使用MM32F3270 FSMC驱动OLED

交互式界面被越来越多地集成于多种应用中，例如医疗设备、过程控制、手机和其它手持设备。这些界面主要基于使用彩色TFT-LCD的图形HMI（人机界面）。随着技术的变革，OLED技术的显示方案也得到长足的发展与广泛的应用。

OLED技术与其它技术相比，具有以下优点：

（1） 功耗低
（2） 响应速度快
（3） 较宽的视角
（4） 能实现高分辨率显示
（5） 宽温度特性
（6） OLED能够实现软屏
（7） OLED成品的质量比较轻

电子产品领域中，OLED应用最为广泛的就是智能手机，其次是笔记本、显示屏、电视、平板、数码相机等领域，嵌入式应用领域中，OLED有很大一部分用作工业仪表、GPS手环、可视电话等小尺寸的显示屏。

本文介绍了如何使用 MM32F3270的FSMC（灵活的静态存储控制器）来驱动6800接口的OLED。

1. MM32F3270 FSMC的简要介绍

FSMC是Flexible static memory controller（灵活的静态存储控制器）的简称，支持并行接口的SRAM、PSRAM 、NOR FLASH 、TFT-LCD和OLED。

图1 FSMC的功能框图

2. FSMC 的功能特性

MM32的FSMC具有以下特性：

1) 可配置的静态存储器接口包括：

a) SRAM
b) PSRAM
c) NOR FLASH

2) 支持 Intel 8080 协议
3) 支持 Moto 6800 协议
4) 8位，16位，32位可配置的数据总线宽度，支持非复用与复用模式
5) BANK1 分为 4 块子 BANK，每块 64Mbit 空间
6) 时序可编程以满足不同的需求

a) 等待周期可编程
b) 总线恢复周期可编程
c) 写，读控制周期可编程

7) 可将32位的AHB访问请求，转换为对外接设备连续的8位，16位的访问

MM32F3270的FSMC提供了对多个并行外设的控制与连接，具体配置取决于存储器类型，主要涉及如下寄存器设置。

（1） SMCTLR 的 sm\_data\_width[2:0]，定义了外部存储器的数据宽度，需根据实际数据宽度配置为8位,16位，32 位，此时需要保障实现数据传输的一致性。
（2） SMCTLR的sm\_data\_width\_set0/1/2 来设置存储器的数据宽度，有三种情况：AHB 操作的数据宽度与存储器数据宽度相同，无数据传输一致性的问题；AHB 操作的数据宽度大于存储器的数据宽度时，AHB 接口将对 hwdata[15:0],hwdatabit[31:16]进行连续写操作，以适应外部设备的数据宽度，读操作时，hrdata[31:0]的低 16 位是有效数据；AHB 操作的数据宽度小于存储器的数据宽度时，若存储设备没有高低字节片选，不允许进行写操作，若存储设备有高低字节选择，通过 BL 控制访问对应字节。可以进行读操作，但有效数据需要用户自己处理。
（3） SYSCFG\_CFGR1[30:29]：mode\_sel来配置不同模式，默认值为 01

00：兼容 NOR FLASH 接口
01：兼容 8080 协议接口
10：兼容 6800 协议接口

（4） SMSKR0[10:8]用来选择三组不同的寄存器 register set0/set1/set2，以配置不同的时序

FMSC支持的外部接口

表1 FSMC控制器外部信号

3. 6800和8080总线的区别

OLED的可支持串行接口（SPI，I2C）和并行接口（主要又可以分为8080模式和6800模式）；8080模式和6800模式都需数据总线和地址总线，数据位传输可支持8位，9位，16位，18位，24位，32位，对于数据的寻址，都是一样的。8080模式和6800模式的区别主要是总线的控制方式上。
以SSD1306 的OLED 驱动芯片为例，其接口与MCU连接所需要的信号线为：

I(intel)8080模式

I8080模式管脚的控制脚有5个及Data信号：

M(Motorola)6800模式

通过上面分析，其实不难发现，它们主要区别就是：

• 8080通过“读使能（RD）”和“写使能（WR）”进行读写操作
• 6800通过“总使能（E）”和“读写选择（W/R）”进行读写操作

4. FSMC 控制OLED的硬件设计

FSMC是如何控制OLED的呢？

OLED控制使用：DC信号可以使用地址线（如A0~A18中的一根）、数据线（如D0~D7）、使能信号（E）、读写信号（RW）、片选信号（CS）。OLED通过DC信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信号，比如MB039是把DC接在A18上面，那么当FSMC控制器写地址0的时候，会使得A18 变为0，对OLED来说，就是写命令。而FSMC写地址1的时候，A0 将会变为1，对OLED来说，就是写数据。这样，就把数据和命令区分开了，其实就是对应 OLED 操作两个地址。当然DC也可以接在其他地址线上，MB039是把DC连接在PD13上面的。MM32F3270的FSMC支持8/16/32位数据宽度，我们这里用到的OLED是8位宽度的，在设置的时候需要选择8位宽。

