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STM32 第7讲 STM32F407系列系统架构及映射

2023-05-16

Cortex M内核 & 芯片

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F407系统架构

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
注：64KB CCM(内核耦合存储器)数据 RAM不属于总线矩阵，只能存数据，不支持DMA，但访问速度快
总线矩阵：总线矩阵用于主控总线之间的访问仲裁管理。仲裁采用循环调度算法。

8条主控总线

1. S0: I-BUS
此总线用于将 Cortex™-M4F 内核的指令总线连接到总线矩阵。内核通过此总线获取指令。 此总线访问的对象是包含代码的存储器（内部 Flash/SRAM 或通过 FSMC 的外部存储器）。

2. S1: D-BUS
此总线用于将 Cortex™-M4F 数据总线和 64 KB CCM 数据 RAM 连接到总线矩阵。内核通过此总线进行立即数加载和调试访问。此总线访问的对象是包含代码或数据的存储器（内部Flash 或通过 FSMC 的外部存储器）。

3. S2: S-BUS
此总线用于将 Cortex™-M4F 内核的系统总线连接到总线矩阵。此总线用于访问位于外设 或 SRAM 中的数据。也可通过此总线获取指令（效率低于ICode）。此总线访问的对象是 112 KB、64 KB 和 16 KB 的内部 SRAM、包括 APB 外设在内的 AHB1 外设、AHB2 外设以 及通过 FSMC 的外部存储器。

4. S3\S4: DMA存储器总线
此总线用于将 DMA 存储器总线主接口连接到总线矩阵。DMA 通过此总线来执行存储器数据的传入和传出。此总线访问的对象是数据存储器：内部 SRAM（112 KB、64 KB、16 KB） 以及通过 FSMC 的外部存储器。

5. S5: DMA外设总线
此总线用于将 DMA 外设主总线接口连接到总线矩阵。DMA 通过此总线访问 AHB 外设或执 行存储器间的数据传输。此总线访问的对象是 AHB 和 APB 外设以及数据存储器：内部 SRAM 以及通过 FSMC 的外部存储器。

6. S6: 以太网总线
此总线用于将以太网 DMA 主接口连接到总线矩阵。以太网 DMA 通过此总线向存储器存取 数据。此总线访问的对象是数据存储器：内部 SRAM（112 KB、64 KB 和 16 KB）以及通过 FSMC 的外部存储器。

7. S7: USB\OTG\HS\DMA总线
此总线用于将 USB OTG HS DMA 主接口连接到总线矩阵。USB OTG DMA 通过此总线向存储 器加载/存储数据。此总线访问的对象是数据存储器：内部 SRAM（112 KB、64 KB 和 16 KB） 以及通过 FSMC 的外部存储器。

AHB/APB 总线桥：借助两个 AHB/APB 总线桥 APB1 和 APB2，可在 AHB 总线与两个 APB 总线之间实现完全 同步的连接，从而灵活选择外设频率。
总线时钟频率：
AHB1/2: 168MHz
APB1: 42MHz
APB2: 84MHz
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F407存储器映射

寻址范围

  1. 32位的单片机有32根地址线，每根地址线有两种状态（导通1/不导通0）
  2. 单片机单片机内存地址访问的存储单元是按字节编址的（而不是bit）
    STM32寻址大小：2^32 = 4G
    STM32寻址范围：0x0000 0000 ~ 0xFFFF FFFF

存储器映射

存储器本身没有地址信息，对存储器分配地址的过程称为存储器映射。
ST将4GB（2^32）地址空间分成8个块，每个块512M

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F407寄存器映射

寄存器是单片机内部一种特殊的内存，可以实现对单片机各个功能的可控制。给寄存器地址命名的过程，就叫寄存器映射。

STM32寄存器分类

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寄存器描述解读

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①寄存器名字
②偏移量及复位值
偏移量针对外设的基地址
③寄存器位表
④位功能描述

寄存器操作举例

*(unsighed int*)(0x4001 080C) = 0xFFFF;
/* 定义一个名字后再操作 */
#define GPIOA_ODR		*(unsighed int*)(0x4001 080C)
GPIOA_ODR = 0xFFFF;

如何计算寄存器地址
首先将寄存器地址分为三个部分

  1. 总线基地址（BUS_BASE_ADDR）
    在这里插入图片描述

APB1总线基地址也叫做外设基地址（PERIPH_BASE）
2. 外设基于总线基地址的偏移量（PERIPH_OFFSET）
3. 寄存器相对于外设基地址的偏移量（REG_OFFSET）
寄存器地址 = BUS_BASE_ADDR + PERIPH_OFFSET + REG_OFFSET

使用结构体对寄存器进行映射

typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;
  __IO uint32_t CRH;
  __IO uint32_t IDR;
  __IO uint32_t ODR;
  __IO uint32_t BSRR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;

#define	GPIOA	((GPIO_TypeDef*)GPIOA_BASE)
GPIOA-> ODR = 0xFFFF;
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