关于STM32 FSMC 是否支持6800时序的深入讨论

发布: 2009-12-31 01:16 | 作者: stm | 来源: STM32技术社区

[i=s] 本帖最后由 stm 于 2010-1-1 09:24 编辑

在我的“学习使用32位微控制器STM32的汇报bbs_page_no=1&bbs_id=3020），我指出STM3210E-LK中LCD的硬件设计问题：LCD控制器按6800方式连接的，我读了STM32的器件手册后，认为STM32的FSMC不支持6800，所以认定设计电路是错误的。

   尽管ST的工程师也电话与我勾通过，但到目前没有任何确定的答复，到底是正确还是错误。昨天在准备课程时，看到了这样的介绍：
  
(原文件名:未标题-2 拷贝.jpg)


    我出了身冷汗，人家STM32支持6800呀，我犯了错误了。

    今天在网上找了半天STM32的FSMC如何支持6800的资料，没有找到。到是在21IC的STM32专栏中也发现有人问这样的问题：

    “[STM32] 用STM32的FSMC驱动摩托罗拉6800液晶总线遇到难题”（http://bbs.21ic.com/icview-111668-1-1.html），而那里的ST斑竹的回答是：实际上，我没有研究过这个LCD的驱动问题，等有时间我再看看AN2790附带的程序，你也可以先看看这个程序。

     根据该帖子的线索，我到ST官方站上下载了AN2790，结果看到的东西把我弄晕了。

     在这个应用文档中有6800的连接参考图：


    两个图中都不是完整的FSMC的功能：一个是使用一个GPIO口线辅助；而另外使用一个非门做转换，实际是把8080的时序转成了与6800兼容！

    那么到底STM32的FSMC支持不支持6800呢？该如何回答和定义？

    不过使我感到稍微定心的是，STM3210E-LK板上的LCD选择6800接口，但与STM32的连接与AN2790中2个图是不同的，还是应该有问题的，这一点我没有说错。

    可能的结果是：
    1。STM32的FSMC不能完全支持6800时序。
    2。如果完全支持6800时序，那么ST官方的应用文档中的参考电路为何要使用额外的GPIO或非门转换？并且在数据手册中根本也找不到6800的时序？

stm (2009-12-31 01:16:29)把STM32的FSMC支持6800的出处也找到了：
stm (2009-12-31 01:17:55)列位看官，咱上一回说到的“FSMC是否支持，以及如何支持6800”的问题还只是在查找资料（注意：所有资料均来自于ST官方！）过程中发现的，不过这仅是让老朽刚开始晕，还不至于晕倒。

本回讲述的是实际测试结果，这个结果却让老朽更加晕，晕倒了。

列位看官（包括ST的工程师）可能会有疑问，因为如果在STM3210E-LK上运行其所带的DEMO程序的话，LCD是能显示ST的LOGO、包括其它的相应的提示字符。如果是硬件问题，那么这个DEMO是如何正常驱动LCD的？

我也一直存在着疑问，想了解清楚，ST的DEMO软件是怎样饶过这个硬件错误的？还是FSMC的确是支持6800？STM3210E-LK上的LCD连接方式并没有采用AN2790的电路，那它如何却能够工作？

由于我手上原来STM3210E-LK板上的LCD电路已经被我改成了8080方式，所以测试、比对、验证无法开展。昨天拿到ST公司新的STM3210E-LK板后，我进行了一系列的测试、验证工作。

============================================================
一、测试条件、代码介绍

2块STM3210E-LK学习板：一块是没有改动过，LCD采用6800模式（下面称A板）；一块是改动过的，LCD采用8080方式（下面称B板）。

测试代码是根据ST的DEMO简化的，只使用LCD，开始显示一个画面，然后使用一个按键，控制4个LED二极管循环点亮（走马灯）。相同的代码，分别在A和B板上运行，看结果。然后改变某些设置，再分别在A和B板上运行，看结果。stm (2009-12-31 01:18:18)二、FSMC的配置
先把STM3210E-LK附带DEMO中LCD部分的FSMC配置代码贴上：
void LCD_FSMCConfig(void)
{
#ifndef NO_LCD   
  FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
  FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  p;

/*-- FSMC Configuration ------------------------------------------------------*/
/*----------------------- SRAM Bank 4 ----------------------------------------*/
  /* FSMC_Bank1_NORSRAM4 configuration */
  p.FSMC_AddressSetupTime = 1;
  p.FSMC_AddressHoldTime = 1;
  p.FSMC_DataSetupTime = 20;
  p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;
  p.FSMC_CLKDivision = 0;
  p.FSMC_DataLatency = 1;
  p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;

