GD开发板实践开发分享

发表于 2018-2-28 16:12

本帖最后由 dingbo95 于 2018-2-28 16:13 编辑

作为一款面向初学者的入门级开发板，Colibri 开发板在功能上设计做的尽量简洁，主
要包括 LED、Key、Uart，同时又通过兼容现在非常流行的 Arduino 接口来灵活的支持更多
的外设。另外便于初学者使用，板载了正版 GDLINK 仿真器。

发表于 2018-2-28 16:15

Colibri 开发板硬件详情

发表于 2018-2-28 16:15

GD32F207 的地址映射
Cortex-M3 有 32 根地址线，寻址空间大小为 4GB。ARM 公司设计时，预先把这 4GB 的
寻址空间大致地分配好了。它把地址从 0x4000 0000 至 0x5FFF FFFF( 512MB )的地址分配给片
上外设。通过把片上外设的寄存器映射到这个地址区，就可以简单地以访问内存的方式，访
问这些外设的寄存器，从而控制外设的工作。

发表于 2018-2-28 16:53

这个开发板上次没有申请到，有点遗憾。

发表于 2018-2-28 17:24

M3 存储器映射见图所示

发表于 2018-2-28 17:25

Cortex-M3 分配给片上外设的地址范围是 0x4000 0000 至 0x5FFF FFFF，共 512MB 空间，
0x40000000 称为外设基地址。

发表于 2018-2-28 17:25

ARM®Cortex ™ -M3 处理器采用哈佛结构，可以使用相互独立的总线来读取指令和加载/存储
数据。指令代码和数据都位于相同的存储器地址空间，但在不同的地址范围。程序存储器，数据
存储器，寄存器和 I / O 端口都在同一个线性的 4 GB 的地址空间之内。这是 Cortex ™- M3 的最大
地址范围，因为它的地址总线宽度是 32 位。此外，为了降低不同客户在相同应用时的软件复杂
度，存储映射是按 Cortex ™ -M3 处理器提供的规则预先定义的。ARM ®Cortex™-M3 的自带的系统
外设也占用了一些地址空间。下图显示了 GD32F207系列设备的存储映射，包括指令代码，SRAM ，
外设和其他预先定义的区域。为了简化了外设的地址译码，每个外设分配的地址空间都是 1KB 。
APB1 外设都位于从 0x4000 0000 到 0x4000 FFFF 的地址空间，而 APB2 外设都位于从 0x4001 0000
到0x40017FFF的地址区域。从0x4002 0000到0x4002 FFFF的地址区域被AHB1外围设备所使用，
从 0x48000000 到 0x4800FFFF 的地址区域被 AHB2 外围设备所使用。

发表于 2018-2-28 17:26

基于 AMBA 3.0 AHB-LITE 的多层总线互联矩阵
使得系统中的多个主机和从机之间的并行通信成为可能。在总线矩阵有四个主机，包括 ICODE 总
线，DCode 总线，Cortex™-M3 内核系统总线和 DMA 的系统总线。ICODE 总线是指令总线，用于
将代码区域(为 0x00000000〜0x1FFF 的 FFFF)的向量取到 Cortex™-M3 内核。DCode 总线用于数据
加载和存储，也用于代码区的调试访问。系统总线用于系统区域的访问，包括取指令，数据加载
和存储，以及调试访问。系统区域包括内部 SRAM 区域和外设区域。总线矩阵包含 5 个从机，
包括闪存控制器的 ICODE 和 DCode 接口，内部 SRAM，AHB1 和 AHB2。AHB2 与 GPIO 端口相连。
AHB1 与 AHB 外设相连。诸多 AHB 外设之中有两个 AHB 到 APB 的桥提供了 AHB1 和两条 APB 总
线之间的完全同步连接。这两条 APB 总线连接所有的 APB 外设。两条 APB 总线都能够按最高频
率 72 MHz 工作。

发表于 2018-2-28 17:27

GD32F207 互联型产品系统框图

发表于 2018-2-28 17:28

GD32F207 时钟系统

发表于 2018-2-28 17:29

从时钟频率来说，时钟源分为高速时钟和低速时钟，高速时钟是提供给芯片主体的主时
钟，而低速时钟只是提供给芯片中的 RTC（实时时钟）及独立看门狗使用。

发表于 2018-2-28 17:29

从芯片角度来说，时钟源分为内部时钟与外部时钟源，内部时钟是在芯片内部 RC 振荡
器产生的，起振较快，所以时钟在芯片刚上电的时候，默认使用内部高速时钟。而外部时钟
信号是由外部的晶振输入的，在精度和稳定性上都有很大优势，所以上电之后我们再通过软
件配置，转而采用外部时钟信号。

发表于 2018-2-28 17:29

GD32F207 有以下 4 个时钟源:
(1) 高速外部时钟（HSE）：以外部晶振作时钟源，晶振频率可取范围为 4~16MHz，我们一
般采用 8MHz 的晶振。
(2) 高速内部时钟（HSI）：由内部 RC 振荡器产生，频率为 8MHz，但不如外部时钟稳定。
(3) 低速外部时钟（LSE）：以外部晶振作时钟源，主要提供给实时时钟模块，所以一般采
用 32.768KHz。
(4) 低速内部时钟（LSI）：由内部 RC 振荡器产生，也主要提供给实时时钟模块，频率大约
为 40KHz。

发表于 2018-2-28 17:30

从时钟树可以看到，经过一系列的倍频、分频后得到了几个与我们开发密切相关的时钟。
SYSCLK：系统时钟，GD32F207 大部分器件的时钟来源。主要由 AHB 预分频器分配
到各个部件。

发表于 2018-2-28 17:31

HCLK:由 AHB 预分频器直接输出得到，它是高速总线 AHB 的时钟信号，提供给存储
器，DMA 及 cortex 内核，是 cortex 内核运行的时钟，cpu 主频就是这个信号，它的大
小与 GD32F207 运算速度，数据存取速度密切相关。

发表于 2018-2-28 17:31

FCLK：同样由 AHB 预分频器输出得到，它不来自时钟 HCLK，因此在 HCLK 时钟停
止时 FCLK 也继续运行。它可以保证在处理器休眠时，也能够采样和到中断和跟踪休
眠事件，它与 HCLK 互相同步。

发表于 2018-2-28 17:32

PCLK1：外设时钟，由 APB1 预分频器输出得到，最大频率为 36MHz，提供给挂载在APB1 总线上的外设。

发表于 2018-2-28 17:37

PCLK2：外设时钟，由 APB2 预分频器输出得到，最大频率可为 72MHz，提供给挂载
在 APB2 总线上的外设。

发表于 2018-2-28 17:43

GD32F207 的中断和异常
Cortex 内核具有强大的异常响应系统，它把打断当前代码执行流程的事件分为异常
(exception)和中断(interrupt)，编号 0~15 的称为内核异常，而 16 以上的则称为外部中断。CM3
的所有中断机制都由 NVIC 实现

发表于 2018-2-28 17:44

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