GD32VW553-IOT V2【微秒延迟时间实现方法】
一、硬件介绍
1、产品特点
萤火工场基于兆易创新GD32VW553(GD32VW553HMQ7)无线双模MCU研发、RISC-V内核的32位MCU的开源硬件
GD32VW553系列MCU采用了全新的开源指令集架构RISC-V处理器内核，主频可达160MHz。集成了高达4MB Flash及320KB SRAM，另有32KB可配置指令高速缓存(I-Cache)，大幅提升了CPU处理效率，支持2.4GHz Wi-Fi 6及BLE5.2无线连接标准；
性能参数
| 功能 | 参数 |
|---|---|
| FLASH(KB) | 4096 |
| SRAM(KB) | 320 |
| 时钟 | ——————————— |
| General Timer(16-bit) | 2 |
| General Timer(32-bit) | 2 |
| Advanced Timer(16-bit) | 1 |
| Basic Timer(16-bit) | 1 |
| SysTick(64-bit) | 1 |
| Watchdog | 2 |
| RTC | 1 |
| 接口 | ——————————— |
| USART | 1 |
| UART | 2 |
| I2C | 2 |
| SPI | 1 |
| QSPI | 1 |
| Wi-Fi 6 | 1 |
| BLE 5.2 | 1 |
| 12bit ADC Units(Channels) | 1(9) |
2、硬件升级优化
经过一年，对比上一代，硬件布局升级，进行了系统性优化，更加的方便好用了；
Type-C 口升级： 集成串口功能， 简化调试与程序下载流程， 提升开发便捷性；
新增开关： 增设用户可自定义按键及指示灯， 拓展交互控制与状态显示功能；
板面布局优化： 背面增加引脚丝印， 正面仅保留关键器件丝印， 布局清晰及信息聚焦；
FLASH 焊接位： 移至背面， 减少焊接风险， 增加开源二次开发的灵活性；
BOOT 开关优化： 升级为拔码式设计， 简化操作逻辑， 提升切换效率；
稳固性增强： 板厚增至 1mm， 提升了整体结构强度与抗变形能力 ；
实物如下：
GD32VW55x系列 支持 cJTAG 和 JTAG，不支持 SWD 的调试接口
需使用GDLink / JLink 调试器
3、功能引脚示意图 / 原理图
开发板相关手册 / 资料下载
板载LED灯
LED1：电源指示灯 🔴
USR_LED：PB2 🔴
BOOT选择 (SW1切换)
BOOT0：PC8
BOOT1：PB1
按键
KEY1：复位按钮
KEY2：PB11 (USR_KEY)
引脚定义
板载Type-C串口功能： PB15 / PA8 (UART1_RX / TX)
USART0（PB15 和 PA8）， UART1（PA4 和 PA5），UART2（PA6 和 PA7）
| 引脚 | 复用功能 |
|---|---|
| PC8(BOOT0) | TIMER2_CH2, I2C0_SDA, I2C1_SDA, USART0_TX, UART1_TX |
| PB0 | TIMER0_CH1_ON, TIMER0_CH0, TIMER0_CH2, UART1_TX, I2C0_SCL, TIMER2_ETI, TIMER16_CH0, UART2_CTS, TIMER0_BRKIN 附加功能：ADC_IN8 |
| PA9 | SPI_MOSI, TIMER0_CH1, QSPI_SCK, USART0_TX, TIMER15_CH0_ON |
| PA10 | SPI_MISO, TIMER0_CH2, QSPI_CSN, TIMER16_CH0, USART0_RX |
| PA11 | SPI_SCK, TIMER0_CH3, QSPI_IO0, TIMER16_BRKIN, TIMER1_CH3 |
| PA12(WKUP3) | TIMER0_ETI, TIMER0_CH3, QSPI_IO1, SPI_NSS, USART0_CK, TIMER1_CH2, TIMER16_CH0_ON |
| PB13 | TIMER0_CH0_ON, TIMER1_CH3, I2C1_SDA, TIMER15_CH0 |
| PB12 | TIMER0_BRKIN, TIMER0_CH3, TIMER1_CH2, I2C1_SCL |
| PB4(NJTRST) | TIMER1_CH0, TIMER1_ETI, QSPI_IO3, USART0_TX, UART1_TX |
