GD32系列總結 - 時鐘樹總結及CubeMX生成代碼
- 寫在前面
- 時鐘樹
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- HSE振蕩器時鐘（高速外部時鐘信号）
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- HSE使用者外部時鐘（旁路模式）
- HSE外部晶體/陶瓷諧振器
- HSI振蕩器時鐘
- PLL時鐘
- LSE時鐘
- LSI時鐘
- 片内時鐘關系
- CubeMX配置
-
- LL庫內建
- CubeMX關鍵配置
-
- Port配置
- 時鐘樹
- Debug
- 其他配置
- CubeMX的整體感受
寫在前面
由于手裡暫時沒有GD32的闆子，隻有一個同系列的STM32，但是封裝不一樣，不能替換，公司的GD32不好拿來自己玩，鑒于GD32的目标就是完美替換STM32，是以，在我擁有GD32闆子之前，先就用STM32F103VE系列為例吧，如果遇見一些GD32的獨立問題，我會單獨寫出來。
關于STM32目前有四種開發方式，寄存器程式設計，固件庫程式設計，Hal庫程式設計，LL庫程式設計，下面是ST 中文官網上一篇《關于ST庫函數的代碼性能對比》的文章中對比了各種庫的性能的圖示：
寄存器程式設計無疑是最快的，但是開發難度較大，耗時較長，固件庫在公司就是玩這個，不想在家也玩這個，有點不思進取，HAL庫為了适配不同型号的移植，内部實作比較耗時，LL庫，開發速度較快，功能完善，還能用CubeMX快速生成初始化代碼，由于我之前一直用的英飛淩和NXP旗下的EB軟體，自己以前在公司裡也做過一款這樣的配置工具，是以對ST的CubeMX一直很感興趣，剛好趁這個機會玩一玩，于是果斷選擇LL庫，官網的資料也很豐富，下面我會先就時鐘樹原理和CubedMX的配置兩部分展開。
時鐘樹
時鐘一共有五種類型時鐘：
● HSI振蕩器時鐘
● HSE振蕩器時鐘
● PLL時鐘
● LSE時鐘
● LSI時鐘
其中可以用作系統時鐘源的有三種：HSI振蕩器時鐘，HSE振蕩器時鐘，PLL時鐘（藍色标記）
另外兩種時鐘：LSE時鐘，LSI時鐘隻能 用于特定外設，不能用于系統時鐘源（黑色标記）
HSE振蕩器時鐘（高速外部時鐘信号）
主要産生源為：
● HSE外部晶體/陶瓷諧振器
● HSE使用者外部時鐘
下面分别介紹：
HSE使用者外部時鐘（旁路模式）
（OSC_OUT必須為高阻态)
等于外部是一個完整的時鐘電路，可以直接輸出可供單片機内部使用的方波信号，也就是說不需要單片機内部整形電路參與，上電該電路便能直接産生需要的時鐘頻率信号，是以，單片機内部的内部整形電路應該被短路（旁路），是以在程式設計時，針對該時鐘電路需要用到CR寄存器中的HSEBYP和HSEON位。大緻軟體流程為：
LL_RCC_DeInit();
/* Enable HSE oscillator */
LL_RCC_HSE_EnableBypass();
LL_RCC_HSE_Enable();
while(LL_RCC_HSE_IsReady() != 1)
{
};
HSE外部晶體/陶瓷諧振器
這類時鐘由于諧振器+電容的形式隻能産生正弦波，是以要産生供單片機内部數字電路使用的方波時鐘，還需要使用單片機内部整形電路的參與，然後通過MCU去檢測時鐘是否穩定，待時鐘穩定之後，即在時鐘控制寄存器RCC_CR中的HSERDY位被硬體置’1’。時鐘才被釋放出來。如果在時鐘中斷寄存器RCC_CIR中允許産生中斷，将會産生相應中斷。大緻軟體流程為：
LL_RCC_DeInit();
LL_RCC_HSE_Enable();
while(LL_RCC_HSE_IsReady() != 1)
{
};
HSI振蕩器時鐘
HSI時鐘信号由内部8MHz的RC振蕩器産生，可直接作為系統時鐘或在2分頻後作為PLL輸入。HSI RC振蕩器能夠在不需要任何外部器件的條件下提供系統時鐘。它的啟動時間比HSE晶體振蕩器短。然而，即使在校準之後它的時鐘頻率精度仍較差。如果HSE晶體振蕩器失效，HSI時鐘會被作為備用時鐘源。大緻軟體流程為：
RCC->GCCR |= ((uint32_t)RCC_GCCR_HSIEN);
/* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
do
{
HIEStatus = RCC->GCCR & RCC_GCCR_HSISTB;
StartUpCounter++;
} while((HIEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));
if ((RCC->GCCR & RCC_GCCR_HSISTB) != RESET)
{
HIEStatus = (uint32_t)0x01;
