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icore4tx_14

这是本文档旧的修订版!


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版本 日期 作者 修改内容
V1.0 2020-07-28 gingko 初次建立





STM32CubeMX教程十四——SDRAM实验




1.在主界面选择File–>New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR。 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。 3.配置RCC,使用外部时钟源。 4.时基源选择SysTick。 5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output。 6.引脚模式配置。 7.设置串口。 8.配置FMC 9.在 NVIC Settings 一栏使能接收中断。 10.时钟源设置,选择外部高速时钟源,配置为最大主频。 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。 12.点击Code Generator,进行进一步配置。

  • 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。 创建成功,打开工程。

实验十四:SDRAM实验——读写测试SDRAM

一、 实验目的与意义

  1. 了解STM32 SDRAM结构。
  2. 了解STM32 SDRAM特征。
  3. 掌握SDRAM的使用方法。
  4. 掌握STM32 HAL库中SDRAM属性的配置方法。
  5. 掌握KEILMDK集成开发环境使用方法。

二、 实验设备及平台

  1. iCore4TX 双核心板点击购买
  2. JLINK(或相同功能)仿真器。点击购买
  3. Micro USB线缆。
  4. Keil MDK 开发平台。
  5. STM32CubeMX开发平台。
  6. 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

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。
(1) 指令阶段
(2) 地址阶段
(3) 交换字节阶段
(4) 空指令周期阶段
(5) 数据阶段

四、 实验程序

1.主函数

int main(void)  
{  
    int i;  
    int temp;  
    unsigned char write_buffer[4096];  
    unsigned char read_buffer[4096];  
    HAL_Init();  
 
    SystemClock_Config();  
    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);
 
    MX_GPIO_Init();  
    MX_USART2_UART_Init();  
    MX_QUADSPI_Init();  
    BSP_QSPI_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");         
    temp = BSP_QSPI_FLASH_ReadID();  
    usart2.printf("FLASH ID: 0x%X\r\n",temp);  
   for(i = 0;i < 4096;i ++){      
        write_buffer[i] = i % 256;  
        read_buffer[i] = 0;  
    }  
    BSP_QSPI_Write(write_buffer,0,4096);  //写数据
    BSP_QSPI_Read(read_buffer,0,4096);     //读数据
    for(i = 0;i < 4096;i ++){     
        if(read_buffer[i] != write_buffer[i]){  
            usart2.printf("FLASH ERROR!\r\n");  
            while(1);  
        }  
    }  
    usart2.printf("FLASH TEST OK!\r\n");      
    while (1)  
    {   
    }  
}

2.QSPI初始化函数

初始化好QSPI外设后,还要初始化初始化QSPI存储器,需要先复位存储器,使能写操作,配置状态寄存器才可进行数据读写操作。

uint8_t BSP_QSPI_Init(void)  
{  
  QSPIHandle.Instance = QUADSPI;  
  /* 调用DeInit函数重置驱动程序 */  
  if (HAL_QSPI_DeInit(&QSPIHandle) != HAL_OK)  
  {  
    return QSPI_ERROR;  
  }  
  /* 系统级初始化 */  
  BSP_QSPI_MspInit(&QSPIHandle, NULL);  
  /*  QSPI初始化 */  
  /* 时钟预分频器设置为1,因此QSPI时钟= 240MHz /(1 + 1)= 120MHz */ 
  QSPIHandle.Init.ClockPrescaler     = 1;  
  QSPIHandle.Init.FifoThreshold      = POSITION_VAL(W25Q64_FLASH_SIZE) - 1;  
  QSPIHandle.Init.SampleShifting     = QSPI_SAMPLE_SHIFTING_NONE;  
  QSPIHandle.Init.FlashSize          = POSITION_VAL(W25Q64_FLASH_SIZE) - 1;  
  QSPIHandle.Init.ChipSelectHighTime = QSPI_CS_HIGH_TIME_6_CYCLE;  
  QSPIHandle.Init.ClockMode          = QSPI_CLOCK_MODE_0;  
  QSPIHandle.Init.FlashID            = QSPI_FLASH_ID_1;  
  QSPIHandle.Init.DualFlash          = QSPI_DUALFLASH_DISABLE;  
  if (HAL_QSPI_Init(&QSPIHandle) != HAL_OK)  
  {  
    return QSPI_ERROR;  
  }  
  return QSPI_OK;  
}

3.QSPI读函数

要从存取器中读取数据,首先要用一个指针指向读回来的数据,并确定数据的首地址,数据大小,通过库函数HAL_QSPI_Command发送配置命令,然后调用库函数HAL_QSPI_Receive接收数据,最后等待操作完成,代码如下:

uint8_t BSP_QSPI_Read(uint8_t* pData, uint32_t ReadAddr, uint32_t Size)  
{  
  QSPI_CommandTypeDef s_command;  
  /* 初始化读取命令 */  
  s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;  
  s_command.Instruction       = QUAD_OUT_FAST_READ_CMD;  
  s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_1_LINE;  
  s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;  
  s_command.Address           = ReadAddr;  
  s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;  
  s_command.DataMode          = QSPI_DATA_4_LINES;  
  s_command.DummyCycles       = W25Q64_DUMMY_CYCLES_READ_QUAD;  
  s_command.NbData            = Size;  
  s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;  
  s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;  
  s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;     
  /* 配置命令 */  
  if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)  
  {  
    return QSPI_ERROR;  
  }  
  /* 数据接收 */  
  if (HAL_QSPI_Receive(&QSPIHandle, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)  
  {  
    return QSPI_ERROR;  
  }  
  return QSPI_OK;  
}

