【跟我学OSKinetis】第10课-FlexBus之SRAM、LCD的应用

洋葱圈

FlexBus是一种多功能的外部总线接口，在Kinetis K60芯片上，你见过最多的引脚可能就是FB_xx标号的了，这个就是FlexBus模块的复用功能引脚。FlexBus能干什么，它能够驱动各种从机设备，例如：外部ROM、RAM、FLash内存、可编程逻辑器件或其他器件（LCD控制器）…
接下来的内容，我们将针对OSKinetis固件库中的FlexBus库函数做详细讲解，如果你要了解FlexBus的具体功能、寄存器编程，建议你百度一下FlexBus，有几篇文章写的是不错的，如果你英文够好，那么更墙裂推荐看一下官网的应用文档AN4393-《Using FlexBus Interface for Kinetis Microcontrollers》-by: Carlos Musich and Alejandro Lozano.该文档针对Kinetis的FlexBus接口做了详尽的描述，包括外部RAM、LCD的应用实例、寄存器编程甚至PCB布线。

FlexBus驱动LCD

不是什么LCD都能被FlexBus驱动，只有兼容8080或8600时序的LCD才可以被驱动，例如RUSH Kinetis开发板所用的LCD，其控制器型号是ILI9320，就可以直接被FlexBus驱动。本节将到的关于FlexBus驱动ILI9320的内容同样适用于其他类似型号的控制器。

FlexBus与LCD之间的连接

下图是从ILI9320的技术文档中截取的，其中红框圈出的部分就是LCD与K60的FlexBus总线引脚实际需要连接的部分。由于是LCD控制器的文档，因此该图并未标出单片机一边的具体引脚。System Interface可以看做是K60的FlexBus引脚，ILI9320一边是LCD上的引脚。其中nCS是LCD控制器的使能信号（片选），它由K60的FB_CS0引脚控制；nWR是写使能信号 ，它由FB_RW引脚控制；nRD是读使能信号，它由FB_OE引脚控制，DB[17:0]是数据\命令总线，他们负责传输数据或者命令，方向是双向的，由于RUSH Kinetis开发板的LCD是16位数据传输的，因此只用到了ILI9320的DB[15:0]，他们分别由FlexBus 的FB_AD15~FB_AD0控制；最后还有一个RS信号，他是LCD控制器的命令\数据选择信号，由于FlexBus没有特殊的这样一个引脚，因此我们采用FB_AD16引脚进行控制，至于为什么这样做下面会讲到。

FlexBus的LCD驱动编程

在OSKinetis固件库中，既提供了FlexBus的底层库函数，又提供了LCD的驱动函数，其中LCD的驱动函数是基于FlexBux底层库函数封装的，如果你想用FlexBus库函数驱动其他设备，可以直接参考LCD驱动的写法。LCD的驱动函数在DEV文件夹下，名为DEV_LCD.h和DEV_LCD.c；FlexBus的库函数则在HW文件夹下。
下面具体看下LCD中关于FlexBus的初始化的代码是如何实现的，打开例程“LPLD_LCD”，打开lib\LPLD\DEV\DEV_LCD.c这个文件，可以看到函数LPLD_LCD_FLEXBUS_Init()

01	FB_InitTypeDef fb_init;
02	fb_init.FB_Fbx = FB0;
03	fb_init.FB_ChipSelAddress = LCD_CMD_ADDRESS;
04	fb_init.FB_AutoAckEnable = TRUE;
05	fb_init.FB_IsRightJustied = TRUE;
06	fb_init.FB_WateStates = 0x02;
07	fb_init.FB_PortSize = FB_SIZE_16BIT;
08	fb_init.FB_AddressSpace = FB_SPACE_KB(128);   //128K
09	fb_init.FB_ReadAddrHold = 0;
10	fb_init.FB_WriteAddrHold = 0;
11	LPLD_FlexBus_Init(fb_init);

