STM32G431RBT6--(3)片上外设及其关系
前边我们已经了解了STM32的内核，下面我们来介绍片上外设，对于这些外设，如果我们弄清楚一个单片机都有什么外设，弄清他们之间的关系，对于应用单片机有很大的帮助，我们以G431为例：
这个表格描述了STM32G4系列都有什么，不难从其中看出STM32G431系列的外设，可以看出STM32G431外设还是有很多的，由于表格很清楚了，我就不在这赘述。对于这么多的外设，我们要弄清楚他们的关系， 这对我们学习很重要，比如你要用定时器，没有搞好他们的关系，你就不知道如何开启时钟，下边来简单介绍一下：
这张图看起来很复杂，其实确实很复杂， 如果让你一点一点去看会感觉很烦，我们采用内核加总线的方法去看：
一、核心架构组成
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Cortex-M4 内核
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最高主频170MHz，集成FPU（浮点运算单元）
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包含3条独立总线：
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I-Bus：指令总线（从Flash加载代码）
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D-Bus：数据总线（访问数据空间）
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S-Bus：系统总线（访问外设寄存器）
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总线系统（三级架构）
Cortex-M4内核 │ └─ **总线矩阵**（Bus Matrix） ├─ **AHB1域**（主系统总线） │ ├─ **APB1桥**（连接低速外设） │ └─ **APB2桥**（连接高速外设） ├─ **AHB2域**（专用外设总线） └─ **AHB3域**（可选扩展总线）
二、总线层级详细结构
1. AHB总线矩阵
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主设备接口：
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Cortex-M4内核（通过D-Bus/S-Bus）
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DMA1/DMA2控制器
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硬件加速器（如HRTIM）
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从设备接口：
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AHB1域：
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SRAM1（16KB）
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Flash接口（128KB，支持双区架构）
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CRC计算单元
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系统配置模块（时钟、电源、复位控制器）
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APB桥（连接APB1/APB2总线）
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AHB2域：
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GPIO端口（Port A-H）
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ADC1/2（12位模数转换器）
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DAC1/2（双通道数模转换器）
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RNG（真随机数生成器）
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AES加密模块
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2. APB总线扩展
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APB1总线（低速外设，通过AHB1-APB桥连接）：
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定时器：TIM2, TIM3, TIM4, TIM6, TIM7
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通信接口：SPI2, I2C1, USART2
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系统外设：RTC, WWDG, PWR
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最大频率：170MHz（与AHB1同步）
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APB2总线（高速外设，通过AHB1-APB桥连接）：
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高级定时器：TIM1, TIM8, HRTIM
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通信接口：SPI1, USART1
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系统外设：SYSCFG, EXTI
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最大频率：170MHz
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三、关键架构特性
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并行访问机制：
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DMA控制器与CPU可通过总线矩阵同时访问不同外设（如DMA传输ADC数据时，CPU可操作GPIO）
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内存优化设计：
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Flash双区架构支持读写同步操作（程序执行时仍可擦写另一存储区）
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SRAM通过AHB1直连内核，实现零等待周期访问
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外设速度分级：
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AHB2域外设（GPIO/DAC）支持170MHz全速操作
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APB外设可通过预分频器独立配置时钟
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硬件加速器直连：
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AES/RNG/CRC等模块直接挂载AHB总线，规避APB带宽瓶颈
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四、典型数据路径示例
场景：ADC通过DMA传输数据到内存
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ADC触发：TIM1定时器通过APB2总线触发ADC采样
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DMA请求：ADC通过AHB2总线向DMA控制器发送请求
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数据传输：
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DMA控制器通过AHB总线矩阵：
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读路径：AHB2 → ADC数据寄存器
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写路径：AHB1 → SRAM1目标地址
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中断响应：
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DMA传输完成后，通过AHB总线矩阵触发NVIC中断
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CPU通过I-Bus从Flash加载中断服务程序
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五、常见错误修正说明
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总线层级：APB1/APB2是AHB1通过桥接器扩展的次级总线，非AHB1的子分支
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外设归属：
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DAC/RNG/AES属于AHB2域（非APB总线）
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GPIO通过AHB2直接访问（无需APB桥）
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系统配置：时钟/电源控制器属于AHB1系统配置模块（非APB外设）
总结：
STM32G431通过Cortex-M4内核与多级总线架构的深度融合，构建了高效、灵活的硬件生态。其三级总线（系统总线-AHB-APB）的分层设计实现了资源解耦与并行访问，配合总线矩阵的智能仲裁机制，确保了内核、DMA与硬件加速器的高效协作。外设按性能需求精准划分至AHB2（高速直连）与APB（桥接扩展）域，结合Flash双区架构与SRAM零等待特性，显著提升了实时控制与数据处理的确定性。这种架构不仅为复杂应用（如数字电源、电机控制）提供了硬件级性能保障，更通过模块化设计降低了系统耦合度，体现了现代微控制器在性能与能效间的精密平衡。