本帖最后由 聚沃科技 于 2024-9-10 09:51 编辑
1. 前言
GD32E230 对比 STM32F030 有着很好的兼容性和更高的性价比，内核和外设都有所增强。本人曾做过产品的 MCU 替换，将基于 STM32F0xx 1.5.0 固件库的应用程序移植到 GD32E230 上，大体上来说工作量不大，移植后的效果也不错，GD32E230 相比 STM32F030 有不少功能的升级，主频也更高，能感觉到国产 MCU 一直在进步。
本人将此前的移植经验进行了整理，可帮助有需要的朋友快速将应用程序从 STM32F030 移植到GD32E230 上(基于 STM32F0xx 标准库 V3.5.0 和 STM32F10x 标准库 V3.5.0)。本移植工作除基于STM32F0xx 1.5.0固件库的工程外还需准备STM32F10x 1.5.0固件库。GD32E230
系列采用 Cortex-M23 内核，该内核向下兼容 Cortex-M0/M0+。由于 KEIL5.25/IAR8.23及以上版本才提供了对 M23 内核的支持，因此常规情况下，必须在 KEIL5.26/IAR8.23 及以上开发环境下才可以正常使用该芯片。调试仿真器如果使用 Jlink 的话需要 JlinkV9，也可以用 GD 官方的 GDlink 调试，但 GDlink 在 IAR 下的支持相对差一些。据了解也有在低版本开发环境下开发 E230的方法，可询问供应商或原厂。本文的介绍开发环境使用 Keil5.26 版本。
GD32E230 较 STM32F030 主要有以下优点：
1、更高的主频(72MHz VS 48MHz)
2、更高版本的内核(Cortex M23 VS M0)
3、支持更多指令集（单周期乘法、17 周期除法）
4、ADC 时钟更高（28MHz VS 14MHz）
5、运行功耗更低
2. 引脚兼容性
STM32F030 与 GD32E230 在相同封装下是 Pin To Pin 兼容的。外设上 GD32E230 功能覆盖STM32F030，大部分外设完全兼容，后文我会具体介绍。需要注意：相关手册中 STM32F030 外设编号从 1 开始，GD32E230 外设编号从 0 开始，且命名有差异。
3. 资源兼容性
（1）下表给出了 STM32F030 与 GD32E230 的资源对比总览(以 STM32F030C8 和 GD32E230C8对比为例)：
表 1 STM32F030 系列和 GD32E230 系列内部资源对比总览
（2）在外设逻辑地址上 GD32E230C8 和 STM32F030C8 也是相同的，如下表 2。
表 2 STM32F030C8 系列和 GD32E230C8 系列外设基地址对比
（1） STM32F030 规格书上没有 TIM2，但实际是有的，如果使用到这个隐藏资源需使用 GD32E230 的其他定时器替代。
4. 环境配置
本文基于Keil5.25版本进行移植，需提前准备GD32E230 IDE芯片插件，插件可到GD32MCU资料网站 gd32mcu.com 或他们的网盘 https://pan.baidu.com/s/1mhQsNpu 进行下载。
（1） 安装 GigaDevice.GD32E230_DFP.pack 后更改为 GD32E230 的对应型号，如图 1
图 1 选择 GD32E230 对应芯片型号
（2） 选择好型号后先点击 OK 然后再打开工程选项，切换至 C/C++选项卡。将 Warnings设置项选择 AC5-like Warnings；Language C 设置为 C99；Language C++设置为 C++11；Misc Controls 如果添加了内容将其删除。修改后如图 2 红框内容所示。
图 2 C/C++ 选项卡设置
（3） 在 Debug 选项卡选择对应的仿真器并在 Settings 里添加 GD32E230 的 Flash 下载算法。Utilities 选项卡中采用同样设置。
5. 程序移植
对比上文内容可知 GD32E230C8 和 STM32F030C8 大部分外设功能、配置以及逻辑地址都是兼容的。所以如果仅只是从 STM32F030C8 上把代码移植到 GD32E230C8 上，需改动的底层文件有 ADC 和 Flash、I2C，另外有细节设计差异需要调整 PWR 中进入 standby 的函数。下面详细介绍一下如何对这两部分进行修改。
5.1 ADC 外设库修改
GD32E230C8 和 STM32F030C8 的 ADC 设计不同，实际和 STM32F103 配置相同。对此需要修改底层的 ADC 配置文件。虽然 ADC 设计上不相同，但其外设基地址还是相同的，也就是说只需要修改对应的外设配置函数，寄存器定义即可。对此有一个便捷的方法：可将 STM32F0xx标准库中的 stm32f0xx_adc.h 和stm32f0xx_adc.c 文件内代码替换为 STM32F10x 标准库中stm32f10x_adc.h 和 stm32f10x_adc.c 里的代码，修改 stm32f0xx.h 中的 ADC 寄存器结构体即可。
具体步骤如下：
（1） 将 stm32f10x_adc.c 中的代码复制到 stm32f0xx_adc.c 中替换原始内容，将两个头文件声明改回 0xx 的头文件声明，如图 3。
图 3 替换 stm32f0xx_adc.c 后修改头文件声明
（2） 将替换后的 stm32f0xx_adc.c 中 void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx)函数内除 ADC1外的代码删除。如图 4。
图 4 删除 void ADC_DeInit(ADC_TypeDef* ADCx)中除 ADC1 外的有关代码
（3） 将 stm32f10x_adc.h 中的代码复制到 stm32f0xx_adc.h 中替换原始内容，头文件声明改回 0xx 的头文件声明，如图 5。
