大白话讲解APM32F4xx 的 SMC 外挂 SRAM保姆级教程

只看该作者 · 2025-6-24 22:18

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大白话讲解APM32F4xx 的 SMC 外挂 SRAM保姆级教程

想象一下你的单片机（APM32F4xx）需要更多“临时记事本”（RAM）空间来存放大数据，但自带的“小本子”不够用了。于是你外接了一个“大号记事本”（SRAM 芯片 IS62WV12816）。但是，单片机不能直接和这个“大本子”说话，需要一个“翻译官”和“交通指挥”——这就是 SMC（静态存储控制器）。

难题的核心在于“沟通的节奏”（时序）：

1. “翻译官” SMC 很忙：它有 4 个“大办公室”（存储块），你的 SRAM 只能占用其中一个（比如 1 号办公室）。办公室里还有 4 个“小工位”（64MB 区域），你用哪根“呼叫线”（`NE1`, `NE2`...）决定了 SRAM 坐在哪个工位上，也决定了它的“门牌号”（映射地址，如 `0x60000000`）。

2. “大本子” SRAM 有严格规矩：当你想：

写数据：单片机(SMC)必须先告诉 SRAM “我要写东西了！”（拉低 `WE` 信号），然后稳定地举着“地址牌”（地址信号）至少 `tSA` 时间，再稳定地举着“数据牌”（数据信号）至少 `tPWE` 时间（40ns），最后才能放下“我要写”的牌子（拉高 `WE`）。整个过程（`tWC`）不能少于 55ns。

读数据：单片机(SMC)必须先告诉 SRAM “我要读东西了！”（拉低 `OE` 信号），然后稳定地举着“地址牌”至少 `tAA` 时间（0ns，但它需要反应时间），SRAM 才会把数据准备好。整个过程（`tRC`）不能少于 55ns。

3. 配置“翻译官”的节奏（时序）：这是最麻烦的一步！单片机内部有个“心跳”（HCLK，168MHz，跳一下约6ns）。你需要告诉 SMC：

“地址牌”举多久后才给数据/举数据？ (`addressSetupTime` / `dataSetupTime`)。例子中，地址牌几乎不用提前举（设为 0），数据牌需要举 10 个“心跳”（10 6ns = 60ns），这满足了写数据需要举牌至少 40ns 的要求，同时也保证了整个读写动作（60ns + 一点点）都超过了 55ns 的最低要求。

对于 SRAM 这种简单设备，其他花哨的“沟通方式”（如突发模式、地址数据线复用、扩展模式、等待信号）一般都用不上，统统关掉（`DISABLE`）。

4. 硬件接线（搭桥）：必须严格按照单片机和 SRAM 芯片的说明书，把所有的“地址线”、“数据线”、“控制线”（`WE`-写使能, `OE`-读使能, `CE`-片选/呼叫线）一一对应接好。接错一根线，“翻译官”就懵了。

5. 软件干活（发指令）：

第一步：告诉单片机哪些引脚是给“翻译官” SMC 用的，并设置好这些引脚的模式（GPIO配置）。

第二步：给“翻译官” SMC 详细的工作手册（配置结构体）：

用哪个“办公室”和“工位”（`bank = SMC_BANK1_NORSRAM_1`）。

沟通对象是 SRAM（`memoryType = SRAM`）。

“数据牌”一次举 16 位（`memoryDataWidth = 16BIT`）。

用前面算好的“举牌时间”（`addressSetupTime=0`, `dataSetupTime=10`）。

用最基础的沟通模式（`accessMode = MODE_A`）。

关掉所有高级功能（突发、复用、扩展模式等都 `DISABLE`）。

第三步：启动“翻译官”（调用 `SMC_ConfigNORSRAM` 函数）。

6. 像用自家内存一样方便：配置完成后，单片机只要往 `0x60000000` 这个“门牌号”开始的地方读写数据，SMC“翻译官”就会自动按照设定好的严格“节奏”，精准地控制所有信号线（地址、数据、`WE`/`OE`/`CE`），可靠地与外部 SRAM“大本子”进行数据交换。你只需要 `(uint16_t)0x60000000 = myData;` 或者 `myData = (uint16_t)0x60000000;` 就行了！

总结难点关键点：

地址映射：理解 SRAM 物理空间如何通过 `NE` 片选线映射到单片机特定的内存地址（如 `0x6xxxxxxx`）。

引脚连接：必须准确无误地连接大量地址线、数据线、控制线。

时序计算与配置：这是最大的技术难点！需要：

1. 仔细阅读 SRAM 芯片手册的关键时序参数（`tWC`, `tPWE`, `tRC` 等）。

2. 理解 SMC 相关时序寄存器（通过 `SMC_NORSRAMTimingConfig_T` 配置）的含义（建立时间、保持时间等）。

3. 根据 SMC 的工作时钟（HCLK 周期）和 SRAM 要求的时间（纳秒），计算出寄存器需要填写的数值（多少个 HCLK 周期）。

4. 在配置结构体中正确设置这些计算值和工作模式。

初始化流程：严格按照步骤配置 GPIO 和 SMC 外设。

只要搞定了时序计算和配置（第3点），并确保硬件连接正确，APM32F4xx 的 SMC 就能非常高效可靠地扩展外部 SRAM，大大增加系统的可用内存资源。