}
else
{
HIEStatus = (uint32_t)0x00;
}
PLL時鐘
根據時鐘樹來看，PLL時鐘的時鐘源有兩個，分别是HSI時鐘二分頻之後傳入或者HSE時鐘經PLLXTPRE不分頻或者二分頻之後傳入，兩種時鐘源的選擇是通過PLLSRC位決定，然後通過倍頻後作為PLL時鐘輸出。大緻軟體流程為：
/* Main PLL configuration and activation */
LL_RCC_PLL_ConfigDomain_SYS(LL_RCC_PLLSOURCE_HSE_DIV_1, LL_RCC_PLL_MUL_9);
LL_RCC_PLL_Enable();
while(LL_RCC_PLL_IsReady() != 1)
{
};
LSE時鐘
LSE晶體是一個32.768kHz的低速外部晶體或陶瓷諧振器。它為實時時鐘或者其他定時功能提供一個低功耗且精确的時鐘源。目前沒有用過該時鐘源，是以無相關經驗，資料手冊說明，該模式隻能工作在旁路模式下。
LSI時鐘
該時鐘是一個内部低速時鐘，主要用于獨立看門狗的時鐘參考，以保證在主時鐘失效的情況下，看門狗依舊可以正常工作，在使用看門狗之前，必須将此時鐘使能并等他在穩定狀态。軟體大緻流程為：
/****************IRC40K Enable***************/
RCC_LSI_Enable(ENABLE);
/* wait till IRC40K is ready */
while((RCC->GCSR & RCC_GCSR_LSISTB) != RCC_GCSR_LSISTB)
{
}
片内時鐘關系
在主時鐘産生之後，通過各鐘預分頻配置，最終得到各個外設需要的時鐘參考，其中主要的預分頻器有：AHB，APB1,APB2。AHB時鐘主要是多系統時鐘的倍頻操作，以便後面經過APB1或者APB2分頻或者倍頻之後，能産生更多類型的時鐘頻率，是以在外設初始化之前，應該先保證輸出的外設的時鐘穩定且是想要的頻率，畢竟時鐘就是單片機的鐘表，如果世界上的表都不準了，時間系統紊亂了，還談什麼996,007的奉獻呢？
CubeMX配置
LL庫內建
內建大緻沒什麼說的，去官網搜尋對應型号的Cube庫，如
en.stm32cubef1_v1.8.0
，然後下載下傳完就把啟動檔案，LL庫檔案什麼的移植到工程裡去，好像大概就是這些，可能會有一些報錯，具體情況根據報錯資訊解決，在keil裡面可以全局定義幾個宏
STM32F103xE,USE_FULL_ASSERT,USE_FULL_LL_DRIVER
，分别是指明MCU型号，開啟ASSERT功能（檢查實參是否合法，需要實作對應的assert_failed函數），指明使用LL庫，其他的好像就沒什麼了。
CubeMX關鍵配置
相關的配置說明文檔可以去官網下載下傳
um1718-stm32cubemx-for-stm32-configuration-and-initialization-c-code-generation-stmicroelectronics.pdf``um2739-how-to-create-a-software-pack-enhanced-for-stm32cubemx-using-stm32-pack-creator-tool-stmicroelectronics.pdf
Port配置
找到你想要配置的PortPin，然後單擊選擇PortPin的屬性即可，選擇完之後可以去下圖對每個PortPin的輸出方式，預設狀态，别名等配置。
時鐘樹
最開始時鐘樹界面的外部時鐘是不可以修改的，需要先去RCC界面使能外部時鐘之後，才能在時鐘樹界面激活相關的配置，這一點也挺有邏輯的。
選擇是旁路模式還是諧振器模式
然後在時鐘樹界面就可以對每一個節點去配置時鐘了，圖裡面都是按照最高頻率配置的，如果配錯了，他會用紅色來提醒你
Debug
在系統界面還可以對應修改調試器模式，在程式中展現為對調試端口的複用
其他配置
紅框處可以選擇編譯器類型
在Advanced Setting可以選擇每個子產品對應的庫，LL庫和HAL庫是可以同時用的
最後右上角Generate Code即可生成代碼
CubeMX的整體感受
整體來說使用起來邏輯上還是很好接受的，可能生成代碼的結構我不太喜歡，比如main.c裡面東西太多了，但是可以自己調整一下，也還能接受，整體的UI什麼感覺比EB做的好，配置起來也挺簡單的，喜歡後面GD32銷量上去了也能推出一款類似CubeMX一樣的軟體，聽說GD32今年銷量已經有3億了，國産晶片走到這一步，真不容易，GD32網上有一個類似軟體，不過隻支援一個型号，好像還不是官方正式版，是在論壇裡傳出來的，後面有可能GD32真的實作了硬體PIN對PIN，軟體完全移植，也就不需要再去開發一個了，直接用CubeMX不香嗎？hhhh