Line 1：首先还是初始化一个FlexBus结构体变量。
Line 2：选择使用FB0模块，这里有一点要注意，Kinetis内部有6个FB模块可用，FB0~FB5。但是只有在FB_CS0被使用的情况下，其他FB的片选才能使用。因此无论如何，用几个FBx都要先使能FB0……
Line 3：这里配置成员变量FB_ChipSelAddress来设置外部设备的片选地址，这里的LCD_CMD_ADDRESS是宏定义，其值是(0×60000000)。首先，这个值是有一定范围的，不能随便设置，Kinetis内部寻址空间给FlexBus划定的区域是（0x6000_0000至0xDFFF_FFFF），因此超过这个区域的地址都是不合法的。其次，你可能注意到了，这里的宏定义名字中带有CMD，这是我们起名的时候的一个Tip，代表这个地址是LCD控制器的命令总线地址，在操作LCD的时候我们要写入或读出各种命令，就直接往LCD_CMD_ADDRESS中去读写就可以了。你可能还会注意到在.h文件中定义了一个LCD_DATA_ADDRESS，没错，这个是LCD的数据总线地址，他的值是(0×60010000)。有没有注意到他比命令总线地址多了0×10000，这里的1出现在了地址的第16位，也就是说当使用这个地址时，FB_AD16这个信号会置1，即RS信号位高，代表写入数据。而其他的数据，不管是CMD数据还是DATA数据都走FB_0至FB_15这16位。
Line 4：使能FlexBus的自动应答产生。
Line 5：配置成员变量FB_IsRightJustied来设置数据右对齐，也就说，FlexBus上的有效数的最低位将出现在从FB_AD0上，例如LCD控制器是16位数据，那么他的读写数据就从FB_AD0~FB_AD15上出现，其余的引脚为地址信号，如FB_AD16。加入这里配置为FALSE，也就是说左对齐，那么LCD的16位数据就要从FB_AD31~FB_AD16上上出现，其余的位为地址信号。
Line 6：配置FB_WateStates在产生内部应答前加入的等待个数为2个。这个主要是配合具体的从设别而定，如果从设备运行速度较慢，则要多插入几个等待周期。
Line 7：配置FB_PortSize，设置FB总线的数据位宽为16位。
Line 8：配置寻址空间大小为128k，通过配置这个变量，FB库函数会自动初始化需要用到的FB_AD引脚个数、基地址掩码等参数，但是这个数字是如何确定的呢。原来我们总共使用了17个FB_AD引脚，因此2的16次方是就是128*1024这么大。当然一个LCD控制器可能实际用不了这么多地址，但是它不是一个RAM，我们无法确定他的寻址空间真正大小，只能通过它用到的引脚数来确定寻址空间大小。如果你使用的2Mbit的SRAM，就可以直接配置为256了，因为256K Byte=2M bit。
Line 9~10：配置读地址和写地址保持时间为0，即在CS使能之前保持时间为0。

以上就可以个以ILI9320为控制器的LCD液晶屏接口的初始化函数，当然这个仅仅是接口的初始化，代表初始化完成后你可以正常操作LCD命令和数据的读写操作，要想使LCD正常显示出图像，还需要进一步写入不同的命令和数据。这个过程就跟使用单片机内部的变量一样简单了，具体看下面一段代码：

1	static void LPLD_LCD_WriteIndex(uint16 index)
2	{
3	*(vuint16*)LCD_CMD_ADDRESS = index;  //write
4	}

这是一个LCD驱动的内部函数LPLD_LCD_WriteIndex()，用来给LCD写控制命令，你可以看到我们可以直接把index的值给LCD_CMD_ADDRESS这个地址，就像给普通变量赋值一样简单，这样做的话Kinetis就会自动把index的这个16位数据，直接呈现在FB_AD0~FB_AD15上了，并且将RS置0，告诉LCD现在输出的是给你的控制命令。当然在代码中要做小小的设置，就是告诉编译器LCD_CMD_ADDRESS是一个16位数据的地址变量，在前面加强制转换“*(vuint16*)”。

剩下的读写数据函数和这个代码类似，大家可以自行浏览，然后其他的LCD屏幕初始化、绘图函数就全部通用了，即与FlexBus驱动是无关的了。

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FlexBus驱动SRAM

和单片机内部的RAM一样，SRAM是一种临时存储数据的设备，一旦掉电数据就不复存在。但是他的读写速度都要比ROM、Flash快很多。很多应用在使用大数组存储图像或其他数据时，常常会受限于单片机内部的小RAM的牵制，这时候外扩一个大容量的RAM会是一个不错的选择。在RUSH Kinetis的开发板上，内置了一个2Mbit大小的SRAM，他相比与SDRAM，读写速度要更加迅速。

