【GD32 MCU 移植教程】3、從 STM32F10x 移植到 GD32E103 的移植說明

1. 前言

對于使用微控制器進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計人員來說，因產(chǎn)品及功能升級，往往需要將一種微控制器替換成另一種微控制器，在保留既有功能的情況下增加新功能。為了更快地推出新產(chǎn)品，設(shè)計人員經(jīng)常要將應(yīng)用程序移植到新的微控制器。

本應(yīng)用筆記旨在幫助您快速將應(yīng)用程序從 STM32F10x 系列微控制器移植到 GD32E103 系列微控制器(基于 STM32F10x 標(biāo)準(zhǔn)庫 V3.5.0)。

GD32E103 和 STM32F10x 系列相比，考慮軟硬件兼容性，從 Flash 和 SRAM 容量，包括外設(shè)模塊的增強性能上來看，GD32E103 最接近 STM32F10x 互聯(lián)性。

開始前您需要安裝 GD32E103 關(guān)于 KEIL 或 IAR 的插件，在工程選項的器件條目中選擇 GD32E103對應(yīng)型號，添加 GD32E103 的 Flash 下載算法。

GD32E103 較 STM32F10x 具有以下優(yōu)點：

1、更高的主頻(120MHz VS 72MHz)

2、更高版本的內(nèi)核(Cortex M4 VS M3)

3、更低的功耗(Run Mode：28.6mA@120MHz VS 50mA@72MHz；Sleep Mode：20.8mA@120MHz VS 30mA@72MHz )

但需要注意的是，GD32E103 較 STM32F10x 少了 SDIO 功能，如果用戶使用到 SDIO 功能，從STM32F10x 到 GD32E103 的移植，顯然是不合適的。

2. 引腳兼容性

STM32F10x 與 GD32E103 在相同封裝下是 Pin To Pin 兼容的。但由于外設(shè)功能上的細(xì)微差別，兩者引腳定義有少許不同，如表 1 所示。注意：STM32F10x 外設(shè)編號從 1 開始，GD32E103 外設(shè)編號從 0 開始，且命名有差異。

表 1 STM32F10x 系列和 GD32E103 系列引腳區(qū)別

3. 內(nèi)部資源兼容性

下表給出了 STM32F10x 與 GD32E103 的資源對比總覽(以 STM32F103V8、STM32F105V8 和GD32E103V8 對比為例)：

表 2 STM32F105 系列和 GD32E103 系列內(nèi)部資源對比總覽

4. 程序移植

4.1 時鐘移植

GD32E103 時鐘設(shè)置與 STM32F10x 互聯(lián)系列兼容，如從 STM32F103 移植到 GD32E103，IDE 需要做相關(guān)調(diào)整，具體過程如下：

(1) 使用 MDK 環(huán)境時：

在工程選項 C/C++選項卡中 Preprocessor Symbol Define 中加入 GD32F10X_CL 的宏定義；在工程選項 Device 中選擇原 MCU 對應(yīng)的互聯(lián)性型號，或?qū)?yīng)的 GD32E103 型號。

(2) 使用 IAR 環(huán)境時：

在 工 程 選 項 C/C++ Compiler 項 中 Preprocessor 選項卡下 Define Symbol 中加入GD32F10X_CL 的宏定義。

在工程選項 Device 中選擇原 MCU 對應(yīng)的互聯(lián)性型號，或?qū)?yīng)的 GD32E103 型號。

4.2 Flash 操作相關(guān)軟件移植

4.2.1 FLash 編程操作

STM32F10x 系列 MCU 僅支持 16 位半字編程，而 GD32E103 僅支持 32 位字和 64 位雙字編程，所以需要對 Flash 編程相關(guān)庫函數(shù)進(jìn)行更改。

(1) FLASH_ProgramWord 函數(shù)

說明：由原來的兩次半字編程改為一次字編程。

(2) FLASH_EnableWriteProtection 函數(shù)

(3) FLASH_ProgramOptionByteData 函數(shù)

說明：由原來的半字編程改為字編程，用戶需注意，選項字節(jié)需至少一次寫一個字，且目標(biāo)地址必須是 4 的

整數(shù)倍。

(4) FLASH_EraseOptionBytes 函數(shù)

(5) FLASH_ReadOutProtection 函數(shù)

(6) FLASH_UserOptionByteConfig 函數(shù)

注：以上代碼中的 CR_OPTWRE_Set 的定義是 STM32 固件庫中沒有的，需要用戶自行定義為：

#define CR_OPTWRE_Set ((uint32_t)0x00000200)

4.2.2 注意事項

STM32F10x 的互聯(lián)型和大容量型(因為 GD32E103 沒有大容量型，所以可不考慮)的 Flash 閃存頁大小為 2K，而 GD32E103 為 1K，所以用戶在調(diào)用頁擦除時要注意頁地址范圍。

5. 外設(shè)差異性

STM32F10x 與 GD32E103 在外設(shè)上基本是兼容的，但 GD32E103 較 STM32F10x 在很多外設(shè)上增加了部分功能，用戶可根據(jù)以下羅列出的外設(shè)差異性選擇是否使用這些功能。