pData:指向要读取的数据的指针 ReadAddr:读取起始地址 Size:要读取的数据大小

4.QSPI写函数

要从存取器中写入数据,首先要用一个指针指向写入的数据,并确定数据的首地址,数据大小,根据写入地址及大小判断存储器的页面,然后通过库函数HAL_QSPI_Command发送配置命令,再调用库函数HAL_QSPI_Transmit逐页写入数据,最后等待操作完成。代码如下:

uint8_t BSP_QSPI_Write(uint8_t* pData, uint32_t WriteAddr, uint32_t Size)
{  
  QSPI_CommandTypeDef s_command;  
  uint32_t end_addr, current_size, current_addr;  
  /* 计算写地址和页面末尾之间的大小 */  
  current_size = W25Q64_PAGE_SIZE - (WriteAddr % W25Q64_PAGE_SIZE);  
  /* 检查数据大小是否小于页面中的剩余位置*/  
  if (current_size > Size)  
  {  
    current_size = Size;  
  }  
  /* 初始化地址变量 */  
  current_addr = WriteAddr;  
  end_addr = WriteAddr + Size;  
  /* 初始化程序命令 */  
  s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;  
  s_command.Instruction       = QUAD_IN_FAST_PROG_CMD;  
  s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_1_LINE;  
  s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;  
  s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;  
  s_command.DataMode          = QSPI_DATA_4_LINES;  
  s_command.DummyCycles       = 0;  
  s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;  
  s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;  
  s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;  
  /* 逐页执行写入*/  
  do  
  {  
    s_command.Address = current_addr;  
    s_command.NbData  = current_size;  
    /* 启用写操作 */  
    if (QSPI_WriteEnable(&QSPIHandle) != QSPI_OK)  
    {  
      return QSPI_ERROR;  
    }  
     /* 配置命令 */  
    if (HAL_QSPI_Command(&QSPIHandle, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)  
    {  
      return QSPI_ERROR;  
    }  
    /* 传输数据 */  
    if (HAL_QSPI_Transmit(&QSPIHandle, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)  
    {  
      return QSPI_ERROR;  
    }  
    /* 配置自动轮询模式以等待程序结束 */  
    if (QSPI_AutoPollingMemReady(&QSPIHandle, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != QSPI_OK)  
    {  
      return QSPI_ERROR;  
    }  
      /* 为下一页编程更新地址和变量大小 */  
    current_addr += current_size;  
    pData += current_size;  
    current_size = ((current_addr + W25Q64_PAGE_SIZE) > end_addr) ? (end_addr - current_addr) : W25Q64_PAGE_SIZE;  
  } while (current_addr < end_addr);  
  return QSPI_OK;  
}

pData:指向要写入的数据的指针 ReadAddr:写入起始地址 Size:要写入的数据大小

5.QSPI_CommandTypeDe通信配置命令结构体

typedef struct  
{  
  uint32_t Instruction;        /* 设置通信指令,指定要发送到外部 SPI 设备的指令。仅可在 BUSY = 0 时修改该字段*/  
  uint32_t Address;            /* 指定要发送到外部 Flash 的地址,BUSY = 0 或 FMODE = 11(内存映射模式)时,将忽略写入该字段。在双闪存模式下,由于地址始终为偶地址,ADDRESS[0] 自动保持为“0” */  
  uint32_t AlternateBytes;     /* 指定要在地址后立即发送到外部 SPI 设备的可选数据,仅可在 BUSY = 0 时修改该字段。*/  
  uint32_t AddressSize;        /* 定义地址长度,可以是8位,16位,24位或者32位 */  
uint32_t AlternateBytesSize; /* 定义交替字节长度,可以是8位,16位,24位或者32位 */  
  uint32_t DummyCycles;        /* 定义空指令阶段的持续时间,在 SDR 和 DDR 模式下,它指定 CLK 周期数 (0-31) */  
  uint32_t InstructionMode;    /* 定义指令阶段的操作模式,00:无指令;01:单线传输指令;10:双线传输指令;11:四线传输指令*/  
  uint32_t AddressMode;        /* 定义地址阶段的操作模式,00:无地址;01:单线传输地址;10:双线传输地址;11:四线传输地址*/  
  uint32_t AlternateByteMode;  /* 定义交替字节阶段的操作模式00:无交替字节;01:单线传输交替字节;10:双线传输交替字节;11:四线传输交替字节 */  
  uint32_t DataMode;           /* 定义数据阶段的操作模式,00:无数据;01:单线传输数据;10:双线传输数据;11:四线传输数据。该字段还定义空指令阶段的操作模式 */  
  uint32_t NbData;             /* 设置数据长度,在间接模式和状态轮询模式下待检索的数据数量(值 + 1)。对状态轮询模式应使用不大于 3 的值(表示 4 字节)*/  
  uint32_t DdrMode;            /* 为地址、交替字节和数据阶段设置 DDR 模式,0:禁止 DDR 模式;1:使能 DDR 模式 */  
  uint32_t DdrHoldHalfCycle;   /* 设置DDR 模式下数据输出延迟 1/4 个 QUADSPI 输出时钟周期,0:使用模拟延迟来延迟数据输出;1:数据输出延迟 1/4 个 QUADSPI 输出时钟周期。仅在 DDR 模式下激活*/  
  uint32_t SIOOMode;           /* 设置仅发送指令一次模式,IMODE = 00 时,该位不起作用。0:在每个事务中发送指令;1:仅为第一条命令发送指令 */  
}QSPI_CommandTypeDef;

五、 实验步骤

  1. 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);
  2. 把iCore4TX通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4TX供电;
  3. 打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程;
  4. 烧写程序到iCore4TX上;
  5. 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

读写测试成功,在终端显示出“FLASH TEST OK!”。测试失败,则在终端显示“FLASH ERROR!”

icore4tx_14.1648803842.txt.gz · 最后更改: 2022/04/01 17:04 由 sean