| PB3(JTDO) | TIMER1_CH1, QSPI_IO2, USART0_RX, UART1_RX, TIMER15_BRKIN |
| PA15(JTDI) | TIMER1_CH0, TIMER1_ETI, I2C0_SCL, I2C1_SCL, USART0_RX, UART1_RX 附加功能：ADC_IN8 |
| PA14(JTCK) | I2C1_SMBA, I2C1_SDA, USART0_RTS, UART1_RTS |
| PA13(JTMS) | I2C0_SMBA, I2C1_SCL, USART0_CTS, UART1_CTS |
| PB15(UART1_TX) | RTC_REFIN, TIMER0_CH2_ON, TIMER2_CH0, I2C0_SCL, I2C1_SCL, USART0_TX, IFRP_OUT |
| PA8(UART1_RX) | CK_OUT0, TIMER0_CH0, USART0_RX, I2C0_SDA, I2C1_SDA, USART0_CK, TIMER15_CH0, RTC_OUT, TIMER0_CH2_ON |
| PA7(WAKEUP2) | I2C1_SDA, TIMER0_CH0_ON, TIMER2_CH1, QSPI_IO1, SPI_NSS, SPI_MOSI, TIMER0_CH1_ON, UART2_RX, TIMER1_CH2 附加功能：ADC_IN7 |
| PA6 | TIMER2_CH0, QSPI_IO0, I2C1_SCL, SPI_MISO, SPI_SCK, TIMER0_CH1, TIMER1_CH1, UART2_TX 附加功能：ADC_IN6 |
| PA5 | UART1_RX, TIMER2_ETI, QSPI_CSN, SPI_MISO, SPI_SCK, TIMER0_CH1_ON 附加功能：ADC_IN5 |
| PA4 | UART1_TX, SPI_MOSI, QSPI_SCK, SPI_NSS, TIMER0_CH1 附加功能：ADC_IN4 |
| PA3 | USART0_RTS, TIMER1_CH3, I2C0_SDA, SPI_NSS, TIMER0_CH0_ON, UART1_RX, RTC_OUT 附加功能：ADC_IN3 |
| PA2 | USART0_CTS, TIMER1_CH2, I2C0_SCL, SPI_SCK, TIMER0_CH0, UART1_TX 附加功能：ADC_IN2 |
| PA1 | USART0_RX, TIMER1_CH1, SPI_MISO, UART1_RTS |
| PA0(WAKEUP0) | USART0_TX, TIMER1_CH0, TIMER1_ETI, SPI_MOSI, UART1_CTS, TIMER0_ETI 附加功能：ADC_IN0, RTC_TAMP1 |
| PB1 | TIMER0_CH2_ON, TIMER0_CH0_ON, TIMER2_CH2, UART1_RX, I2C0_SDA, TIMER16_CH0_ON, UART2_RTS 附加功能：BOOT1 |
BOOT 引导模式配置
启动时，使用 BOOT0 和 BOOT1 引脚选择引导存储器地址
选择从 ROM 启动，FLASH 启动或者 SRAM 启动
| BOOT0 | BOOT1 | 引导地址 | 引导区域 |
|---|---|---|---|
| 0 | - | 0x08000000 | SIP Flash |
| 0 | - | 0x0BF46000 | secure boot |
| 1 | 0 | 0x0BF40000 | Bootloader / ROM |
| 1 | 1 | 0x20000000 | SRAM |
| 1 | - | 0x0BF40000 | Bootloader / ROM |
主要原理图：
系统框图
二、滴答定时器介绍
RISC-V处理器内部包含了一个简单的定时器SysTick，SysTick定时器可用作标准的下行计数器，是一个64位向上计数器，有自动重新装载能力，可屏蔽系统中断发生器;
RCU 通过 AHB 时钟（HCLK）8 分频后作为 RISC-V系统定时器（SysTick）的外部时钟。通过对 SysTick 控制和状态寄存器的设置，可选择上述时钟或 AHB（HCLK）时钟作为 SysTick 时钟。
输入的时钟默认为160MHz。滴答定时器里的时钟源是SOCCLK，SOCCLK并不等于主频（CPUCLK），而是由主频除以一个预分频系数得到的。
