交互式界面被越來(lái)越多地集成于多種應(yīng)用中，例如醫(yī)療設(shè)備、過(guò)程控制、手機(jī)和其它手持設(shè)備。這些界面主要基于使用彩色LCD的圖形HMI（人機(jī)界面）。對(duì)TFT-LCD的需求在全世界范圍內(nèi)極大增長(zhǎng)。本文介紹了如何使用 MM32F3270的FSMC（靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器）來(lái)驅(qū)動(dòng)8080接口的TFT-LCD。

01、MM32F3270 FSMC的簡(jiǎn)要介紹

FSMC是Flexible static memory controller（靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器）的簡(jiǎn)稱，能夠與異步存儲(chǔ)器和 LCD等并行外設(shè)相連。MM32F3270 的 FSMC支持并行接口的SRAM、PSRAM 、NOR FLASH 和TFT-LCD。

圖1 FSMC的功能框圖

02、FSMC 的功能特性

MM32的FSMC具有以下特性：

1) 可配置的靜態(tài)存儲(chǔ)器接口包括：

a) SRAM

b) PSRAM

c) NOR FLASH

2) 支持 Intel 8080 協(xié)議

3) 支持 moto 6800 協(xié)議

4) 8位，16位，32位可配置的數(shù)據(jù)總線寬度，支持非復(fù)用與復(fù)用模式

5) BANK1 分為 4 塊子 BANK，每塊 64Mbit 空間

6) 時(shí)序可編程以滿足不同的需求

a) 等待周期可編程

b) 總線恢復(fù)周期可編程

c) 寫，讀控制周期可編程

7) 可將32位的AHB訪問(wèn)請(qǐng)求，轉(zhuǎn)換為對(duì)外接設(shè)備連續(xù)的8位，16位的訪問(wèn)

MM32F3270的FSMC提供了對(duì)多個(gè)并行外設(shè)的控制與連接，具體配置取決于存儲(chǔ)器類型，主要涉及如下寄存器設(shè)置。

01、SMCTLR 的 sm_data_width[2:0]，定義了外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度，需根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)寬度配置為8位,16位，32 位，此時(shí)需要保障實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴?/p>

02、SMCTLR的sm_data_width_set0/1/2 來(lái)設(shè)置存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度，有三種情況：AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度與存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寬度相同，無(wú)數(shù)據(jù)傳輸一致性的問(wèn)題；AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度大于存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度時(shí)，AHB 接口將對(duì) hwdata[15:0],hwdatabit[31:16]進(jìn)行連續(xù)寫操作，以適應(yīng)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)寬度，讀操作時(shí)，hrdata[31:0]的低 16 位是有效數(shù)據(jù)；AHB 操作的數(shù)據(jù)寬度小于存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度時(shí)，若存儲(chǔ)設(shè)備沒(méi)有高低字節(jié)片選，不允許進(jìn)行寫操作，若存儲(chǔ)設(shè)備有高低字節(jié)選擇，通過(guò) BL 控制訪問(wèn)對(duì)應(yīng)字節(jié)。可以進(jìn)行讀操作，但有效數(shù)據(jù)需要用戶自己處理。

03、SYSCFG_CFGR1[30:29]：mode_sel來(lái)配置不同模式，默認(rèn)值為 01

00：兼容 NOR FLASH 接口
01：兼容 8080 協(xié)議接口
10：兼容 6800 協(xié)議接口

04、SMSKR0[10:8]用來(lái)選擇三組不同的寄存器 register set0/set1/set2，以配置不同的時(shí)序

FMSC支持的外部接口

表1 FSMC控制器外部信號(hào)

03、FSMC 控制LCD的硬件設(shè)計(jì)

FSMC是如何控制TFTLCD的呢？

我們可以把TFTLCD當(dāng)成 SRAM 設(shè)備使用：外部SRAM的控制一般有：地址線（如A0~A18）、數(shù)據(jù)線（如D0~D15）、寫信號(hào)（WE）、讀信號(hào)（OE）、片選信號(hào)（CS）。TFTLCD的信號(hào)我們包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、 RST和BL等，其中真正在操作LCD的時(shí)候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、 RD 和 CS。其操作時(shí)序和 SRAM的控制完全類似，唯一不同就是 TFT-LCD 有 RS 信號(hào)，但是沒(méi)有地址信號(hào)。TFT-LCD通過(guò)RS信號(hào)來(lái)決定傳送的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)還是命令，本質(zhì)上可以理解為一個(gè)地址信號(hào)，比如MB039是把RS接在A18上面，那么當(dāng)FSMC控制器寫地址0的時(shí)候，會(huì)使得A18 變?yōu)?，對(duì)TFT-LCD來(lái)說(shuō)，就是寫命令。而FSMC寫地址1的時(shí)候，A0 將會(huì)變?yōu)?，對(duì)TFT-LCD來(lái)說(shuō)，就是寫數(shù)據(jù)。這樣，就把數(shù)據(jù)和命令區(qū)分開(kāi)了，其實(shí)就是對(duì)應(yīng) SRAM 操作的兩個(gè)連續(xù)地址。當(dāng)然RS也可以接在其他地址線上，MB039是把RS連接在PD13上面的。MM32F3270的FSMC支持8/16/32位數(shù)據(jù)寬度，我們這里用到的LCD是16位寬度的，在設(shè)置的時(shí)候需要選擇16位寬。

FSMC 控制LCD 的Demo應(yīng)用中，使用的開(kāi)發(fā)板為MB-039，它支持外接MDM2802與MDM2803兩種TFT-LCD （320x240 2.8’ 液晶顯示屏）。

