国民技术 MCU N32G45x与STM32F103系列差异对比及移植指导

Posted 2022-02-25 国民技术MCU

芯片资源整体对比

器件型号 STM32F103 & N32G457QE

1 N32G45X 系列与 STM32F103 系列异同

N32G45X 系列微控制器基本兼容 STM32F103 系列，同时强化和扩展了一些功
能模块，有些地方与 STM32F103 不同，可参见本文档下述章节描述。

1.1 相同点概述

 管脚定义：相同封装管脚定义基本实现 PIN-TO-PIN 兼容。扩增的外设作
管脚复用定义延伸。
 寻址空间：内存与模块寄存器逻辑地址相同。扩展外设或扩展功能占用
XXX32F103 保留地址空间。
 库函数文件：大部分模块驱动库兼容，仅部分不兼容模块可参考“第 2
章”进行驱动库调整。
 编译工具： KEIL5。

1.2 差异点概述

2 快速替换 XXX32F103

 导入 N32G45X PACK 包
导入 N32G45X 对应规格芯片的 PACK 包。
 工程配置
请参考“3.1 节”。
 驱动代码

1. xxx32f10x.h 文件：替换。
2. 启动文件 startup_xxx32f10x_hd.s：替换。
3. xxx32f10x_flash.c/.h 文件：替换。
4. xxx32f10x_rcc.h/.c 文件：替换。
5. xxx32f10x_gpio.h/.c 文件：替换。
6. xxx32f10x_exti.h/.c 文件：替换。
7. xxx32f10x_adc.h/.c 文件：替换。
8. xxx32f10x_rtc.h/.c 文件：替换。
   对原工程中的以上文件进行替换。
    应用代码
9. 在 main 中添加如下配置代码，此段代码在使用 ADC 和 SDIO 时必须
   添加，否则会影响模块的使用。如下图：
   Int main()
   
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);
   PWR->CR3 |= 0x00000001;
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,DISABLE);
   
10. 应用代码中如果使用的模块具有不兼容点，则需要参考“1.2 节”和
    “第 3 章”的内容进行更改；如果使用模块均兼容，则无需更改。

3 N32G45X 模块不兼容点解析

功能点不兼容，将会影响底层驱动或应用代码的设计；为快速将原有的
XXX32F103 工程运行在 N32G45X 平台上，下文记录 N32G45X 与 XXX32F103 不
兼容的功能点，可供移植参考。

3.1 内核

 描述
N32G45X 使用 Cortex-M4F 核，如果原代码中有涉及浮点类型的定义或运
算，直接运行在 N32G45X 会进 HardFualt。
 方案
方案 1：仅对原代码工程配置进行如下修改

方案 2：修改工程配置+代码中添加对浮点运算的支持

然后在进入 main 之前启动 FPU 功能，需要对 xxx32f10x.h 和
system_xxx32f10x.c 文件进行微小修改：
1、打开 xxx32f10x.h 文件，将 #include“core_cm3.h” 改为#include
“core_cm4.h”；
2、打开 system_xxx32f10x.c 文件，在 SystemInit 函数中添加下面一条语
句：SCB->CPACR |= ((3UL << 10 * 2) | (3UL << 11 * 2));

3.2 SYSTICK

 描述
N32G45X 仅支持 SysTick 使用内部核时钟，不支持使用外部参考时钟
AHBCLK/8。
 方案
如果原代码中 SysTick 配置使用外部参考时钟，则需要配置为内核时钟，
即配置如下寄存器的 CLKSOURCE 位=1。

具体代码如下：
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK ); //选择内部时钟

3.3 中断

 描述
N32G45X 与 XXX32F103 中断不兼容点如下：

1. RTC 全局中断改为 RTC_WAKEUP_EXTI20 中断。
2. DMA2 的 CH4/5 由共用一个中断号改为分别使用两个中断号。
   原应用代码中使用到以上中断时，需要进行调整。
    方案
3. 使用 RTC 全局中断（RTC_IRQn）时，不仅需要配置 RTC，还需要配
   置 EXTI20（如下图），同时结合“3.4 节、3.7 节”。
   void EXTI20_RTCWKUP_Configuration(FunctionalState NewState)
   
   EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line20);
   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI Line20;
   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
   /Enable the RTC WakeUp Interrupt/
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTC_IRQn;
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = NewState;
   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
   
4. 当原代码中使用到 DMA2_CH4/5 时，需要分别定义 CH4/5 的中断号
   和中断服务函数，涉及改动的文件包括 xxx32f10x.h、启动文件。
   原配置：
   DMA2_Channel4_5_IRQn = 59，
   EXPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler[WEAK]
   修改如下：
   DMA2_Channel4_IRQn = 59, /DMA2 Channel 4 global Interrupt/
   DMA2_Channel5_IRQn = 60, /DMA2 Channel 5 global Interrupt/
   EXPORT DMA2_Channel4_IRQHandler [WEAK]
   EXPORT DMA2_Channel5_IRQHandler [WEAK]

3.4 EXTI

 描述
使用 RTC wakeup 功能时，需要使用新增 EXTI20。
 方案
参考“3.7 节”

