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| V1.0 | 2020-07-28 | gingko | 初次建立 |
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=====STM32CubeMX教程十四——SDRAM实验 =====
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1.在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_1.png?direct |}}
2.出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置在搜索栏的下面，提供的各 种查找方式，可以选择芯片内核，型号，等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32H750IBKx。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_2.png?direct |}}
3.配置RCC，使用外部时钟源。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_3.png?direct |}}
4.时基源选择SysTick。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_4.png?direct |}}
5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_5.png?direct |}}
6.引脚模式配置。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_6.png?direct |}}
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_7.png?direct |}}
7.设置串口。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_8.png?direct |}}
8.配置FMC
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_9.png?direct |}}
9.在 NVIC Settings 一栏使能接收中断。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_10.png?direct |}}
10.时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_11.png?direct |}}
11.工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个，其他的默认即可。IDE我们使用的是MDK V5.27。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_12.png?direct |}}
12.点击Code Generator，进行进一步配置。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_13.png?direct |}}
* **Copy all used libraries into the project folder**
* **将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中**
* 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
* 缺点：体积大，编译时间很长
* **Copy only the necessary library files**
* **只复制所需要的.C和.H（推荐）**
* 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
* 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
* **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
* **不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H**
* 优点：体积小，比较节约硬盘空间
* 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
* 自行选择方式即可
13.然后点击GENERATE CODE创建工程。
{{ :icore4tx:icore4tx_cube_14_14.png?direct |}}
创建成功，打开工程。
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===== 实验十四：SDRAM实验——读写测试SDRAM =====
==== 一、 实验目的与意义 ====
- 了解STM32 SDRAM结构。
- 了解STM32 SDRAM特征。
- 掌握SDRAM的使用方法。
- 掌握STM32 HAL库中SDRAM属性的配置方法。
- 掌握KEILMDK集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====
- iCore4TX 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.3.29da532fLkazHH&id=614919247574|点击购买]]。
- JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]
- Micro USB线缆。
- Keil MDK 开发平台。
- STM32CubeMX开发平台。