圖2 MB-039實(shí)物效果圖

下圖是MB-039的FSMC與TFT-LCD的接口原理圖部分，完整原理圖可以通過(guò)MM32官網(wǎng)下載。

圖3 TFT-LCD接口原理圖

各個(gè)信號(hào)作用對(duì)應(yīng)如下：

表2 LCD信號(hào)對(duì)應(yīng)的電源、復(fù)位與MCU接口的引腳說(shuō)明

04、FSMC 控制LCD的軟件設(shè)計(jì)

FMSC Demo應(yīng)用中，使在庫(kù)函數(shù)樣例工程中使用選用：

FSMC_Ex8080TFTLCD.uvprojx

實(shí)驗(yàn)展示如何初始化LCD接口與實(shí)現(xiàn)LCD并行驅(qū)動(dòng)顯示。

軟件分為兩個(gè)部分：

01）FSMC接口GPIO與FSMC接口參數(shù)初始化

02）LCD顯示初始化與LCD顯示

FSMC接口GPIO與FSMC接口參數(shù)初始化

void BSP_LCD_Configure()
{
    initGPIO_LCD();
    initFSMC();
    LCDC_Init_Reg();
    lcdFillColor(Black);
    lcdBlcH();
}

① 在initGPIO_LCD()中實(shí)現(xiàn)LCD對(duì)應(yīng)IO初始化

包括LCD對(duì)應(yīng)nRST引腳，背光控制引腳，F(xiàn)SMC相關(guān)的片選，讀寫，數(shù)據(jù)/命令，數(shù)據(jù)D0~D15引腳的初始化。

② 在initFSMC()中實(shí)現(xiàn)FSMC功能配置初始化

A. 寫操作周期

B. 單個(gè)bit數(shù)據(jù)寫入保持時(shí)間

C. 寫操作時(shí)，地址線的建立時(shí)間

D. 讀操作周期長(zhǎng)度設(shè)置

E. 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線位寬

F. 式選擇：8080模式

G. 外接設(shè)備的內(nèi)存大小

void initFSMC(void)
{
    FSMC_InitTypeDef                FSMC_InitStructure;
    FSMC_NORSRAM_Bank_InitTypeDef   FSMC_BankInitStructure;

    RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3ENR_FSMC, ENABLE);

    FSMC_BankInitStructure.FSMC_SMReadPipe    = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadyMode     = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WritePeriod   = 0x2;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WriteHoldTime = 1;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_AddrSetTime   = 3;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadPeriod    = 0x1;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_DataWidth     = FSMC_DataWidth_16bits;
    FSMC_NORSRAM_Bank_Init( FSMC_BankInitStructure, FSMC_NORSRAM_BANK0);

    FSMC_InitStructure.FSMC_Mode = FSMC_Mode_8080;
    FSMC_InitStructure.FSMC_TimingRegSelect = FSMC_TimingRegSelect_0;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemSize = FSMC_MemSize_64MB;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemType = FSMC_MemType_NorSRAM;
    FSMC_InitStructure.FSMC_AddrDataMode = FSMC_AddrDataMUX;
    FSMC_NORSRAMInit( FSMC_InitStructure);
}

LCD顯示初始化

Bank0地址為0x60000000，0x80000=(0x01 << 19)則是地址線A18的偏移量。首先完成寫CMD和DATA驅(qū)動(dòng)：

void lcdCmd(u8 cmd)
{
    *(u16*)(0x60000000) = cmd;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void lcdData(u8 dat)
{
    *(u16*)(0x60000000 | (0x01 << 19)) = dat;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void lcdData16(u16 dat)
{
    *(u16*)(0x60000000 | (0x01<< 19)) = dat;
}     

讀CMD和REG也是一樣的操作，不同的是從相應(yīng)地址讀取數(shù)據(jù)。

01）在LCDC_Init_Reg ()中調(diào)用上述3種函數(shù)實(shí)現(xiàn)LCD對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)芯片中寄存器器的初始設(shè)置

02）在lcdFillColor(Black); lcdBlcH();中實(shí)現(xiàn)配置LCD的初始顯示頁(yè)面為全黑色和打開(kāi)背光

LCD驅(qū)動(dòng)顯示

LCD的畫點(diǎn)流程都可以概括為：設(shè)置坐標(biāo)→寫入GRAM指令→寫入顏色；

LCD的讀點(diǎn)的流程可以概括為：設(shè)置坐標(biāo)→讀取GRAM指令→讀取顏色。

通過(guò)畫點(diǎn)的操作到畫方塊、線、圓、字符等功能。

該Demo中通過(guò)Systick定時(shí)刷新要顯示的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了LCD的功能演示。

void randRefresh()
{
    u16 x, y, w, h, c;
    drawSquare(dx,  dy,  dw, dh, SPACE, NUL);
    if (drawBlockCnt++ % 2) {
        x = rand();
        x %= (dw - 2);
        y = rand();
        y %= (dh - 2);
        w = rand();
        w %= DMAX;
        h = rand();
        h %= DMAX;
        c = rand();
        c  = 0x0f;
        if ((x + w) > (dw - 2)) x = dw - w - 2;
        if ((y + h) > (dh - 2)) y = dh - h - 2;
        drawRec (x + dx + 1, y + dy + 1, w, h, getColor(c));
    }
    else {
        c = rand();
        c  = 0x0f;
        drawRec (dx + 1, dy + 1, dw - 2, dh - 2, getColor(c));
    }
}

將程序下載進(jìn)入板子我們可以觀察到，TFTLCD上顯示出了下列MindMotion Logo：

圖4 TFT-LCD接口顯示Logo圖

還可以觀察到屏幕快速畫出不同的顏色方框，表明實(shí)驗(yàn)成功。

來(lái)源：靈動(dòng)MM32MCU

審核編輯：湯梓紅