GD32_时钟配置解析

只看该作者 · 2023-9-30 19:09

GD32_时钟配置解析

本文以GD32F303型号为基础，依照标准库GD32F30x_Firmware_Library_V2.1.5为例，作为笔记简单记录个人对其时钟配置的理解，后续会持续更新本篇笔记内容。

前言

因为某些原因，国外半导体供应供应短缺，以STM32为例的系列芯片紧缺，价格跳水严重。技术群的部分码友们所在公司纷纷寻找替代产品，将头转向兆易创新的GD32，在将以前的STM32项目移植到国产GD32过程中，踩坑是在所难免，我也重新梳理了对GD32的理解。作为笔记加深理解。本篇主要是对时钟树的配置的一些理解和问题,欢迎各位码友指点!

只看该作者 · 2023-9-30 19:09

时钟源简介
时钟控制单元提供有五个时钟源，见时钟树标记，包括：
1：内部8M RC振荡器时钟(IRC8M)：高速内部8MHz时钟，拥有8MHz的固定频率，设备上电后CPU默认选择的时钟源就是IRC8M时钟
2：内部48M RC 振荡器时钟(IRC48): 有一个固定的频率48MHz，可用作USB时钟或者PLL时钟源
3：外部高速晶体振荡器时钟(HXTAL：4到32MHz的外部振荡器，可为系统提供精确的主时钟。带有特定频率的晶体必须靠近两个HXTAL的引脚。和晶体连接的外部电阻和电容必须根据所选择的振荡器来调整
4：内部40K RC振荡器时钟(IRC40K)：它的时钟频率大约40 kHz，为独立看门狗定时器和实时时钟电路提供时钟。
5：外部低速晶体振荡器时钟(LXTA）：一个32.768kHz的低速外部晶体或陶瓷谐振器。它为实时时钟电路提供一个低功耗且精确的时钟源。
内部锁相环（PLL）：对输入参考频率为4到32MHz时钟进行分频操作，输出一个8-120 MHz的时钟输出
剩下就是HXTAL时钟监视器、时钟预分频器、时钟多路复用器和时钟门控电路等。
AHB、 APB和Cortex®-M4时钟都源自系统时钟（CK_SYS），系统时钟的时钟源可以选择IRC8M、HXTAL或PLL。系统时钟的最大运行时钟频率可以达到120MHz。
严格来说锁相环不算时钟源，它是其他时钟源头配置而来

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时钟配置步骤
1.SystemInit (void)
此函数中主要操作为依内部8MHz时钟为时钟源，驱动时钟配置，线路为红色线路所示，步骤如下图：

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代码如下（示例）、

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void SystemInit (void)

{

  /* FPU settings */

#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)

    SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));  /* set CP10 and CP11 Full Access */

#endif

    /* reset the RCU clock configuration to the default reset state */

    /* Set IRC8MEN bit */

    RCU_CTL |= RCU_CTL_IRC8MEN;                                                //打开内部8MHz RC振荡器

    while(0U == (RCU_CTL & RCU_CTL_IRC8MSTB)){          //等待内部8MHz RC振荡器稳定

    }

    RCU_MODIFY(0x50);                                                                //AHB时钟分频设置 先二分频再四分频

    

    RCU_CFG0 &= ~RCU_CFG0_SCS;                                                //00:选择 CK_IRC8M 时钟作为 CK_SYS 时钟源



#if (defined(GD32F30X_HD) || defined(GD32F30X_XD))

    /* reset HXTALEN, CKMEN and PLLEN bits */

        /*外部高速时钟使能位、HXTAL 时钟监视器使能位、PLL使能位 复位，方便后续操作*/

    RCU_CTL &= ~(RCU_CTL_PLLEN | RCU_CTL_CKMEN | RCU_CTL_HXTALEN);

    /* disable all interrupts */

    /*关闭中断位*/

    RCU_INT = 0x009f0000U;

#elif defined(GD32F30X_CL)

    /* Reset HXTALEN, CKMEN, PLLEN, PLL1EN and PLL2EN bits */

    RCU_CTL &= ~(RCU_CTL_PLLEN |RCU_CTL_PLL1EN | RCU_CTL_PLL2EN | RCU_CTL_CKMEN | RCU_CTL_HXTALEN);

    /* disable all interrupts */

    RCU_INT = 0x00ff0000U;

#endif



    /* reset HXTALBPS bit */

    RCU_CTL &= ~(RCU_CTL_HXTALBPS); //旁路模式位复位

    

    /* Reset CFG0 and CFG1 registers */

    RCU_CFG0 = 0x00000000U;

    RCU_CFG1 = 0x00000000U;

    /* configure the system clock source, PLL Multiplier, AHB/APBx prescalers and Flash settings */

    system_clock_config();

}

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system_clock_config();
根据宏定义，选择相关的时钟频率配置函数，我的是高速外部时钟源配置108MHz系统时钟
配置函数为;system_clock_108m_hxtal();
代码如下（示例）：

只看该作者 · 2023-9-30 19:10

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static void system_clock_config(void)

{

#ifdef __SYSTEM_CLOCK_IRC8M

    system_clock_8m_irc8m();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_48M_PLL_IRC8M)

    system_clock_48m_irc8m();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_72M_PLL_IRC8M)

    system_clock_72m_irc8m();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_IRC8M)

    system_clock_108m_irc8m();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_IRC8M)

    system_clock_120m_irc8m();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_HXTAL)

    system_clock_hxtal();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_48M_PLL_HXTAL)

    system_clock_48m_hxtal();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_72M_PLL_HXTAL)

    system_clock_72m_hxtal();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_HXTAL)

    system_clock_108m_hxtal();

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_HXTAL)

    system_clock_120m_hxtal();

#endif /* __SYSTEM_CLOCK_IRC8M */

}