FSMC 控制OLED 的Demo应用中，使用的开发板为MB-039，它支持外接使用SSD1306为驱动器的128 x 24 点阵OLED。

图2 OLED模块实物图

下图是OLED模块接口原理图：

图3 OLED接口原理图

各个信号作用对应如下：

表2 OLED信号对应的电源、复位与MCU接口的引脚说明

5. FSMC 控制OLED的软件设计

FMSC Demo应用中，使在库函数样例工程中使用选用：MM32F327x\_Samples\LibSamples\FSMC\FSMC\_Ex6800OLED\ 中的 FSMC\_Ex6800OLED.uvprojx

样例展示如何初始化OLED接口与实现OLED并行驱动显示。

软件分为两个部分：

（1） FSMC接口GPIO与FSMC接口参数初始化
（2） OLED显示初始化与OLED显示

FSMC接口GPIO与FSMC接口参数初始化

void FSMC_Ex6800OLED_Demo(void)
{
    u8 t = 0;
    u8* p = (u8*)0x60080000;

    OLED_nRST_Pin_Config();
    OLED_GPIO_Init();
    FSMC_Init_6800();
    OLED_nRST_Setting();
    OLED_Init();
    //其他用户代码
}

① 在OLED\_GPIO\_Init ()中实现OLED对应IO初始化
包括OLED对应nRST引脚，背光控制引脚，FSMC相关的片选，读写，E信号，数据/命令，数据D0~D7引脚的初始化。

② 在FSMC\_Init\_6800 ()中实现FSMC功能配置初始化

A. 写操作周期
B. 单个bit数据写入保持时间
C. 写操作时，地址线的建立时间
D. 读操作周期长度设置
E. 存储器数据总线位宽
F. 模式选择：6800模式
G. 外接设备的内存大小

void FSMC_Init_6800(void)
{
    FSMC_InitTypeDef  FSMC_InitStructure;
    FSMC_NORSRAM_Bank_InitTypeDef  FSMC_BankInitStructure;

    FSMC_NORSRAM_BankStructInit(&FSMC_BankInitStructure);
    FSMC_NORSRAMStructInit(&FSMC_InitStructure);

    RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3ENR_FSMC, ENABLE);

    FSMC_BankInitStructure.FSMC_SMReadPipe    = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadyMode     = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WritePeriod   = 7;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WriteHoldTime = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_AddrSetTime   = 1;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadPeriod    = 9;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_DataWidth     = FSMC_DataWidth_16bits;
    FSMC_NORSRAM_Bank_Init(&FSMC_BankInitStructure, FSMC_NORSRAM_BANK0);

    FSMC_InitStructure.FSMC_Mode = FSMC_Mode_6800;
    FSMC_InitStructure.FSMC_TimingRegSelect = FSMC_TimingRegSelect_0;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemSize = FSMC_MemSize_64MB;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemType = FSMC_MemType_NorSRAM;
    FSMC_InitStructure.FSMC_AddrDataMode = FSMC_AddrDataMUX;


    FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_InitStructure);
}

OLED显示初始化

Bank0地址为0x60000000，0x80000=(0x01 << 19)则是地址线A18的偏移量。首先完成写OLED\_WR\_REG和OLED\_WR\_DATA驱动：

void OLED_WR_DATA(u16 data)
{
    *(vu16*)0x60000000 = data;
}
void OLED_WR_REG(u16 regval)
{
    *(vu16*)(0x60000000 | (0x01 << 19)) = regval;
}
void OLED_WR_Byte(u8 dat, u8 cmd)
{
    if(cmd) {
        OLED_WR_REG(dat);
    }
    else {
        OLED_WR_DATA(dat);
    }
}

读DATA和REG是一样的操作，不同的是从相应地址读取数据。

通过OLED\_Refresh\_Gram()函数，可以实现数据的实时刷新。

void OLED_Refresh_Gram(void)
{
    u8 i, n;
    for(i = 0; i < 8; i++) {
        OLED_WR_Byte (0xb0 + i, OLED_CMD);  // Set page address (0~7)
        OLED_WR_Byte (0x00, OLED_CMD);      // Set display location - column low address
        OLED_WR_Byte (0x10, OLED_CMD);      // Set display location - column height address
        for(n = 0; n < 128; n++) {
            OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i], OLED_DATA);
        }
    }
}

结合OLED\_Fill和OLED\_ShowChar函数可以实现OLED的显示填充与字符输出。

通过演示，观察到在OLED上显示出了MindMotion 的字符与年月日等打印信息。

Demo程序可登录MindMotion的官网（ https://www.mindmotion.com.cn/products/mm32mcu/mm32f/mm32f\_mainstream/mm32f3270/ ）下载MM32F3270 lib\_Samples，工程路径如下：~ MM32F327x\_Samples\LibSamples\FSMC\FSMC\_Ex6800OLED。