5.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC

為減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)，GD32E103 較 STM32F10x 增加了片上硬件過采樣單元。它能夠處理多個轉(zhuǎn)換，并將多個轉(zhuǎn)換的結(jié)果取平均，得出一個 16 位寬的數(shù)據(jù)。 片上硬件過采樣單元是以降低數(shù)據(jù)輸出率為代價，換取較高的數(shù)據(jù)分辨率。 具體功能以及寄存器設(shè)置，請用戶參考 GD32E10x 用戶

手冊。

另外，由于兩款芯片的在 ADC 設(shè)計上的差異性，在移植到 GD32E103 時，ADC 使能之后，校準(zhǔn)之前，需加入 1ms 的延時，以便 ADC 穩(wěn)定后再進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.2 通用同步異步收發(fā)器 USART

GD32E103 較 STM32F10x 在 USART 上增加了塊模式(STM32F10x 只支持字節(jié)模式)、數(shù)據(jù)極性設(shè)置、數(shù)據(jù)位反轉(zhuǎn)以及 TX、RX 引腳電平反轉(zhuǎn)等功能，因此，GD32E103 多了四個寄存器，分別為：USART_CTL3、USART_RT、USART_STAT1、USART_CHC。具體功能以及寄存器設(shè)置，請用戶參考 GD32E10x 用戶手冊。

5.3 內(nèi)部集成電路總線接口 I2C

GD32E103和STM32F10x的I2C都支持標(biāo)速(最高100KHz)和快速(最高400KHz)，同時GD32E103可支持高速模式(最高 1MHz)，要使能高速模式，需將 I2C_FMPCFG 寄存器的 FMPEN 置 1。具體功能以及寄存器設(shè)置，請用戶參考 GD32E10x 用戶手冊。

5.4 串行外設(shè)接口/片上音頻接口 SPI/I2S

GD32E103 和 STM32F10x 的 SPI/I2S 模塊差異性主要表現(xiàn)在 GD32E103 支持 SPI TI 模式、SPI NSS 脈沖模式和 SPI 四線功能(只有 SPI1)，其中 SPI 的四線模式是用于控制四線 SPI Flash 外設(shè)，此模式下，數(shù)據(jù)傳輸速率是普通模式下的 4 倍。具體功能以及寄存器設(shè)置，請用戶參考 GD32E10x 用戶手冊。

5.5 通用串行總線全速設(shè)備接口 USBFS

GD32E103 和 STM32F105/107 的 USBFS 一致，同時 GD32E103 較 STM32F105/107 相比多了IRC48M 的時鐘源可選擇。具體功能以及寄存器設(shè)置，請用戶參考 GD32E103 用戶手冊。

GD32E103 和 STM32F103 的 USB 模塊是不兼容的，如果用戶是從 STM32F103 移植而來，需要進(jìn)行代碼移植，具體請參考 STM32F103 與 STM32F105/107 的 USB 差異性。

6. 附錄：

(Flash 更改后的程序，用戶可直接復(fù)制替換原庫函數(shù))

0、在 stm32f10x_flash.c 中添加

#define CR_OPTWRE_Set ((uint32_t)0x00000200)

1、

FLASH_Status FLASH_ProgramWord(uint32_t Address, uint32_t Data) { FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; __IO uint32_t tmp = 0; /* Check the parameters */ assert_param(IS_FLASH_ADDRESS(Address)); /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { FLASH->CR |= CR_PG_Set; *(__IO uint32_t*)Address = (uint32_t)Data; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); /* Disable the PG Bit */ FLASH->CR &= CR_PG_Reset; } /* Return the Program Status */ return status; }

2、

FLASH_Status FLASH_EnableWriteProtection(uint32_t FLASH_Pages) { uint16_t WRP0_Data = 0xFFFF, WRP1_Data = 0xFFFF, WRP2_Data = 0xFFFF, WRP3_Data = 0xFFFF; uint32_t temp1,temp2; FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; /* Check the parameters */ assert_param(IS_FLASH_WRPROT_PAGE(FLASH_Pages)); FLASH_Pages = (uint32_t)(~FLASH_Pages); WRP0_Data = (uint16_t)(FLASH_Pages & WRP0_Mask); WRP1_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP1_Mask) >> 8); WRP2_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP2_Mask) >> 16); WRP3_Data = (uint16_t)((FLASH_Pages & WRP3_Mask) >> 24); temp1 = (((uint32_t)WRP1_Data)<<16) | ((uint32_t)WRP0_Data); temp2 = (((uint32_t)WRP3_Data)<<16) | ((uint32_t)WRP2_Data); /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* Authorizes the small information block programming */ FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY1; FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY2; while((FLASH->CR&CR_OPTWRE_Set)!=CR_OPTWRE_Set ) {} FLASH->CR |= CR_OPTPG_Set; if(temp1 != 0xFFFF) { //OB->WRP0 = temp1; *(__IO uint32_t*)0X1ffff808=temp1; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); } if((status == FLASH_COMPLETE) && (temp2 != 0xFFFF)) { //OB->WRP1 = temp2; *(__IO uint32_t*)0X1ffff80c=temp2; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); } if(status != FLASH_TIMEOUT) { /* if the program operation is completed, disable the OPTPG Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } /* Return the write protection operation Status */ return status; }

