GD32F103替換STM32F103需要注意的地方

作者：時間：2024-01-29 來源：趣味硬件

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查了下GD的手冊和一些論壇中使用過的大佬發(fā)布的帖子，GD32F103替換STM32F103需要注意的地方總結(jié)如下：

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202401/455180.htm

一、相同點

1) 、外圍引腳定義：相同型號的管腳定義相同

2) 、Cortex M3 內(nèi)核： STM32F103 內(nèi)核 R1P1 版本, STM32F205 內(nèi)核 R2P1， GD32 內(nèi)核 R2P1 版本，此內(nèi)核已經(jīng)修復了 R1P1 的一些 bug

3)、芯片內(nèi)部寄存器，外部 IP 寄存器地址 : 邏輯地址相同，主要是根據(jù) STM32 的寄存器和物理地址,做得正向研發(fā).

4) 、函數(shù)庫文件：函數(shù)庫相同，優(yōu)化需要更改頭文件

5) 、編譯工具：完全相同例如：keil MDK、IAR

6)、型號命名方式：完全相同

二、外圍硬件區(qū)別

1) 、電壓范圍（ADC）： GD32F： 2.6-3.6V STM32F： 2.0-3.6V（外部電壓） GD32F： 1.2V（內(nèi)核電壓）STM32F： 1.8V（內(nèi)核電壓）

2)、 BOOT 0 管腳： Flash 程序運行時，BOOT0 在 STM32 上可懸空，GD32 必須外部下拉（從 Flash 運行，BOOT0 必須下拉地）

3)、 ESD 參數(shù)： STM32 人體模式 2KV,空氣模式 500V GD32 人體模式 4KV(內(nèi)測 5KV),空氣模式 10KV(內(nèi)測 15KV)

三. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)差別

1) 、啟動時間： GD32 啟動時間相同，由于 GD 運行稍快，需要延長上電時間配置(2ms)

2) 、主頻時鐘： GD32F10 系列主頻 108MHZ STM32F10 系列主頻 72MHZ

3)、 Flash 擦除時間： GD32 是 60ms/page，STM 30ms/page

4) 、FLASH 容量： GD32 最大容量 3M Byte

5)、 SRAM 空間： GD32F103 系列、GD32F105107 大容量系列 SRAM 96K

6)、 VB 外擴總線 FSMC：GD32 100PIN 配置總線輸出，STM32 144PIN 并且 256k 以上才配置總線輸出

四. 功耗區(qū)別(以 128k 以下容量的作為參考)

1) 、睡眠模式 Sleep： GD32F： 12.4mA STM32F10X： 7.5mA

2) 、深度睡眠模式 Deep Sleep： GD32F： 1.4mA STM32F10X： 24uA

3)、待機模式 Stand By: GD32F: 10.5uA STM32F10X: 3.4uA

4) 、運行功耗： GD32F: 32.4mA/72M STM32F10X: 52mA/72M

五、硬件替換要注意的地方

從上面的介紹中，我們可以看出，GD32F103系列和STM32F103系列是兼容的，但也需要一些注意的地方。

1、BOOT0必須接10K下拉或接GND，ST可懸空，這點很重要。

2、RC復位電路必須要有，否則MCU可能不能正常工作，ST的有時候可以不要。

3、有時候發(fā)現(xiàn)用仿真器連接不上。因為GD的swd接口驅(qū)動能力比ST弱，可以有如下幾種方式解決：

a、線盡可能短一些；

b、降低SWD通訊速率；

c、SWDIO接10k上拉，SWCLK接10k下拉。

4、使用電池供電等，注意GD的工作電壓，例如跌落到2.0V~2.6V區(qū)間，ST還能工作，GD可能無法啟動或工作異常。

四、使用ST標準庫開發(fā)需要修改的地方

1、GD對時序要求嚴格，配置外設需要先打開時鐘，再進行外設配置，否則可能導致外設無法配置成功；ST的可以先配置在開時鐘。

2、修改外部晶振起振超時時間，不用外部晶振可跳過這步。

原因：GD與ST的啟動時間存在差異，為了讓GD MCU更準確復位。

修改：

將宏定義：#define HSE_STARTUP_TIMEOUT ((uint16_t)0x0500)修改為：#define HSE_STARTUP_TIMEOUT ((uint16_t)0xFFFF)

3、GD32F10X flash取值零等待，而ST需要2個等待周期，因此，一些精確延時或者模擬IIC或SPI的代碼可能需要修改。

原因：GD32采用專利技術(shù)提高了相同工作頻率下的代碼執(zhí)行速度。

修改：如果使用for或while循環(huán)做精確定時的，定時會由于代碼執(zhí)行速度加快而使循環(huán)的時間變短，因此需要仿真重新計算設計延時。使用Timer定時器無影響。

4、在代碼中設置讀保護，如果使用外部工具讀保護比如JFLASH或脫機燒錄器設置，可跳過此步驟。

在寫完KEY序列后，需要讀該位確認key已生效，修改如下：

總共需要修改如下四個函數(shù)：

FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint8_t Data);uint32_t FLASH_GetWriteProtectionOptionByte(void);FlagStatus FLASH_GetReadOutProtectionStatus(void);