- 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
=== 1.SDRAM简介 ===
* 同步动态随机存取内存（synchronous dynamic random-access memory，简称 SDRAM）是有一个同步接口的动态随机存取内存（DRAM）。通常 DRAM 是有一个异步接口的，这样它可以随时响应控制输入的变化。而 SDRAM 有一个同步接口，在响应控制输入前会等待一个时钟信号，这样就能和计算机的系统总线同步。时钟被用来驱动一个有限状态机，对进入的指令进行管线(Pipeline)操作。这使得 SDRAM 与没有同步接口的异 DRAM(asynchronousDRAM)相比，可以有一个更复杂的操作模式。管线意味着芯片可以在处理完之前的指令前，接受一个新的指令。在一个写入的管线中，写入命令在另一个指令执行完之后可以立刻执行，而不需要等待数据写入存储队列的时间。在一个读取的流水线中，需要的数据在读取指令发出之后固定数量的时钟频率后到达，而这个等待的过程可以发出其它附加指令。
* SDRAM 是多 Bank 结构，例如在一个具有两个 Bank 的 SDRAM 的模组中，其中一个Bank 在进行预充电期间，另一个 Bank 却马上可以被读取，这样当进行一次读取后，又马上去读取已经预充电 Bank 的数据时，就无需等待而是可以直接读取了，这也就大大提高了存储器的访问速度。为了实现这个功能，SDRAM 需要增加对多个 Bank 的管理，实现控制其中的 Bank 进行预充电。在一个具有 2 个以上 Bank 的 SDRAM 中，一般会多一根叫做 BAn的引脚，用来实现在多个 Bank 之间的选择。
* SDRAM 具有多种工作模式，内部操作是一个复杂的状态机。SDRAM 器件的引脚分为以下几类。
* （1）控制信号：包括片选、时钟、时钟使能、行列地址选择、读写有效及数据有效。
* （2）地址信号：时分复用引脚，根据行列地址选择引脚，控制输入的地址为行地址或列地址。
* （3）数据信号：双向引脚，受数据有效控制。
* SDRAM的所有操作都同步于时钟。根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态，可以产生多种输入命令:模式寄存器设置命令、激活命令、预充命令、读命令、写命令、带预充的读命令、带预充的写命令、自动刷新命令、自我刷新命令、突发停命令、空操作命令。根据输入命令，SDRAM状态在内部状态间转移。内部状态包括模式寄存器设置状态、激活状态、预充状态、写状态、读状态、预充读状态、预充写状态、自动刷新状态及自我刷新状态。
* SDRAM 支持的操作命令有初始化配置、预充电、行激活、读操作、写操作、自动刷新、自刷新等。所有的操作命令通过控制线 CS#、RAS#、CAS#、WE#和地址线、体选地址BA输入。
=== 2.W9825G6JB命令表 ===
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_1.png?direct |}}
=== 3.FMC简介 ===
* STM32H750使用FMC外设来管理扩展的存储器，FMC是Flexible Memory Controller的缩写，译为可变存储控制器。它可以用于驱动包括 SRAM、SDRAM、NOR FLASH以及NAND FLSAH类型的存储器。
* FMC 有 6 个存储区域，每个区域支持 256MB 的寻址空间。
* (1) 存储区域 1 可连接多达 4 个 NOR Flash 或 PSRAM 设备。此存储区域被划分为如下4个NOR/PSRAM子区域，带4个专用片选信号：存储区域 1 NOR/PSRAM 1、存储区域 1 NOR/PSRAM 2、存储区域 1 NOR/PSRAM 3、存储区域 1 NOR/PSRAM 4。
* (2) 存储区域 2 用于 SDRAM 器件，具体是 SDRAM 存储区域 1 还是 SDRAM 存储区域 2 取决于 BMAP 位配置。
* (3) 存储区域 3 用于连接 NAND Flash 器件。此空间的 MPU 存储器特性必须通过软件重新配置到器件中。
* (4) 存储区域 5 和 6 用于连接 SDRAM 器件（每个存储区域 1 个器件）。
* 对于每个存储区域，所要使用的存储器类型可由用户应用程序通过配置寄存器配置。
* 本实验使用 FMC 控制 SDRAM。启动时，必须通过用户应用程序对用于连接 FMC SDRAM 控制器与外部 SDRAM 设备的 SDRAM I/O 引脚进行配置。应用程序未使用的 SDRAM 控制器 I/O 引脚可用于其它用途。
* FMC 的存储区域如图所示：
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_2.png?direct |}}
* FMC 框图如下：
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_3.png?direct |}}
=== 4.SDRAM的地址映射 ===
* 两个可用的 SDRAM 存储区域如图：
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_4.png?direct |}}
* 下表显示了 13 位行和 11 位列配置的 SDRAM 映射。
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_5.png?direct |}}
* (1) 连接 16 位存储器时， FMC 内部使用 ADDR[11:1]内部地址线进行外部寻址。连接32 位存储器时，FMC 内部使用 ADDR[12:2]地址线进行外部寻址。无论外部存储器的宽度是多少，FMC_A[0]都必须连接到外部存储器地址 A[0]。
* (2) 不支持 AutoPrecharge。FMC_A[10]必须连接到外部存储器地址 A[10]，但始终为低电平。
=== 5.SDRAM 控制寄存器 ===
* 控制 SDRAM 的有 FMC_SDCR1/FMC_SDCR2 控制寄存器、FMC_SDTR1/FMC_SDTR2时序寄存器、FMC_SDCMR 命令模式寄存器以及FMC_SDRTR 刷新定时器寄存器。其中控制寄存器及时序寄存器各有 2 个，分别对应于 SDRAM 存储区域 1 和存储区域 2 的配置。
