GD32F4XX 系统时钟与AHB/APB1/APB2时钟配置

只看该作者 · 2025-1-5 21:33

前言
      芯片：GD32F450ZGT6

      系统时钟：最大200MHZ

      HXTAL:25MHZ

时钟配置
   本文以GD32F450为例，ST的芯片思路基本一致。

   本文介绍从时钟源到CK_SYS以及CK_AHB/APB1/APB2的配置。

CK_SYS时钟配置
手册里说：系统时钟的时钟源可以选择 IRC16M、HXTAL或PLL。

时钟源选择方式
通过在system_gd32f4xx.c中修改宏定义实现。

时钟源选择标准
准确度
      手册里说：工厂会校准IRC16M时钟频率的精度，但是它的精度仍然比HXTAL时钟要差。4到32MHz的外部高速晶体振荡器可为系统时钟提供更为精确时钟源。

      所以一般选择HXTAL作为系统时钟源。不过IRC16M时钟启动更快，上电和睡眠唤醒时默认是IRC16M时钟，后续会根据配置设置HXTAL作为系统时钟源。

频率选择
      只使用HXTAL的频率有限，PLL（锁相环）的主要作用之一是倍频，我用的芯片最大支持频率200MHZ，具体多少频率根据自己的需求选择就行，而具体是4-32MHZHXTAL的哪一个宏定义，根据自己使用芯片的实际HXTAL而定。

      至于都使用PLL倍频的HXTAL时钟时，倍频到相同频率，8M与25M有什么区别，具体区别可以问硬件工程师，这些是他们负责选型，对于软件来说，时钟频率一样就是一样（应该会存在一定的稳定性和准确度的差别，但是影响不大）。

HXTAL配置
      1.在system_gd32f4xx.c中打开上文图片的宏定义

#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_25M_HXTAL    (uint32_t)(200000000)
   2.在gd32f4xx.h中修改HXTAL_VALUE的具体数值

/* define value of high speed crystal oscillator (HXTAL) in Hz */
#if !defined  (HXTAL_VALUE)
#define HXTAL_VALUE ((uint32_t)25000000)
#endif /* high speed crystal oscillator value */
   3.这里说明一下，不需要修改

      在system_gd32f4xx.c中，有一个宏定义，它其实并没有在任何地方使用，只是起到注释说明系统默认时钟是__IRC16M

#define __SYS_OSC_CLK (__IRC16M) /* main oscillator frequency */
配置流程
打开时钟的宏定义后，具体数值会复制给SystemCoreClock，便于其他地方使用。
系统复位时会调用SystemInit()->system_clock_config()->system_clock_200m_25m_hxtal()
25MHZ的HXTAL的配置函数，官方的固件程序中已经写好了，不需要我们自己改写，如果使用了官方没有的HXTAL频率，需要自己改写函数，主要时设置PLL的倍频，它有相应的计算公式，需要的话可以搜索相关资料。

AHB/APB1/APB2分频设置
在函数system_clock_200m_25m_hxtal()中，有设置他们分频系数的语句，在这里修改即可。

这么默认的时AHB不分频，就是AHN等于系统时钟，APB2是AHB的2分频，APB1是AHB的4分频

/* AHB = SYSCLK */
RCU_CFG0 |= RCU_AHB_CKSYS_DIV1;
/* APB2 = AHB/2 */
RCU_CFG0 |= RCU_APB2_CKAHB_DIV2;
/* APB1 = AHB/4 */
RCU_CFG0 |= RCU_APB1_CKAHB_DIV4;
测试时钟配置情况
gd32中，使用uint32_t rcu_clock_freq_get(rcu_clock_freq_enum clock)函数返回时钟频率

#include "gd32f4xx_rcu.h"

//.....
uint32_t temp_CK_SYS = 0;
uint32_t temp_CK_AHB = 0;
uint32_t temp_CK_APB1 = 0;
uint32_t temp_CK_APB2 = 0;

temp_CK_SYS = rcu_clock_freq_get(CK_SYS);
temp_CK_AHB = rcu_clock_freq_get(CK_AHB);
temp_CK_APB1 = rcu_clock_freq_get(CK_APB1);
temp_CK_APB2 = rcu_clock_freq_get(CK_APB2);
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