这个预分频系数可以通过寄存器SysTimer_MTIMECFGR的CLKDIV位来设置，其默认值是4。
因此，SOC CLK的实际频率是160MHz / 4 = 40MHz，而不是160MHz。
SOC CLK的频率就是滴答定时器实际上的频率。
SysTick定时器设定比较值并使能之后，每经过1个系统时钟周期，计数值就加1，减到0时，SysTick计数器自动重新装载初值并继续计数，同时内部的COUNTFLAG标志位被置位，触发中断（前提是开启中断）。
SystemCoreClock / 4000 是放入重装载寄存器中的值。
以系统时钟为160MHz为例，重装载值就为160MHz/4000=40000，即每振荡40000次就产生一个中断。
滴答定时器时钟为40Mhz，1秒振荡40M次，那么每计数一次时钟为 1 / 40000000 s的时间。
计数SystemCoreClock / 4000 个时钟的时间就是
(SystemCoreClock / 4000) * (1 / 40000000) = 40000 / 40000000 = 0.001s = 1ms
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0x00U);是开启中断；
每当定时1ms时间到就会进入到中断函数SysTick_Handler里面，所以每进入一次中断就是1ms；
三、延迟时间设置方法
SetValue = SystemCoreClock / (time * systickCLK)
SystemCoreClock：主控频率默认
160MHz；systickCLK：滴答定时器频率，为主控频率的
4分频率，默认40MHz;time：要设置的时间，单位为秒；
SetValue：要设置的滴答定时器比较值；
例：设置滴答定时器1us进行中断
SetValue = 160,000,000 / (0.000001 * 40,000,000)
SetValue = 160,000,000 / 40
SetValue = 4000000
只需在代码中修改为4000000即可
SysTimer_SetCompareValue(SystemCoreClock / 4000000);
四、代码编写
工程项目中的 systick.c 中已实现了自带的毫秒级延迟void delay_1ms(uint32_t count)；
但没有实现微秒级延迟，以下是简易的实现方法；
systick.c
#include "gd32vw55x.h"
#include "systick.h"volatile static uint32_t delay;void systick_config(void)
{SysTimer_SetControlValue(SysTimer_MTIMECTL_CMPCLREN_Msk);SysTimer_SetCompareValue(SystemCoreClock / 4000); // 1ms__ECLIC_SetTrigIRQ(CLIC_INT_TMR, ECLIC_POSTIVE_EDGE_TRIGGER);eclic_irq_enable(CLIC_INT_TMR, 0, 0);
}void delay_1us(uint32_t count)
{uint64_t ticks;uint64_t told, tnow;uint64_t tcnt = 0;uint64_t reload = SysTimer_GetCompareValue(); // 获取比较值作为重载值ticks = (uint64_t)count * ((SystemCoreClock / 4000000); // 1us/* 获取当前时间 */told = (uint64_t)SysTimer->MTIMER;while (1){/* 循环获得当前时间，直到达到指定的时间后退出循环 */tnow = (uint64_t)SysTimer->MTIMER;if (tnow != told){if (tnow < told){tcnt += (reload - told) + tnow;}else{tcnt += tnow - told;}told = tnow;if (tcnt >= ticks){break;}}}
}void delay_1ms(uint32_t count)
{delay = count;while (0U != delay){}
}void delay_decrement(void)
{if (0U != delay){delay--;}
}