FlexBus与SRAM的连接

与LCD相比，SRAM的连接更加复杂一点，具体电路原理图如下图所示。在RUSH Kinetis开发板上，采用型号为IS61WV12816DBLL的SRAM，芯片上的Ax为地址引脚，IOx为数据引脚，OE、WE、CE分别是读使能、写使能和片选，LB和UB分别是选择16位数据的低8位和高8位。在与FlexBus的实际连接中，我们用FB_AD0~FB_AD17这18个引脚作为SRAM的地址总线，但是你会发现A0实际上是由FB_AD1控制的，那么FB_AD0去哪了呢？原来这里我们采用了AD0来控制高低8位的选择，将AD0直接连接至LB，再将通过非门的AD0_B连接至UB，可以达到控制16位数据中高低8位数据选择的目的。这样就使得本来是16位数据寻址的SRAM变为了8位数据寻址。再看IOx的16个数据引脚，由于通过控制LB和UB可实现单次8位数据的读写，因此这里只需要FB_AD24~FB_AD31这8个信号来读写数据了。为了能使FlexBus总线在LCD与SRAM之间复用，在SRAM的连接中采用FB_CS1作为该器件的片选引脚。

FlexBus的SRAM驱动编写

同样的，OSKinetis库函数中提供了SRAM的驱动函数，该驱动函数在DEV_SRAM.c中实现，下面看一下SRAM中的初始化代码（例程“LPLD_SDRAM”）：

01	FB_InitTypeDef fb_init;
02	fb_init.FB_Fbx = FB1;
03	fb_init.FB_ChipSelAddress = SDRAM_ADDRESS;
04	fb_init.FB_AutoAckEnable = TRUE;
05	fb_init.FB_IsRightJustied = FALSE;
06	fb_init.FB_WateStates = 0x02;
07	fb_init.FB_PortSize = FB_SIZE_8BIT;
08	fb_init.FB_AddressSpace = FB_SPACE_KB(SDRAM_SIZE);
09	fb_init.FB_ReadAddrHold = 0;
10	fb_init.FB_WriteAddrHold = 0;
11	LPLD_FlexBus_Init(fb_init);

Line 3：配置SRAM的片选地址为SDRAM_ADDRESS，该宏定义的值为(0×70000000)，在FlexBus的预留空间范围内。
Line 5：配置FB_IsRightJustied成员变量为FALSE，也就是说不使用右对齐方式，即FB1模块的数据由FB_ADx总线的最高位开始输入输出，即左对齐。
Line 7：配置数据位宽为FB_SIZE_8BIT，即8位位宽，因此SRAM的8位数据会从FB的AD31~AD24这8个口进行传输。而其余的AD0~AD17则作为FlexBus的地址总线传输地址数据。
Line 8：配置FB1的寻址空间大小为SDRAM_SIZE，该宏定义的值为(256)，即SRAM的大小为2 Mbit=256 KByte。

初始化完毕后，你就可以直接用以SDRAM_ADDRESS为地址开始的变量进行数据的存储了，使用方法和上面介绍的LCD的方法一样。当然，SDRAM_ADDRESS仅仅是一个SRAM寻址空间的基地址，也就是说SDRAM_ADDRESS只能存1个字节，如果你要再存第二个字节，需要在SDRAM_ADDRESS的地址上+1。为了方便开发，OSKinetis提供了SRAM的动态内存分配函数，这些函数的使用方法和malloc()、free()等函数一样，只不过分配的内存空间均在外部SRAM内。具体的使用方法请见例程“LPLD_SDRAM”。

1	//初始化SDRAM所需的FlexBus
2	void LPLD_SDRAM_Init(void);
3	//在SDRAM中动态分配一段空间
4	void *LPLD_SDRAM_Malloc(unsigned);
5	//释放在SDRAM中动态分配的空间
6	void LPLD_SDRAM_Free(void *);

• 有什么需求和疑问欢迎联系 support[AT]lpld.cn
• OSKinetis固件库专业讨论群，有机会和固件库开发者一对一交流。QQ群：184156168（入群请输入“LPLD固件库”）
• OSKinetis V3固件库及例程获取：http://www.znczz.com/thread-207411-1-1.html
  

洋葱圈

附上开头说的文档在线地址：
http://cache.freescale.com/files ... mp;Parent_pageType=

1508323954

没玩过K60的FlexBus，应该和STM32的FSMC差不多

ww1993

龙翱九天

请问S12可以加外部RAM吗

qylqh2012

FB_AD16  是PTB17     ，   而你说的那个拉普兰德学习版，TFT ILI9320液晶的RS位，是连接PTD1。所以貌似你说错了吧

wgw5820974944

又了解些不知道的东西了

wijop

有点复杂的说

小杜锅锅

谢谢。我不看你的我都不知道flexbus是啥东西