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第3章 STM32F407整体把控
初学STM32F407一定要优先整体把控芯片的框架，不要急于了解单个外设的功能。
3.1 初学者重要提示
3.1 STM32F407框图
3.2 STM32F407各个型号的区别
3.2 STM32F407总线框图和时钟
3.3 STM32F407的AHB总线矩阵
3.4 STM32F407的FLASH
3.5 STM32F407的RAM
3.6 总结
3.1 初学者重要提示
- 学习一款新的芯片，优先掌握系统框架是比较重要的，建议逐渐养成这种学习习惯，然后各个击破即可。
- 本章节提供了多张STM32F407的框图，这些框图都非常具有代表性。很多时候记忆知识点比较费脑子，记录这些框图是一种非常好的方式。
- 对于本章节提供的部分知识点，无法理解透彻，暂时没有关系。随着后面的深入学习，基本都可以掌握。
3.2 STM32F407硬件框图
学习一款新的芯片，需要优先了解一下它的整体功能设计。需要的资料主要是来自官网和数据手册，比如我们V5开发板使用的STM32F407IGT6，直接在官方地址：链接（这是超链接）就可以看到对此芯片所做的介绍，页面中有一个如下的框图，对于了解STM32F407整体设计非常方便。
再稍微详细点，就需要大家读页面上的”Key Features”，就是下图所示的内容：
或者直接看数据手册开头的章节即可，也进行了介绍，内容基本都是差不多的，如下图所示（部分截图）：
通过框图和Key Features，大家可以方便地了解STM32F407的FLASH、RAM大小以及各种自带外设的信息。
3.3 STM32F407各个型号的区别
涉及到芯片选型的时候，需要大家了解各个型号的区别。通过网页链接（这是一个超链接）里面的截图可以方便的了解。最主要的是下面的这个截图：
通过这个截图可以方便地了解不同型号的引脚数、封装、FLASH大小、RAM大小以及是否带HW CRYPTO硬件加密的区别。
需要了解更详细的对比信息，可以看数据手册。任意下载一个型号的数据手册，在数据手册的的Table 2里面有详细的对比，如下图所示（部分截图）：
使用ST提供的软件STMCUFinder或者STM32CubeMX也可以做对比，只是没有上面的表格这么方便，可以一目了然。
3.4 STM32F407总线框图和时钟
STM32F407的数据手册里面提供了一张非常棒的框图，大家可以方便地查看每个总线的时钟速度和这个总线所挂的外设。这个在大家配置外设时钟分频的时候还是非常有用的，因为外设的时钟分频就是建立在所挂的总线速度（大家直接在数据手册里面检索Figure 1就可以找到）。
比如我们想得到不同定时器的主频，通过上面的框图，可以方便地获得如下信息：
SYSCLK(Hz) = 168MHz
HCLK(Hz) = 168MHz
HCLK = SYSCLK / 1 (AHB1Periph)
PCLK2 = HCLK / 2 (APB2Periph)
PCLK1 = HCLK / 4 (APB1Periph)
因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = PCLK1 x 2 = SystemCoreClock / 2;
因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = PCLK2 x 2 = SystemCoreClock;
APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13,TIM14
APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11
3.5 STM32F407的AHB总线矩阵
下面这个截图比较有代表性，可以帮助大家理解STM32F407总线系统。
通过这个框图我们要了解以下几点：
32位AHB总线组成的8*7矩阵
Flash的ICode和Dcode；SRAM1；SRAM2；SRAM3；AHB1外设；AHB2外设和FMC总线。
Cortex-M4内核的I-Bus，D-Bus和S-Bus；DMA1的DMA_MEM1；DMA2的DMA_MEM2和DMA_P2；以太网MAC；USB OTG HS。
并行操作
由于总线矩阵的存在，8个主接口端都可以发起通信，只要不是访问同一个外设，且通信的通路没有共用，那么就可以并行执行。
3.6 STM32F407的FLASH
STM32F407的主频是168MHz，但自带的Flash支持的频率是远低于这个值的。具体延迟数值和主频关系如下：
对于上面的表格，大家可以看到，当延迟等待设置为0的时候，即无等待，单周期访问，速度可以做到30MHz（供电电压选择2.7到3.6V）。增加1个Flash周期后，访问速度可以做到60MHz。当增加到5个Flash周期后，最高速度可以做到168MHz。
当STM32F407以168MHz运行的时候，每次访问Flash都需要6个时钟周期，时间太长了。为了解决这个问题，STM32F407的Flash做了ART Chrom加速，可以实现Flash操作零等待。
3.7 STM32F407的RAM
通过本章的3.5小节，我们了解到，STM32F407由以下几块SRAM组成：
这两块SRAM的地址是连续的。
SRAM1首地址：0x2000 0000，大小128KB。
SRAM2首地址：0x2001 C000，大小16KB。
速度：168MHz。
CCM RAM是直接接到M4内核的D-Bus总线上，优势是M4访问比较快，缺点是这个RAM区不支持DMA，这点要特别注意。
CCM RAM首地址：0xC000 0000，大小64KB。
速度：168MHz。
备份RAM区。
Backup SRAM首地址0x4002 4000，大小4KB。
速度：168MHz。
用途：用途不限，主要用于系统进入低功耗模式后，继续保存数据（Vbat引脚外接电池）。
3.8 总结
本章节就为大家讲解这么多，让大家对STM32F407有个整体的认识，后面章节将逐个进行学习。
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发表于 2021-12-17 16:00:26
