GD32F4時鐘配置

1.前言

硬件：GD32F450? 最高時鐘頻率200MHZ(外部晶振8MHZ)

軟件：KEIL(V5.35)?

固件包：GD32F4xx_Firmware_Library_V3.2.0

2.時鐘樹

時鐘配置大概流程如下圖紅線指示，GD32F470的最高頻率可以到240MHZ，GD32F450最高頻率可以通過PLL倍頻到200MHZ。

預分頻器可以配置AHB/APB2/APB1域的時鐘頻率。AHB/APB2/APB1域的最高時鐘頻率分別為200MHZ/100MHZ/50MHZ。

3.軟件配置

3.1 修改晶振頻率

在system_gd32f4xx.c中，需要根據實際使用的外部晶振頻率修改__HXTAL的值，也就是HXTAL_VALUE的值，具體在gd32f4xx.h中修改。

#include "gd32f4xx.h"/* system frequency define */
#define __IRC16M          (IRC16M_VALUE)            /* internal 16 MHz RC oscillator frequency */
#define __HXTAL           (HXTAL_VALUE)             /* high speed crystal oscillator frequency */
//#define __SYS_OSC_CLK     (__IRC16M)                /* main oscillator frequency */
//沒有用到
#define __SYS_OSC_CLK     (__HXTAL)                /* main oscillator frequency *//* select a system clock by uncommenting the following line */
//#define __SYSTEM_CLOCK_IRC16M                   (uint32_t)(__IRC16M)
//#define __SYSTEM_CLOCK_HXTAL                    (uint32_t)(__HXTAL)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_8M_HXTAL          (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_8M_HXTAL        (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(200000000)
#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL        (uint32_t)(200000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(200000000)

gd32f4xx.h,實際使用的是8MHZ晶振，如果使用的是其他頻率的晶振，需要對應修改。很多時候串口通信異常就是時鐘頻率不對導致的。如果上面的宏定義里面沒有自己想要的頻率，可以參考官方寫好的時鐘配置函數來設置PLL_M/PLL_N/PLL_P/PLL_Q。

#ifndef GD32F4XX_H
#define GD32F4XX_H#ifdef cplusplusextern "C" {
#endif /* define GD32F4xx */
#if !defined (GD32F450)  && !defined (GD32F405) && !defined (GD32F407)/* #define GD32F450 *//* #define GD32F405 *//* #define GD32F407 */
#endif /* define GD32F4xx */#if !defined (GD32F450)  && !defined (GD32F405) && !defined (GD32F407)#error "Please select the target GD32F4xx device in gd32f4xx.h file"
#endif /* undefine GD32F4xx tip *//* define value of high speed crystal oscillator (HXTAL) in Hz */
#if !defined  (HXTAL_VALUE)
#define HXTAL_VALUE    ((uint32_t)8000000)
#endif /* high speed crystal oscillator value *//* define startup timeout value of high speed crystal oscillator (HXTAL) */
#if !defined  (HXTAL_STARTUP_TIMEOUT)
#define HXTAL_STARTUP_TIMEOUT   ((uint16_t)0x0fff)//0x0800
#endif /* high speed crystal oscillator startup timeout */

3.2 時鐘初始化

打開 __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL 宏定義，也可以配置成168MHZ,根據實際情況來配置。系統默認選擇的是內部時鐘的那個宏定義。

說明： __SYS_OSC_CLK 這個宏定義改不改都沒關系，沒有用到這個宏。

/* system frequency define */
#define __IRC16M          (IRC16M_VALUE)            /* internal 16 MHz RC oscillator frequency */
#define __HXTAL           (HXTAL_VALUE)             /* high speed crystal oscillator frequency */
//#define __SYS_OSC_CLK     (__IRC16M)                /* main oscillator frequency */
//沒有用到
#define __SYS_OSC_CLK     (__HXTAL)                /* main oscillator frequency *//* select a system clock by uncommenting the following line */
//#define __SYSTEM_CLOCK_IRC16M                   (uint32_t)(__IRC16M)
//#define __SYSTEM_CLOCK_HXTAL                    (uint32_t)(__HXTAL)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_8M_HXTAL          (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(120000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_8M_HXTAL        (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(168000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_IRC16M          (uint32_t)(200000000)
#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL        (uint32_t)(200000000)
//#define __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_25M_HXTAL       (uint32_t)(200000000)