  /* Color LCD configuration ------------------------------------
     LCD configured as follow:
        - Data/Address MUX = Disable
        - Memory Type = SRAM
        - Data Width = 16bit
        - Write Operation = Enable
        - Extended Mode = Enable
        - Asynchronous Wait = Disable */
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_8b;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;
  FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;

  FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);   

  /* BANK 4 (of NOR/SRAM Bank 1~4) is enabled */
  FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
#endif
}

注意：该代码前面对FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef的定义部分（FSMC_WriteTimingStruct）实际是不起作用的，因为在后面语句中的： FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable; 一句是将FSMC的ExtendedMode方式禁止了，所以前面对FSMC_WriteTimingStruct是多余的，浪费代码。

ST的DEMO中使用的是ST的库函数，而我的测试代码使用了STM32_init.c，FSMC的设置同上面相同：
  
(原文件名:未标题-2 拷贝.jpg)

我的测试代码中使用STM32_Init.c进行初始化配置，FSMC部分是我添加到STM32_Init.c中的。

三、测试比对一

FSMC的配置不变（实际就是8080的时序），只是改变系统运行时钟的频率：72M、64M、56M、48M....或直接使用内部RC 8M，禁止PLL。
结果如下：
    A板（6800方式），只是在72M时，LCD能正常显示。其它频率LCD根本就不显示了，但LED走马灯正常工作，按键功能正常，说明程序在正常运行。

    B板（8080方式），任何频率下，LCD都正常显示工作。（这个应该是当然的）

第一次晕倒！A板为什么在72M时，LCD能工作？（不知道为什么，就是晕倒了）。

四、测试比对二
这个测试是我“凑”出来的，因为既然在72M下，LCD能工作，那么FSMC中的某些模式是否就是6800方式？

(原文件名:未标题-4 拷贝.jpg)
改变FSMC的配置，允许Write burst enable！

结果如下：

    A板（6800方式），任何频率下，LCD都正常显示工作。
    B板（8080方式），任何频率下，LCD都正常显示工作。

神奇呀，并再一次重重的晕倒！！

为什么神奇？因为我已经看过STM32手册FSMC部分N遍了，里面根本没有允许Write burst enable后FSMC的读写时序图，而当我允许“Write burst”后，FSMC的时序完全兼容，并且自动识别8080和6800了？

================================================================
到次老朽是彻底晕倒了，因为实在不知道为什么，也找不到根据。反正这样设置，LCD（至少是STM3210E-LK上的LCD），不管是6800方式，还是8080方式，都能正常工作显示了。

ST公司的资深工程师们，是否能稍微去掉一点浮华的外表，踏踏实实的给出一个解释，说明原因？


stm (2009-12-31 01:19:19)我看过它的资料，应该与STM3210E-LK一样。你可以直接改动DEMO，看LCD工作是否正常：

1。只是改变系统的工作频率（DEMO工作在72M下），如32M等。

2。在FSMC配置中，允许Write burst：
   
   既将：FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
   改成：FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Enable;

   其它不变，然后在使用不同的系统时钟频率试一下。stm (2009-12-31 01:19:50)用8080模式的RD接E, WR接R/W 这样的接法本身就有问题

这样接去讨论在72M下可以显示,或是在write burst enable下能用，都已经不重要了

因为这种接法会可以正常显示,算是一个特例,一个巧合

只因为是在8080的写入模式时,WR为低电平,RD为高电平 => 刚好满足6800写入模式R/W为低电平,E要为高电平的要求

在读出模式时,是绝对不能用的,只是这个LCD模块只需要写入模式,刚好可以不需要用到读出模式,就可以正常显示

如果用这种方式去接其他6800器件或需要读出模式的LCD模块,是必死无疑的stm (2009-12-31 01:19:59)谢马老师认真仔细的分析与测试，经搭电路上机验证，改了一条语句 FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Enable; 确实可行，完全支持 STM32 规格书上所描述的 支持Intel的8080和Motorola的6800时序 ，只是 STM32 的规格书写的实在太牛了，有人说，STM32 的规格书是写给本科学历以上的高手看的，现在连马老师这等顶级教授都彻底晕倒了，我等连初中文凭都没有的P民，看来只能把握这唯一的机会，紧紧跟着马老师学习的步伐搞懂搞清STM32先进的设计原理和思想, 才有可能活学活用，用好用精STM32这等专门为本科学历以上的高手设计的先进芯片。stm (2009-12-31 01:20:11)关于STM32的FSMC是否支持6800时序的问题，我的观点是：