（4） 将 stm32f10x.h 中的 ADC 寄存器结构体 ADC_TypeDef 复制到 stm32f0xx.h 中替换原有的 ADC_TypeDef，如图 6。
图 6 替换 stm32f0xx.h 中的 ADC_TypeDef
至此 ADC 外设的底层文件就移植完成，配置方法可参考 GD32E230 用户手册或者也可以直接参考 STM32F103 的 ADC 配置例程，功能上更加灵活。E230 的 ADC 设计相比 STM32F072 更加灵活，在 F072 上 adc 通道只能配置成一个组且转换顺序只能按通道号顺序来进行，在 E103 上 adc 通道可以分为两个组且顺序排号可以自由定义，以下举例在移植后的程序中如何配置 adc 通道 14 进行连续转换：
5.2 I2C 外设库修改
GD32E230C8 和 STM32F030C8 的 I2C 设计不同，实际和 STM32F103 配置相同，所以移植方式也是和 ADC 一样，将 STM32F0xx 标准库中的 stm32f0xx_i2c.h 和 stm32f0xx_i2c.c 文件内代码替换为 STM32F10x 标准库中 stm32f10x_i2c.h 和 stm32f10x_i2c.c 里的代码，修改 stm32f0xx.h 中的 ADC 寄存器结构体即可。具体步骤如下：
（1） 将 stm32f10x_i2c.c 中的代码复制到 stm32f0xx_i2c.c 中替换原始内容，将两个头文件声明改回 0xx 的头文件声明。
（2） 将 stm32f10x_i2c.h 中的代码复制到 stm32f0xx_i2c.h 中替换原始内容，头文件声明改回 0xx 的头文件声明
（3） 将 stm32f10x.h 中的 I2C 寄存器结构体 I2C_TypeDef 复制到 stm32f0xx.h 中替换原有的 I2C_TypeDef
至此 ADC 外设的底层文件就移植完成，配置方法可参考 GD32E230 用户手册或者也可以直接参考 STM32F103 的 I2C 配置例程。
5.3 Flash 外设库修改
STM32F030 系列的 Flash 和选项字节编程是按照 16 位编程的，E230 仅支持 32 位和 64 位编程，所以 Flash 文件中所有操作选项字节的函数和 Flash 操作都需要调整，修改成 32 位操作。此外选项字节字节中无读保护的值在 GD32E230 中是 A5，在 STM32F030 中是 AA。本人将需要修改的内容进行了整理，步骤如下：
（1） stm32f0xx_flash.h 中修改 OB_RDP_Level_0 宏定义为 0xA5，如图 7。
图 7 修改 OB_RDP_Level_0 宏定义
（2） 修改 FLASH_OB_Erase 中写选项字节的函数，原始代码是直接对 16 位的结构体成员赋值，现将其修改为 32 位操作即可，做如图 8 两处改动。其他的所有操作选项字节函数都做类似的修改，不在一一进行说明。
图 8 修改 FLASH_OB_Erase 函数
（3） stm32f0xx 固件库中有两个对 Flash 编程的函数接口：FLASH_ProgramWord 和FLASH_ProgramHalfWord；其中 FLASH_ProgramWord 中连续写了两次 16 位数据占满了 4 个地址，这样在 E230 上也是可以的，所以 FLASH_ProgramWord 不需要再做修改，当然也可以把连续写两次 16 为数据的操作改为直接写 32 位数据。如果有调用 FLASH_ProgramHalfWord 需要修改驱动改为按字操作，或对该函数进行一点修改，在对目标地址写入 16 位数据后再往后面地址填充一个 0xFFFF，修改内容如图 9。
图 9 FLASH_ProgramHalfWord 函数修改
在进行 Flash 编程时需注意，GD32E230 的 Flash 为 4 字节对齐，在 STM32F030 上可以对偶地址编程，移植到 GD32E230 后 Flash 编程的起始地址必须为 4 的整倍数！
5.4 pwr.c 进入 standby 模式函数修改
为在 standby 模式下达到最低功耗，进入 standby 前需手动关闭 HXTAL，如图 10 在PWR_EnterSTANDBYMode 函数添加如下红框代码：
图 10 PWR_EnterSTANDBYMode 函数修改
6. 移植后应用注意事项
6.1 while 和 for 循环
GD32E230 和 STM32F030 工艺、内核、Flash 上都有区别，所以在相同主频下代码效率可能会有差异，应用中如果有软件延时需要进行调整、或使用定时器等进行精准延时。
6.2 Flash
需再次强调：在进行 Flash 编程时需注意，GD32E230 的 Flash 为 4 字节对齐，在 STM32F030 上可以对偶地址编程，移植到 GD32E230 后 Flash 编程的起始地址必须为 4 的整倍数！正常情况编译器会自动的各类型变量都按 4 字节对齐方式分配地址，但如果使用了指定地址的方式定义变量，需注意定义地址按 4 字节对齐地址。
6.3 Flash 和 DMA 操作时序
E230 是 M23 内核，和以往 GD 型号的 M3、M4 总线架构有区别，Flash 操作时 DMA 会出现阻塞，当 Flash 操作（主要是擦除时间比较久，编程操作时间短，每次编程间有间隔）时，最好暂停使用DMA 的外设，特别是 adc，避免 Flash 操作期间请求丢失导致后续搬运 buff 数据错位。
6.4 功能升级
GD32E230 相比 STM32F030 很多外设功能有扩展升级，但基于 STM32F0xx 的代码移植过来的应用程序没有新功能 API，若希望发挥 E230 更多性能建议使用 GD 的官方固件库进行开发。
教程由GD32 MCU方案商聚沃科技原创发布，了解更多GD32 MCU教程，关注聚沃科技官网，GD32MCU技术交流群：859440462
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