#ifdef __SYSTEM_CLOCK_IRC16M
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_IRC16M;
static void system_clock_16m_irc16m(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_HXTAL;
static void system_clock_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_IRC16M)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_IRC16M;
static void system_clock_120m_irc16m(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_8M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_8M_HXTAL;
static void system_clock_120m_8m_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_25M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_120M_PLL_25M_HXTAL;
static void system_clock_120m_25m_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_IRC16M)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_IRC16M;
static void system_clock_168m_irc16m(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_8M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_8M_HXTAL;
static void system_clock_168m_8m_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_25M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_25M_HXTAL;
static void system_clock_168m_25m_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_IRC16M)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_IRC16M;
static void system_clock_200m_irc16m(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL;
static void system_clock_200m_8m_hxtal(void);
#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_25M_HXTAL)
uint32_t SystemCoreClock = __SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_25M_HXTAL;
static void system_clock_200m_25m_hxtal(void);#endif /* __SYSTEM_CLOCK_IRC16M *//* configure the system clock */
static void system_clock_config(void);/*!\brief      setup the microcontroller system, initialize the system\param[in]  none\param[out] none\retval     none
*/
void SystemInit (void)
{/* FPU settings ------------------------------------------------------------*/#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));  /* set CP10 and CP11 Full Access */#endif/* Reset the RCU clock configuration to the default reset state ------------*//* Set IRC16MEN bit */RCU_CTL |= RCU_CTL_IRC16MEN;RCU_MODIFY/* Reset CFG0 register */RCU_CFG0 = 0x00000000U;/* Reset HXTALEN, CKMEN and PLLEN bits */RCU_CTL &= ~(RCU_CTL_PLLEN | RCU_CTL_CKMEN | RCU_CTL_HXTALEN);/* Reset PLLCFGR register */RCU_PLL = 0x24003010U;/* Reset HSEBYP bit */RCU_CTL &= ~(RCU_CTL_HXTALBPS);/* Disable all interrupts */RCU_INT = 0x00000000U;/* Configure the System clock source, PLL Multiplier and Divider factors, AHB/APBx prescalers and Flash settings ----------------------------------*/system_clock_config();
}

在SystemInit()函數最后調用時鐘配置函數 system_clock_config()，外部晶振為無源晶振。

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL)
/*!\brief      configure the system clock to 200M by PLL which selects HXTAL(8M) as its clock source\param[in]  none\param[out] none\retval     none
*/
static void system_clock_200m_8m_hxtal(void)
{uint32_t timeout = 0U;uint32_t stab_flag = 0U;/* enable HXTAL */RCU_CTL |= RCU_CTL_HXTALEN;//HXTAL_STARTUP_TIMEOUT 默認為0x0800，需要加大等待晶振穩定的時長，改為0x0fff/* wait until HXTAL is stable or the startup time is longer than HXTAL_STARTUP_TIMEOUT */do{timeout++;stab_flag = (RCU_CTL & RCU_CTL_HXTALSTB);}while((0U == stab_flag) && (HXTAL_STARTUP_TIMEOUT != timeout));/* if fail */if(0U == (RCU_CTL & RCU_CTL_HXTALSTB)){while(1){}}RCU_APB1EN |= RCU_APB1EN_PMUEN;PMU_CTL |= PMU_CTL_LDOVS;/* HXTAL is stable *//* 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;/* Configure the main PLL, PLL_M = 8, PLL_N = 400, PLL_P = 2, PLL_Q = 9 */ RCU_PLL = (8U | (400U << 6U) | (((2U >> 1U) - 1U) << 16U) |(RCU_PLLSRC_HXTAL) | (9U << 24U));/* enable PLL */RCU_CTL |= RCU_CTL_PLLEN;/* wait until PLL is stable */while(0U == (RCU_CTL & RCU_CTL_PLLSTB)){}/* Enable the high-drive to extend the clock frequency to 200 Mhz */PMU_CTL |= PMU_CTL_HDEN;while(0U == (PMU_CS & PMU_CS_HDRF)){}/* select the high-drive mode */PMU_CTL |= PMU_CTL_HDS;while(0U == (PMU_CS & PMU_CS_HDSRF)){} /* select PLL as system clock */RCU_CFG0 &= ~RCU_CFG0_SCS;RCU_CFG0 |= RCU_CKSYSSRC_PLLP;/* wait until PLL is selected as system clock */while(0U == (RCU_CFG0 & RCU_SCSS_PLLP)){}
}

避坑指南：在使用GD32F450的時候，時鐘配置時，等待外部時鐘穩定，HXTAL_STARTUP_TIMEOUT，這個宏默認為0x0800，有時候外部晶振在這個超時時間內沒有穩定，會導致程序卡死。我這邊將這個宏定義修改為0x0FFF,超時時間延長一倍，等待外部晶振穩定。