* FMC_SDCR 控制寄存器可配置 SDCLK 的同步时钟频率、突发读使能、写保护、CAS延迟、行列地址位数以及数据总线宽度等。
* FMC_SDTR 时序寄存器用于配置 SDRAM 访问时的各种时间延迟，如 TRP 行预充电延迟、TMRD 加载模式寄存器激活延迟等。
* FMC_SDCMR 命令模式寄存器用于存储要发送到 SDRAM 模式寄存器的配置，以及要向 SDRAM 芯片发送的命令。
* FMC_SDRTR 刷新定时器寄存器用于配置 SDRAM 的自动刷新周期。
=== 6.原理图 ===
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_6.png?direct |}}
==== 四、 实验程序 ====
=== 1.主函数 ===
int main(void)
{
int i,j;
HAL_Init();
i2c.initialize();
axp152.initialize();
axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA]
axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT]
axp152.set_dcdc3(3300);//[DCOUT3]
axp152.set_dcdc4(3300);//[DCOUT4]
axp152.set_aldo1(3300);//[BK3]
axp152.set_aldo2(3300);//[ALDOOUT2]
axp152.set_dldo1(3300);//[BK0]
axp152.set_dldo2(3300);//[BK1]
HAL_Delay(200);
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART2_UART_Init();
MX_FMC_Init();
BSP_SDRAM_Init();
usart2.initialize(115200);
usart2.printf("\x0c"); //清屏
usart2.printf("\033[1;32;40m"); //设置终端字体为绿色
usart2.printf("Hello,I am iCore4TX!\r\n\r\n");
//向 SDRAM 中写入 0x0000~0xFFFF 并读取校验
for(j = 0; j < 256; j++){
for(i = 0;i < 65536;i++){
write_sdram((65536 * j + i),i);
}
}
for(j = 0; j < 256; j ++){
for(i = 0;i < 65536;i++){
if(i != read_sdram((65536 * j + i))){
usart2.printf("SDRAM ERROR!\r\n");
while(1){ //测试失败 LED 灯闪烁
LED_ON;
HAL_Delay(500);
LED_OFF;
HAL_Delay(500);
}
usart2.printf("SDRAM TEST OK!\r\n");
HAL_Delay(1000);
LED_ON; //测试成功 LED 灯常亮
while (1)
{
}
}
=== 2.SDRAM 初始化函数 ===
uint8_t BSP_SDRAM_Init(void)
{
static uint8_t sdramstatus = SDRAM_OK;
/* SDRAM 驱动配置 */
sdramHandle.Instance = FMC_SDRAM_DEVICE;
Timing.LoadToActiveDelay = 2;
Timing.ExitSelfRefreshDelay = 7;
Timing.SelfRefreshTime = 4;
Timing.RowCycleDelay = 7;
Timing.WriteRecoveryTime = 2;
Timing.RPDelay = 2;
Timing.RCDDelay = 2;
sdramHandle.Init.SDBank = FMC_SDRAM_BANK1;
sdramHandle.Init.ColumnBitsNumber = FMC_SDRAM_COLUMN_BITS_NUM_9;
sdramHandle.Init.RowBitsNumber = FMC_SDRAM_ROW_BITS_NUM_13;
sdramHandle.Init.MemoryDataWidth = SDRAM_MEMORY_WIDTH;
sdramHandle.Init.InternalBankNumber = FMC_SDRAM_INTERN_BANKS_NUM_4;
sdramHandle.Init.CASLatency = FMC_SDRAM_CAS_LATENCY_3;
sdramHandle.Init.WriteProtection = FMC_SDRAM_WRITE_PROTECTION_DISABLE;
sdramHandle.Init.SDClockPeriod = SDCLOCK_PERIOD;
sdramHandle.Init.ReadBurst = FMC_SDRAM_RBURST_ENABLE;
sdramHandle.Init.ReadPipeDelay = FMC_SDRAM_RPIPE_DELAY_1;
/* SDRAM 控制器初始化 */
BSP_SDRAM_MspInit(&sdramHandle, NULL);
if(HAL_SDRAM_Init(&sdramHandle, &Timing) != HAL_OK)
{
sdramstatus = SDRAM_ERROR;
}
else
{
/* SDRAM 初始化顺序 */
BSP_SDRAM_Initialization_sequence(REFRESH_COUNT);
}
return sdramstatus;
}
=== 3.SDRAM 读写函数 ===
