一、FSMC 簡介與工作原理

FSMC（Flexible Static Memory Controller）是 STM32 微控制器中用于與外部靜態存儲器（如 SRAM、PSRAM、NOR Flash、LCD 等）進行通信的一個外設模塊。

1、支持的設備類型：

• SRAM / PSRAM

• NOR Flash

• NAND Flash

• PC 卡

• 擴展 I/O 接口設備（如 TFT-LCD 控制器）

2、 工作原理：

FSMC 通過地址線、數據線和控制信號（如 nWE、nOE、nCS、ALE、CLE 等）對外擴展靜態設備。其本質是將外設的訪問映射到 MCU 的外部存儲地址空間，實現類似訪問內存的方式來讀寫外設。

二、典型應用場景

三、開發步驟（基于 HAL 庫）?

1、引腳配置

FSMC 依賴 GPIO，需要設置對應的引腳模式為 AF（Alternate Function）。常見管腳如：

• 數據線 D0~D15

• 地址線 A0~Axx

• 控制線 NE1~NE4、NOE、NWE、NADV

2、時鐘使能

__HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
// 其他GPIO時鐘

3、 FSMC 初始化結構體配置

使用 FMC_NORSRAM_TimingTypeDef 和 SRAM_HandleTypeDef。

SRAM_HandleTypeDef hsram;
FMC_NORSRAM_TimingTypeDef Timing = {0};hsram.Instance = FSMC_NORSRAM_DEVICE;
hsram.Extended = FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;hsram.Init.NSBank = FSMC_NORSRAM_BANK1;
hsram.Init.DataAddressMux = FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;
hsram.Init.MemoryType = FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;
hsram.Init.MemoryDataWidth = FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;
hsram.Init.BurstAccessMode = FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;
hsram.Init.WaitSignalPolarity = FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;
hsram.Init.WrapMode = FSMC_WRAP_MODE_DISABLE;
hsram.Init.WaitSignalActive = FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;
hsram.Init.WriteOperation = FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;
hsram.Init.WaitSignal = FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;
hsram.Init.ExtendedMode = FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;
hsram.Init.AsynchronousWait = FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;
hsram.Init.WriteBurst = FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;Timing.AddressSetupTime = 2;
Timing.AddressHoldTime = 1;
Timing.DataSetupTime = 5;
Timing.BusTurnAroundDuration = 0;
Timing.CLKDivision = 2;
Timing.DataLatency = 2;
Timing.AccessMode = FSMC_ACCESS_MODE_A;if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &Timing, NULL) != HAL_OK)
{Error_Handler();
}

4、FSMC 地址映射

根據 FSMC 的?BANK地址映射，其起始地址為固定值，例如：

你可以通過訪問 *(volatile uint16_t*)0x60000000 來讀寫連接的外設。

5、代碼示例（操作LCD模塊）

#define LCD_BASE_ADDR ((uint32_t)(0x60000000)) // NE1 映射static void LCD_WriteReg(uint16_t reg)
{*(volatile uint16_t*)(LCD_BASE_ADDR) = reg;
}static void LCD_WriteData(uint16_t data)
{*(volatile uint16_t*)(LCD_BASE_ADDR | (1 << 16)) = data; // A16=1 表示數據
}void LCD_Init(void)
{LCD_WriteReg(0x0001); // 假設這是LCD的初始化寄存器LCD_WriteData(0x1234);
}

四、示例

下面是一個 基于 STM32 + FSMC + DMA 訪問外部 SRAM（以 IS61LV25616 為例） 的完整示例。此例程使用 HAL 庫實現了對外部 SRAM 的初始化、DMA 讀寫操作。

1、示例目標

• 通過 FSMC 接口擴展外部 SRAM

• 使用 DMA 進行高效數據傳輸（寫入和讀取）

• SRAM 芯片示例：IS61LV25616，256K x 16bit = 512KB

2、硬件前提（假設如下）：

3、工程結構

• main.c: 主函數

• sram.c/h: FSMC+DMA 初始化 & 操作函數

• 使用 STM32CubeMX 自動生成 HAL 框架，添加 SRAM 相關內容

Step 1: 配置 STM32CubeMX

1. 開啟 FSMC 外設（有些型號叫 FMC）

2. 配置為：

   • SRAM

   • Bank1

   • 數據總線寬度：16bit

   • 地址/數據復用：關閉

   • 寫操作：啟用

3. 開啟 DMA 通道（如 DMA2_Stream0，MemoryToMemory，優先級 High）

4. 啟用對應的 GPIO（PD, PE, PF）

生成代碼后在 sram.c/h 中編寫以下邏輯。

#ifndef __SRAM_H
#define __SRAM_H#include "stm32f4xx_hal.h"#define SRAM_BANK_ADDR ((uint32_t)0x60000000) // Bank1 -> NE1
#define SRAM_SIZE      (512 * 1024)           // 512KB SRAMextern SRAM_HandleTypeDef hsram1;void SRAM_Init(void);
HAL_StatusTypeDef SRAM_DMA_Write(uint32_t offset, uint8_t *src, uint32_t size);
HAL_StatusTypeDef SRAM_DMA_Read(uint32_t offset, uint8_t *dst, uint32_t size);#endif