在gd32f4xx.h中修改HXTAL_STARTUP_TIMEUP這個宏的值，默認為0x0800。

/* define GD32F4xx */
#if !defined (GD32F450)  && !defined (GD32F405) && !defined (GD32F407)/* #define GD32F450 *//* #define GD32F405 *//* #define GD32F407 */
#endif /* define GD32F4xx */#if !defined (GD32F450)  && !defined (GD32F405) && !defined (GD32F407)#error "Please select the target GD32F4xx device in gd32f4xx.h file"
#endif /* undefine GD32F4xx tip *//* define value of high speed crystal oscillator (HXTAL) in Hz */
#if !defined  (HXTAL_VALUE)
#define HXTAL_VALUE    ((uint32_t)8000000)
#endif /* high speed crystal oscillator value *//* define startup timeout value of high speed crystal oscillator (HXTAL) */
#if !defined  (HXTAL_STARTUP_TIMEOUT)
#define HXTAL_STARTUP_TIMEOUT   ((uint16_t)0x0fff)//0x0800
#endif /* high speed crystal oscillator startup timeout */

如果外部晶振使用的是有源晶振，需要修改函數system_clock_200m_8m_hxtal()，在函數最前面添加rcu_osci_bypass_mode_enable(RCU_HXTAL)函數。

#elif defined (__SYSTEM_CLOCK_200M_PLL_8M_HXTAL)
/*!\brief      configure the system clock to 200M by PLL which selects HXTAL(8M) as its clock source\param[in]  none\param[out] none\retval     none
*/
static void system_clock_200m_8m_hxtal(void)
{uint32_t timeout = 0U;uint32_t stab_flag = 0U;rcu_osci_bypass_mode_enable(RCU_HXTAL);//外部有源晶振/* enable HXTAL */RCU_CTL |= RCU_CTL_HXTALEN;//HXTAL_STARTUP_TIMEOUT 默認為0x0800，需要加大等待晶振穩定的時長，改為0x0fff/* wait until HXTAL is stable or the startup time is longer than HXTAL_STARTUP_TIMEOUT */do{timeout++;stab_flag = (RCU_CTL & RCU_CTL_HXTALSTB);}while((0U == stab_flag) && (HXTAL_STARTUP_TIMEOUT != timeout));/* if fail */if(0U == (RCU_CTL & RCU_CTL_HXTALSTB)){while(1){}}RCU_APB1EN |= RCU_APB1EN_PMUEN;PMU_CTL |= PMU_CTL_LDOVS;/* HXTAL is stable *//* 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;/* Configure the main PLL, PLL_M = 8, PLL_N = 400, PLL_P = 2, PLL_Q = 9 */ RCU_PLL = (8U | (400U << 6U) | (((2U >> 1U) - 1U) << 16U) |(RCU_PLLSRC_HXTAL) | (9U << 24U));/* enable PLL */RCU_CTL |= RCU_CTL_PLLEN;/* wait until PLL is stable */while(0U == (RCU_CTL & RCU_CTL_PLLSTB)){}/* Enable the high-drive to extend the clock frequency to 200 Mhz */PMU_CTL |= PMU_CTL_HDEN;while(0U == (PMU_CS & PMU_CS_HDRF)){}/* select the high-drive mode */PMU_CTL |= PMU_CTL_HDS;while(0U == (PMU_CS & PMU_CS_HDSRF)){} /* select PLL as system clock */RCU_CFG0 &= ~RCU_CFG0_SCS;RCU_CFG0 |= RCU_CKSYSSRC_PLLP;/* wait until PLL is selected as system clock */while(0U == (RCU_CFG0 & RCU_SCSS_PLLP)){}
}

?3.3 時鐘頻率測試

可以使用rcu_clock_freq_get（）函數來獲取時鐘

//系統時鐘測試SYS_clk = rcu_clock_freq_get(CK_SYS);//200000000AHB_clk = rcu_clock_freq_get(CK_AHB);//200000000APB1_clk = rcu_clock_freq_get(CK_APB1);//50000000APB2_clk =  rcu_clock_freq_get(CK_APB2);//100000000

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//浮點型數值Double d 0.0003d;//轉BigDecimal對象BigDecimal a new BigDecimal(d);System.out.println(String.format("浮點類型數字:%.4f創建BigDecimal對象并且保留多位小數并且保留多位小數時,精度會變多,結果為%s",d,a.setScale(8, BigDecimal.ROUND_DOWN)));…
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format()方法——格式化字符串

format()方法——格式化字符串

自學python如何成為大佬(目錄):https://blog.csdn.net/weixin_67859959/article/details/139049996?spm1001.2014.3001.5501 語法介紹 format()可以對數據進行格式化處理操作&#xff0c;語法如下&#xff1a; format(value, format_spec) format_spec為格式化解釋。當參數…
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