STM32学习笔记（6.1）：LCD的显示

1. LCD/LCM的基本概念
液晶显示器(Liquid Crystal Display: LCD)的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
LCM(LCD Module)即LCD显示模组、液晶模块，是指将液晶显示器件，连接件，控制与驱动等外围电路，PCB电路板，背光源，结构件等装配在一起的组件。
在平时的学习开发中，我们一般使用的是LCM，带有驱动IC和LCD屏幕等多个模块。

2. FSMC的基本概念
在STM32上开发LCD显示，可以有两种方式来对LCD进行操作，一种是通过普通的IO口，连接LCM的相应引脚来进行操作，第2种是通过FSMC来进行操作。
可变静态存储控制器(Flexible Static Memory Controller: FSMC) 是STM32系列中内部集成256 KB以上FlaSh，后缀为xC、xD和xE的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。之所以称为“可变”，是由于通过对特殊功能寄存器的设置，FSMC能够根据不同的外部存储器类型，发出相应的数据/地址/控制信号类型以匹配信号的速度，从而使得STM32系列微控制器不仅能够应用各种不同类型、不同速度的外部静态存储器，而且能够在不增加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器，满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
FSMC有很多优点：
1. 支持多种静态存储器类型。STM32通过FSMC可以与SRAM、ROM、PSRAM、NOR Flash和NANDFlash存储器的引脚直接相连。
2. 支持丰富的存储操作方法。FSMC不仅支持多种数据宽度的异步读/写操作，而且支持对NOR、PSRAM、NAND存储器的同步突发访问方式。
3. 支持同时扩展多种存储器。FSMC的映射地址空间中，不同的BANK是独立的，可用于扩展不同类型的存储器。当系统中扩展和使用多个外部存储器时，FSMC会通过总线悬空延迟时间参数的设置，防止各存储器对总线的访问冲突。
4. 支持更为广泛的存储器型号。通过对FSMC的时间参数设置，扩大了系统中可用存储器的速度范围，为用户提供了灵活的存储芯片选择空间。
5. 支持代码从FSMC扩展的外部存储器中直接运行，而不需要首先调入内部SRAM。
FSMC包含两类控制器：
1. 1个NOR闪存/SRAM控制器，可以与NOR闪存、SRAM和PSRAM存储器接口。
2. 1个NAND闪存/PC卡控制器，可以与NAND闪存、PC卡，CF卡和CF+存储器接口。
控制器产生所有驱动这些存储器的信号时序：
1. 16位数据线，用于连接8位或16位的存储器；
2. 26位地址线，最多可连续64MB的存储器（这里不包括片选线）；
3. 5位独立的片选信号线；
4. 1组适合不同类型存储器的控制信号线：
- 控制读/写操作
- 与存储器通信，提供就绪/繁忙信号和中断信号
- 与所用配置的PC卡接口：PC存储卡、PC I/O卡和真正的IDE接口
从FSMC的角度看，可以把外部存储器划分为固定大小为256MB的4个存储块

· 存储块1用于访问最多4个NOR闪存或者PSRAM存储设备。这个存储区被划分为4个NOR/PSRAM区，并有4个专用的片选。
· 存储块2和3用于访问NAND闪存设备，每个存储块连接一个NAND闪存。
· 存储块4用于访问PC卡设备
每一个存储块上的存储器类型是由用户在配置寄存器中定义的。
注意：FSMC只是提供了一个控制器，并不提供相应的存储设备，至于外设接的是什么设备，完全是由用户自己选择，只要能用于FSMC控制，就可以，像本次实验中，我们接的就是LCM。

3. 本例中FSMC的使用
由于本例只是利用FSMC对LCM进行操作，因此不用完全懂得FSMC的所有功能，而是懂得一部分相应的操作即可。
1. FSMC包括哪几个部分
FSMC包含以下4个模块：
· AHB接口（包含FSMC配置寄存器）
· NOR闪存和PSRAM控制器
· NAND闪存和PC卡控制器
· 外部设备接口
需要注意的是，FSMC可以请求AHB进行数据宽度操作。如果AHB操作的数据宽度大于外部设备(NOR或NAND或LCD)的宽度，此时FSMC将AHB操作分割成几个连续的较小的数据宽度，以适应外部设备的数据宽度。
2. FSMC对外部设备的地址映像
FSMC对外部设备的地址映像从0x6000 0000开始，到0x9FFF FFFF结束，一共4个地址块，每个地址块256MB，而每个地址块又分成4个分地址块，大小为64MB。对于NOR的地址映像来说，我们可以通过选择HADDR[27:26] 来确定当前使用的是哪个64M的分地址块。而这四个分存储块的片选，则使用 NE[4:1]来选择。数据线/地址线/控制线是共享的。
这里的HADDR 是需要转换到外部设备的内部AHB地址线，每个地址对应一个字节单元。因此，若外部设备的地址宽度是8位的，则HADDR[25:0]与STM32的CPU引脚 FSMC_A[25:0]一一对应，最大可以访问64M字节的空间。若外部设备的地址宽度是16位的，则是HADDR[25:1]与STM32的CPU引脚FSMC_A[24:0]一一对应。在应用的时候，可以将FSMC_A总线连接到存储器或其他外设的地址总线引脚上。

4. ILI9325
由于我们使用的是奋斗STM32 V3开发板，其内部自带的是一个LCM，产品的编号是：QD024CPS25-36AV0，其中的详细规格参数可以参考QD024CPS25-36AV0规格书中的记载。而LCM中的驱动IC就是采用的ILI9325。
ILI9325的功能很多，在此无法一一说明，但是参考ILI9325的Datasheet我们发现有几个引脚还是非常重要的，而只要操作好了这几个引脚，基本上就可以实现简单的对LCM的控制了。
nCS: IC的片选信号。如果是低电平，则ILI9325是被选中，并且可以进行操作，如果是高电平，这不被选中。
RS: 寄存器选择信号。如果是低电平，则选择的是索引或者状态寄存器，如果是高电平，则选择控制寄存器。
nWR/SCL: 写使能信号，低电平有效。
nRD: 读使能信号，低电平有效。
以上内容是从ILI9325的Datasheet里面找到的，但是根据我的实际操作发现，似乎高电平也是有效的。而且，不管是高电平还是低电平，都可以成功驱动LCD，如果有了解情况的可以讨论一下。
ILI9325的寄存器非常多，详细的各个寄存器的功能请参考ILI9325的Datasheet。在对ILI9325进行操作时，应该先写地址，然后再写数据，设置好各个寄存器之后，ILI9325就可以开始工作了。

5.