5、GD與ST在flash的Erase和Program時間上有差異，修改如下：

6、需求flash大于256K注意，小于256K可以忽略這項。

與ST不同，GD的flash存在分區(qū)的概念，前256K，CPU執(zhí)行指令零等待，稱code區(qū)，此范圍外稱為dataZ區(qū)。兩者在擦寫操作上沒有區(qū)別，但在讀操作時間上存在較大差別，code區(qū)代碼取值零等待，data區(qū)執(zhí)行代碼有較大延遲，代碼執(zhí)行效率比code區(qū)慢一個數(shù)量級，因此data區(qū)通常不建議運行對實時性要求高的代碼，為解決這個問題，可以使用分散加載的方法，比如把初始化代碼，圖片代碼等放到data區(qū)。

7、ADC采集

a> ADC通道要配置成模擬輸入，芯片默認是浮空輸入，如果不配成模擬輸入，ST的可以正常采集，GD不行

b> ADC時鐘沒有手動分頻最大運行頻率14Mhz以內(nèi)，ST可以正常采集，GD不行。

c> ADC使能后需要加不少于20us延時。

d> 采樣精度不如STM32f103，GD32f103存在這個問題，如果對ADC精度要求不高可以選用，可以選用PIN TO PIN 兼容F103系列的GD32E103和GD32F303系列解決。

總結(jié)：至此，經(jīng)過以上修改，不使用USB和網(wǎng)絡等復雜協(xié)議的代碼，就可以使用ST的代碼操作了。

PS:GD的主頻支持108MHz，有時候需要提供主頻，提供一個96MHZ的參考：

static void SetSysClockTo96(void){
  __IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;
  
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_GPIOC,!ENABLE);	
  /* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration ---------------------------*/    
  /* Enable HSE */    
  RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); 
  /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
  do
  {
    HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
    StartUpCounter++;  
  } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));for(StartUpCounter=0;StartUpCounter<0x1fff;StartUpCounter++);  if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
  {
    HSEStatus = (uint32_t)0x01;
  }  else
  {
    HSEStatus = (uint32_t)0x00;
  }  

  if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
  {    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;    /* Flash 2 wait state */
    FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
    FLASH->ACR |= (uint32_t)FLASH_ACR_LATENCY_2;    

 
    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;      
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;    
    /* PCLK1 = HCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;#ifdef STM32F10X_CL
    /* Configure PLLs ------------------------------------------------------*/
    /* PLL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 5) * 8 = 40 MHz */
    /* PREDIV1 configuration: PREDIV1CLK = PLL2 / 5 = 8 MHz */
        
    RCC->CFGR2 &= (uint32_t)~(RCC_CFGR2_PREDIV2 | RCC_CFGR2_PLL2MUL |
                              RCC_CFGR2_PREDIV1 | RCC_CFGR2_PREDIV1SRC);
    RCC->CFGR2 |= (uint32_t)(RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5 | RCC_CFGR2_PLL2MUL8 |
                             RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 | RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5);  
    /* Enable PLL2 */
    RCC->CR |= RCC_CR_PLL2ON;    /* Wait till PLL2 is ready */
    while((RCC->CR & RCC_CR_PLL2RDY) == 0)
    {
    }    
   
    /* PLL configuration: PLLCLK = PREDIV1 * 12 = 96 MHz */ 
    RCC->CFGR &= (uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLMULL);
    RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 | RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 | 
                            RCC_CFGR_PLLMULL12); 
#else    #if 0
    /*  PLL configuration: PLLCLK = HSE * 12 = 96 MHz */
    RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
                                        RCC_CFGR_PLLMULL));																				for(StartUpCounter=0;StartUpCounter<0x1fff;StartUpCounter++);
    RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL12);#else//	RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |//                                        RCC_CFGR_PLLMULL));
																				
	//RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE|(1<<17));
	//RCC->CFGR &= ~(RCC_CFGR_PLLMULL);
	//RCC->CFGR |= (uint32_t)(1<<27u);
	RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |
                                        RCC_CFGR_PLLMULL));
    RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | (1<<27)|(7<<18)|(1<<17));#endif#endif /* STM32F10X_CL */

    /* Enable PLL */
    RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;    /* Wait till PLL is ready */
    while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
    {
    }    for(StartUpCounter=0;StartUpCounter<0x1fff;StartUpCounter++);    /* Select PLL as system clock source */
    RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_SW_PLL;    
		for(StartUpCounter=0;StartUpCounter<0x200;StartUpCounter++);		for(StartUpCounter=0;StartUpCounter<0x1fff;StartUpCounter++);    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS) != (uint32_t)0x08)
    {
    }
  }  else
  { /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock 
         configuration. User can add here some code to deal with this error */
  }
}

還是希望國產(chǎn)芯片能越做越好，早日實現(xiàn)國產(chǎn)化，這樣就不怕人家卡脖子了！