1。STM32的FSMC接口本身是不支持6800时序的。因为在STM32的手册中给出的FSMC接口引脚定义和操作时序图中，根本没有任何与6800相关的的东西。

2。ST公司的宣传资料中的说法，是不负责任的，偷梁换柱的说法，尽管它在前边加上了一个LCD驱动器的限定。另外从ST公司的AN2790中给出的2个参考电路看，也证明还需要在硬件上做变化。但这两个参考的兼容6800的电路实际也是不可靠的。

3。所以我的结论是：如果在实际产品设计中，千万不要使用什么6800的接口，否则会犯原则上的错误。例如驱动LCD，就应该使用LCD的8080接口。

4。至于上面我谈到的改了一条语句，LCD工作正常的情况，只是一个特例。它只是在STM3210E-LK上驱动LCD，以及特定的软件下。我是因为需要上课，而改动15块版的硬件很难做到，只能尝试改动软件，但我都不知道为什么可以。所以发到这里，想讨教这里的STM32高手。stm (2009-12-31 01:20:38)我认真看了ST的AN2790应用文档和所带的参考代码，发现以下问题：

1。尽管在AN2790中，给出了FSMC转6800的两个参考电路（见楼主位图），但参考代码中是使用的8080时序，而且该参考代码所对应连接的LCD也是8080的接口，不是6800。因此不能确定该代码是否能正确配合2个6800电路的使用。

2。ST的AN2790中第一个6800转换参考，使用一个GPIO模拟6800的E信号，电路上是可行的，但这个GPIO需要单独写代码控制，与FSMC的配合变成了不伦不类的组合，我都不知道控制这个GPIO的代码如何写。当FSMC读写操作一个数据时，总线上的操作是自动完成的，你怎样在这其中插上这条将GPIO（E）置高清另的指令？如果象23楼说的全部直接用GPIO方式驱动是可以的，但那已经不是FSMC功能了，而且效率也差的多了。

3。ST的AN2790中第二个6800转换参考，使用一个非门将CS取反作为6800的E信号，这在时序上非常不严格。在6800中，E信号的高电平表示数据有效，它的下降沿通常是数据写（读）的打入信号。而CS是片选信号，通常CS为低，片子工作，CS为高，片子不工作，数据线高阻态。因此当CS从低变高时，E从高变低（下降沿），而且E是CS取反，比CS的变化要慢（经过硬件非门延时了）。想一想，CS变高了，芯片已经不工作了，此时的E信号的下降沿还有用处吗？

4。AN2790中的2个参考电路都是把8080的WR作为6800的R/W，这样做只能说还能过的去。注意到6800的R/W在一个数据读写过程中，完整的保持高或低电平（与地址信号基本同步）。因此，当8080读的时候WR始终为高，这个还与6800相同；但当8080写的时候，与6800的R/W就产生差别了：8080的WR通常在地址和数据都出现后才发出“低”的WR，不是与地址同步的，这与6800的R/W就有差别：留给外部6800器件的操作的时间至少减少了1/4~1/3。stm (2009-12-31 01:21:02)现在已经不是讨论FSMC本身是否能实现6800了，而是看如何转换能实现与6800的兼容更好些。

按26楼描述：“RD和WR用与非门(如HC00)产生 E 信号,R/W 则接到 A1 ,RS 接 A0”

我画个对照：

    8080                          6800
     RD      ==》 硬件HC00 ==》    E
     WR      ==》 硬件HC00
     A1      ==》                  R/W
     A0      ==》                  RS（其它LCD驱动，可能标为C/D）
     数据    ==》                  数据
     CS      ==》                  CS
==================================================
比ST的AN2790的2个参考电路要好的多，但软件上需要调整，而且多用掉一根地址线。

原来地址为2个：读写控制寄存器，A0 = 0；读写RAM A0 = 1
现在地址为4个：读控制寄存器 A1=1；A0=0
               写控制寄存器 A1=0；A0=0
               读RAM        A1=1；A0=1
               写RAM        A1=0；A0=1      
总算兼容6800了吧。


可是注意，这个只是lcd特例。如果是其它6800的器件。需要同一个地址进行读写操作，麻烦就更多了。

怪不得ST说，“连接LCD控制器”，兼容8080/6800。前面这个定语条件有学问，而且在AN2790中的两个电路也太不“兼容”了。