#define write_sdram(offset,data) *(volatile unsigned short int *)(SDRAM_DEVICE_ADDR + (offset << 1)) = data
#define read_sdram(offset) *(volatile unsigned short int *)(SDRAM_DEVICE_ADDR + (offset << 1))
定义 SDRAM 读写函数
uint8_t BSP_SDRAM_ReadData(uint32_t uwStartAddress, uint32_t *pData,
uint32_t uwDataSize)
{
if(HAL_SDRAM_Read_32b(&sdramHandle, (uint32_t *)uwStartAddress, pData, uwDataSize) != HAL_OK)
{
return SDRAM_ERROR;
}
else
{
return SDRAM_OK;
}
}
函数功能：在轮询模式下从 SDRAM 存储器中读取大量数据。
uwStartAddress：读取起始地址。
pData：指向要读取的数据的指针。
uwDataSize：从存储器读取的数据的大小。
uint8_t BSP_SDRAM_WriteData(uint32_t uwStartAddress, uint32_t *pData,uint32_t uwDataSize)
{
if(HAL_SDRAM_Write_32b(&sdramHandle, (uint32_t *)uwStartAddress, pData, uwDataSize) != HAL_OK)
{
return SDRAM_ERROR;
}
else
{
return SDRAM_OK;
}
}
功能介绍：在轮询模式下将大量数据写入 SDRAM 存储器。
uwStartAddress：写入起始地址。
pData：指向要写入数据的指针。
uwDataSize：向存储器写入的数据大小。
uint8_t BSP_SDRAM_Sendcmd(FMC_SDRAM_CommandTypeDef *SdramCmd)
{
if(HAL_SDRAM_SendCommand(&sdramHandle, SdramCmd, SDRAM_TIMEOUT) != HAL_OK)
{
return SDRAM_ERROR;
}
else
{
return SDRAM_OK;
}
}
功能介绍：向 SDRAM bank 发送命令。
SdramCmd：指向 SDRAM 命令结构的指针
=== 4.FMC初始化函数 ===
void MX_FMC_Init(void)
{ //本实验中我们只用到了 FMC 的引脚，时序配置使用官方提供的 SDRAM 驱动
FMC_SDRAM_TimingTypeDef SdramTiming = {0};
/* 执行 SDRAM1 存储器初始化序列 */
hsdram1.Instance = FMC_SDRAM_DEVICE;
/* hsdram1 初始化 */
hsdram1.Init.SDBank = FMC_SDRAM_BANK1;
hsdram1.Init.ColumnBitsNumber = FMC_SDRAM_COLUMN_BITS_NUM_8;
hsdram1.Init.RowBitsNumber = FMC_SDRAM_ROW_BITS_NUM_13;
hsdram1.Init.MemoryDataWidth = FMC_SDRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;
hsdram1.Init.InternalBankNumber = FMC_SDRAM_INTERN_BANKS_NUM_4;
hsdram1.Init.CASLatency = FMC_SDRAM_CAS_LATENCY_1;
hsdram1.Init.WriteProtection = FMC_SDRAM_WRITE_PROTECTION_DISABLE;
hsdram1.Init.SDClockPeriod = FMC_SDRAM_CLOCK_DISABLE;
hsdram1.Init.ReadBurst = FMC_SDRAM_RBURST_DISABLE;
hsdram1.Init.ReadPipeDelay = FMC_SDRAM_RPIPE_DELAY_0;
/* Sdram 时序 */
SdramTiming.LoadToActiveDelay = 16;
SdramTiming.ExitSelfRefreshDelay = 16;
SdramTiming.SelfRefreshTime = 16;
SdramTiming.RowCycleDelay = 16;
SdramTiming.WriteRecoveryTime = 16;
SdramTiming.RPDelay = 16;
SdramTiming.RCDDelay = 16;
if (HAL_SDRAM_Init(&hsdram1, &SdramTiming) != HAL_OK)
{
Error_Handler( );
}
}
==== 五、 实验步骤 ====
- 把仿真器与iCore4TX的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
- 把iCore4TX通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4TX供电；
- 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
- 烧写程序到iCore4TX上；
- 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====
SDRAM 读写测试成功，LED 常亮，并在终端显示出“SDRAM TEST OK!”。测试失败 LED 灯闪烁，并在终端显示“SDRAM ERROR!”
{{ :icore4tx:icore4tx_arm_hal_14_7.png?direct |}}