3.5 IOM

 描述
N32G45X 与 XXX32F103 IOM 不兼容点如下：

1. PA8 在上电启动时进行芯片模式判断，会被自动设置为下拉输入，结
   束后为高阻态。
2. 除以下引脚外，其他 IO 上电默认为高阻态（XXX32F103 为输入浮空
   态）：
   PB4/NJTRST：输入上拉；
   PB3/TDO：输入无上下拉；
   PA15/TDI：输入上拉；
   PA14/JTCK-SWCLK：输入上拉；
   PA13/JTMS-SWDIO：输入上拉；
   PB2/BOOT1：输入下拉；
   BOOT0：输入下拉；
   NRST：输入输出上拉；
3. NRST 引脚无法输出内部各复位源引起的系统复位信号，除非板上的
   NRST 引脚接的是 1nF 以内电容负载以及 10K 以内的上拉电阻。
4. SPI1/2/3 做主机时，NSS 可选 Idle 时输出 1（接单从机）还是高阻
   （接多从机）
5. 对端口配置低/高寄存器（GPIOx_CRL/CRH）进行修改：
    方案
6. 上述 1/2/3 点可能影响硬件电路设计，可供参考。
7. 上述第 5 点，需要修改 xxx32f10x_gpio.h 文件中相关代码如下：
   原结构体：
   typedef enum
   
   GPIO_Speed_10MHz = 1,
   GPIO_Speed_2Mhz,
   GPIO_Speed_50MHz
   GPiospeed_TypeDef;
   修改为：
   typedef enum
   
   GPIO_Speed_2MHz = 1,
   GPIO_Speed_10Mhz,
   GPIO_Speed_50MHz
   GPIOSpeed_TypeDef;

3.6 FLASH

 描述
N32G45X 仅支持 32 位（字）编程，不支持半字编程。
 方案
由于本模块涉及差异点较大，需要使用 N32G45X 的库替换 XXX32F103
的库。（模块库接口基本保持一致）

3.7 RTC

 描述
RTC 模块与 XXX32F103 的 RTC 完全不一样，具体功能可参考 N32G45X
参考手册。
 方案

1. RTC 应用代码移植：首先需要根据“第 2 章”替换相关文件，应用代
   码需要查看参考手册。
2. 注意点 1：RTC 预分频寄存器的 Prediv_A 和 Prediv_S 不能设置为 0。
3. 注意点 2：RTC Alarm_AB 和 Auto_WakeUp 均可唤醒 Stop2，
   Alarm_AB 可喊醒 Standby，但是前提不能使用 HSE/128 作为 RTC 时
   钟输入；因为 Stop2 和 Standby 模式下 HSE 时钟 停止工作。

3.8 SDIO

 描述
N32G45X 与 XXX32F103 SDIO 不兼容点如下：
SDIO 配置为 DMA 发送时，如果主频为 72M 或以上，当分频系数
CLKDIV 为 9-153 中任意一个值时，会导致 SDIO 无法完成数据发送。
 方案
在原有代码的基础上，SDIO_Write 时需将 SDIO_DCTRL 寄存器的 BIT12
写 1；SDIO_Read 时需将 BIT12 写 0。

3.9 ADC

 描述
ADC 模块与 XXX32F103 的 ADC 完全不一样，具体功能可参考
N32G45X 参考手册
 方案
本模块的主要区别在于模块时钟的配置 XXX32F103 的 ADC1/2/3 仅用到
APB2CLK，N32G45X 的 ADC1/2/3 使用 HCLK/PLLCLK/ADC1MCLK
（其中 HCLK/PLLCLK 是二选一，ADC1MCLK 必须配置）

1. 驱动：参考“第 2 章”替换相关文件。
2. 应用：需查看“参考手册”。

3.10 XFMC

 描述

1. 不支持 PC/CF 卡扩展。
2. 只支持 Band1/2，不支持 Band3/4。（其中 Band1 只支持
   Band1_Sram1/Band1_Sram2、不支持 Band1_Sram3/Band1_Sram4）
    方案
   根据以上区别进行具体使用。例如：如果原代码中使用 sram3，则需要改
   为使用 sram1/sram2。
   原配置：
   //使用 NOR/SRAM 的 Bank1.sector3，地址位 HADDR[27,26]=10
   #define Bank1_SRAM3_ADDR ((uint32_t)(0x68000000))
   修改为：
   //使用 NOR/SRAM 的 Bank1.sector1,地址位 HADDR[27,26]=10
   #define Bank1_SRAM1_ADDR ((uint32_t)(0x60000000))
   控制信号线端口配置：
   /NE1,对应的基地址 0x60000000/
   #define FSMC_CS_GPIO_PORT GPIOD
   #define FSMC_CS_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD
   #define FSMC_CS_GPIO_PIN GPIO_Pin_7

3.11 RCC

 描述
RCC 模块中 ADC1/2/3 的时钟与 XXX32F103 不兼容，XXX32F103 的
ADC1/2/3 使能时钟挂载在 APB2 上，而 N32G45X 挂载在 AHB 上；具体
差异可查看“参考手册”RCC 与 ADC 章节。
 方案
修改原代码中 ADCx 模块时钟配置的相关接口。如下：
原调用函数：
void RCC_ADCCLKConfig(uint32_t RCC_PCLK2);
修改为以下函数：
void RCC_ADC1MLKConfig(uint32_t RCC_ADC1MCLKSource,uint32_t MPrescaler);
void RCC_ADCPLLCLKCmd(uint32_t RCC_ADCPLLCLKPrescaler,FunctionalState NewState);
void RCC_ADCHCLKConfig(uint32_t RCC_ADCHCLKPrescaler);

国民代理