCD_DrawRectangle(5,5,235,95);
  FRONT_COLOR=BLACK;
  LCD_ShowString(10,10,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ANDYXI STM32F1");
  LCD_ShowString(10,30,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"STM32CubeMx SRAM");
  LCD_ShowString(10,50,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"ExSRAM Test");
  LCD_ShowString(10,70,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"K_UP:Write   K_DOWN:Read");

  FRONT_COLOR=RED;
  ExSRAM_Cap_Test(10,110); 
  FRONT_COLOR=MAGENTA;
  LCD_ShowString(10,130,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Write:");
  LCD_ShowString(10,150,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,"Read :");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while(1){
      key = KEY_Scan(0);
    if(key == KEY_UP_PRES){   //KEY_UP按下写数据到SRAM
      FSMC_SRAM_WriteBuffer(text_buf,0,textlen);
      printf("SRAM_Write:%s\r\n",text_buf);
      LCD_ShowString(10+6*8,130,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,(uint8_t *)text_buf);
    }
    if(key == KEY_DOWN_PRES){ //KEY_DOWN按下从SRAM读出数据
      FSMC_SRAM_ReadBuffer(read_buf,0,textlen);
      printf("SRAM_Read:%s\r\n",read_buf);
      LCD_ShowString(10+6*8,150,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,16,read_buf);
    }   

    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);
    HAL_Delay(200);
  }
}

4. 下载验证

编译无误下载到开发板后，可以看到D1指示灯不断闪烁，KEY_UP按下写数据到SRAM，KEY_DOWN按下从SRAM读出数据，并将写入和读出的数据显示在LCD屏上，并通过串口1打印出来

STM32CubeMX系列|外部SRAM_数据_04


关注我的公众号，在公众号里发如下消息，即可获取相应的工程源代码：

玩转STM32CubeMX | 外部SRAM

STM32CubeMX系列|外部SRAM_单片机_05