3、

FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint32_t Data) { FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; /* Check the parameters */ assert_param(IS_OB_DATA_ADDRESS(Address)); status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* Authorize the small information block programming */ FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY1; FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY2; while((FLASH->CR&CR_OPTWRE_Set)!=CR_OPTWRE_Set ) {} /* Enables the Option Bytes Programming operation */ FLASH->CR |= CR_OPTPG_Set; *(__IO uint32_t*)Address = Data; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status != FLASH_TIMEOUT) { /* if the program operation is completed, disable the OPTPG Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } /* Return the Option Byte Data Program Status */ return status; }

4、

FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void) { uint16_t temp_spc = RDP_Key; uint32_t temp; FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; /* Get the actual read protection Option Byte value */ if(FLASH_GetReadOutProtectionStatus() != RESET){ temp_spc = 0xbb; } /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE){ /* Authorize the small information block programming */ FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY1; FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY2; while((FLASH->CR&CR_OPTWRE_Set)!=CR_OPTWRE_Set ) {} /* if the previous operation is completed, proceed to erase the option bytes */ FLASH->CR |= CR_OPTER_Set; FLASH->CR |= CR_STRT_Set; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* if the erase operation is completed, disable the OPTER Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTER_Reset; /* Enable the Option Bytes Programming operation */ FLASH->CR |= CR_OPTPG_Set; /* Restore the last read protection Option Byte value */ // OB->RDP = (uint16_t)rdptmp; temp = ((uint32_t)temp_spc)|0xffff0000; *(__IO uint32_t*)0X1ffff800=temp; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status != FLASH_TIMEOUT) { /* if the program operation is completed, disable the OPTPG Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } else{ if (status != FLASH_TIMEOUT){ /* Disable the OPTPG Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } } /* Return the erase status */ return status; }

5、

FLASH_Status FLASH_ReadOutProtection(FunctionalState NewState) { uint16_t temp_spc; uint32_t temp; FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; /* Check the parameters */ assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* Authorizes the small information block programming */ FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY1; FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY2; while((FLASH->CR&CR_OPTWRE_Set)!=CR_OPTWRE_Set ) {} FLASH->CR |= CR_OPTER_Set; FLASH->CR |= CR_STRT_Set; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* if the erase operation is completed, disable the OPTER Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTER_Reset; /* Enable the Option Bytes Programming operation */ FLASH->CR |= CR_OPTPG_Set; if(NewState != DISABLE){ temp_spc = 0xBB; temp = ((uint32_t)temp_spc)|0xffff0000; } else{ temp_spc = (uint16_t)RDP_Key; temp = ((uint32_t)temp_spc)|0xffff0000; } *(__IO uint32_t*)0x1ffff800=temp; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(EraseTimeout); if(status != FLASH_TIMEOUT){ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } else { if(status != FLASH_TIMEOUT){ /* Disable the OPTER Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTER_Reset; } } } /* Return the protection operation Status */ return status; }

6、

FLASH_Status FLASH_UserOptionByteConfig(uint16_t OB_IWDG,uint16_t OB_STOP, uint16_t OB_STDBY) { FLASH_Status status = FLASH_COMPLETE; uint16_t temp_spc = RDP_Key; uint32_t temp; /* Get the actual read protection Option Byte value */ if(FLASH_GetReadOutProtectionStatus() != RESET) { temp_spc = 0xbb; } /* Check the parameters */ assert_param(IS_OB_IWDG_SOURCE(OB_IWDG)); assert_param(IS_OB_STOP_SOURCE(OB_STOP)); assert_param(IS_OB_STDBY_SOURCE(OB_STDBY)); /* Authorize the small information block programming */ FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY1; FLASH->OPTKEYR = FLASH_KEY2; while((FLASH->CR&CR_OPTWRE_Set)!=CR_OPTWRE_Set ) {} /* if the previous operation is completed, proceed to erase the option bytes */ FLASH->CR |= CR_OPTER_Set; FLASH->CR |= CR_STRT_Set; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status == FLASH_COMPLETE) { /* if the erase operation is completed, disable the OPTER Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTER_Reset; /* Enable the Option Bytes Programming operation */ FLASH->CR |= CR_OPTPG_Set; temp =OB_IWDG | (uint16_t)(OB_STOP | (uint16_t)(OB_STDBY | ((uint16_t)0xF8))); temp=temp<<16; temp = ((uint32_t)temp|temp_spc); *(__IO uint32_t*)0x1ffff800=temp; /* Wait for last operation to be completed */ status = FLASH_WaitForLastOperation(ProgramTimeout); if(status != FLASH_TIMEOUT) { /* if the program operation is completed, disable the OPTPG Bit */ FLASH->CR &= CR_OPTPG_Reset; } } /* Return the Option Byte program Status */ return status; }

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