sram.c代碼

#include "sram.h"SRAM_HandleTypeDef hsram1;
DMA_HandleTypeDef hdma_memtomem;// 初始化 FSMC SRAM + DMA
void SRAM_Init(void)
{FMC_NORSRAM_TimingTypeDef Timing = {0};/*** FSMC Configuration ***/hsram1.Instance = FMC_NORSRAM_DEVICE;hsram1.Extended = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;hsram1.Init.NSBank = FMC_NORSRAM_BANK1;hsram1.Init.DataAddressMux = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;hsram1.Init.MemoryType = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM;hsram1.Init.MemoryDataWidth = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16;hsram1.Init.BurstAccessMode = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;hsram1.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;hsram1.Init.WrapMode = FMC_WRAP_MODE_DISABLE;hsram1.Init.WaitSignalActive = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;hsram1.Init.WriteOperation = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;hsram1.Init.WaitSignal = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;hsram1.Init.ExtendedMode = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;hsram1.Init.AsynchronousWait = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;hsram1.Init.WriteBurst = FMC_WRITE_BURST_DISABLE;Timing.AddressSetupTime = 2;Timing.AddressHoldTime = 1;Timing.DataSetupTime = 5;Timing.BusTurnAroundDuration = 1;Timing.CLKDivision = 2;Timing.DataLatency = 2;Timing.AccessMode = FMC_ACCESS_MODE_A;if (HAL_SRAM_Init(&hsram1, &Timing, NULL) != HAL_OK){Error_Handler();}/*** DMA Configuration ***/__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();hdma_memtomem.Instance = DMA2_Stream0;hdma_memtomem.Init.Channel = DMA_CHANNEL_0;hdma_memtomem.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_MEMORY;hdma_memtomem.Init.PeriphInc = DMA_PINC_ENABLE;hdma_memtomem.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;hdma_memtomem.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;hdma_memtomem.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;hdma_memtomem.Init.Mode = DMA_NORMAL;hdma_memtomem.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;hdma_memtomem.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;if (HAL_DMA_Init(&hdma_memtomem) != HAL_OK){Error_Handler();}__HAL_LINKDMA(&hsram1, hdma, hdma_memtomem);
}// 使用 DMA 寫入外部 SRAM
HAL_StatusTypeDef SRAM_DMA_Write(uint32_t offset, uint8_t *src, uint32_t size)
{if ((offset + size) > SRAM_SIZE) return HAL_ERROR;uint8_t *dest = (uint8_t *)(SRAM_BANK_ADDR + offset);return HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem, (uint32_t)src, (uint32_t)dest, size);
}// 使用 DMA 從外部 SRAM 讀取
HAL_StatusTypeDef SRAM_DMA_Read(uint32_t offset, uint8_t *dst, uint32_t size)
{if ((offset + size) > SRAM_SIZE) return HAL_ERROR;uint8_t *src = (uint8_t *)(SRAM_BANK_ADDR + offset);return HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem, (uint32_t)src, (uint32_t)dst, size);
}

main.c代碼

#include "main.h"
#include "sram.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>uint8_t txBuffer[64];
uint8_t rxBuffer[64];int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();SRAM_Init();// 初始化數據for (int i = 0; i < 64; i++) {txBuffer[i] = i;}// 寫入SRAMif (SRAM_DMA_Write(0x0000, txBuffer, sizeof(txBuffer)) != HAL_OK) {printf("SRAM DMA Write Failed!\n");}HAL_Delay(10);// 讀取SRAMif (SRAM_DMA_Read(0x0000, rxBuffer, sizeof(rxBuffer)) != HAL_OK) {printf("SRAM DMA Read Failed!\n");}HAL_Delay(10);// 校驗if (memcmp(txBuffer, rxBuffer, sizeof(txBuffer)) == 0) {printf("SRAM Read/Write OK.\n");} else {printf("SRAM Data Mismatch!\n");}while (1);
}

五、開發注意事項

六、調試與排查問題技巧

1. 總線不響應

• 檢查 GPIO 是否配置為復用模式

• 檢查 FSMC 時鐘是否開啟

2. 數據錯誤或亂碼

• 檢查數據總線寬度是否正確（8/16 位）

• 檢查讀寫時序設置（尤其是 DataSetupTime）

• 檢查地址線是否配置正確（A16 通常用于寄存器/數據切換）

3. 無法訪問外設

• 使用示波器抓取 NE, NOE, NWE，是否跳變

• 使用 volatile 強制訪問，避免優化器優化掉訪問行為