### 4. STM32H743超高性能模块

#### 模块描述
STM32H743是ST公司最强大的MCU之一，双核架构（Cortex-M7 + Cortex-M4），主频高达480MHz，性能达到1027 DMIPS。配备2MB Flash、1MB SRAM，支持外部SDRAM和Quad-SPI Flash扩展。集成高速接口如以太网、USB HS、DCMI摄像头接口等。专为需要极致性能的应用设计，如高分辨率图像处理、复杂算法、大数据量处理等电赛题目。

#### 工作原理
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[外部电源5V] → [TPS54331降压] → [3.3V] → [LDO] → [1.2V内核]
                                    ↓
[25MHz晶振] → [PLL倍频] → [480MHz M7核] + [240MHz M4核]
                             ↓               ↓
                        [主处理器]      [协处理器]
                             ↓               ↓
                    [DMA/总线矩阵/存储器控制器]
                             ↓
        ┌────────────────────┴──────────────────┐
        ↓                    ↓                   ↓
   [高速外设]           [通信接口]          [模拟外设]
   DCMI/SDIO/ETH       UART/SPI/CAN      ADC(16位)/DAC
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#### 技术指标
  * 处理器内核: Cortex-M7@480MHz + Cortex-M4@240MHz
  * 性能: 1027 DMIPS, 2.14 DMIPS/MHz
  * Flash: 2MB双区
  * SRAM: 1MB (包括DTCM/ITCM/AXI SRAM)
  * 外部存储器: 支持SDRAM/SRAM/NOR/NAND Flash
  * ADC: 3×16位ADC，3.6Msps
  * DAC: 2×12位DAC
  * 定时器: 22个（含2个HRTIM）
  * 通信: 8×UART, 6×SPI, 4×I2C, 2×CAN FD, USB HS/FS, Ethernet
  * 图像接口: DCMI摄像头接口, LCD-TFT控制器
  * 工作电压: 1.62V-3.6V

#### 接口管脚定义
| 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 |
|------|------|------|------|
| 1-100 | GPIO | 通用I/O | 176引脚封装 |
| 25-26 | OSC_IN/OUT | 主晶振 | 25MHz |
| 6-7 | LSE_IN/OUT | RTC晶振 | 32.768kHz |
| 31 | NRST | 系统复位 | 低电平有效 |
| 94 | BOOT0 | 启动模式 | 启动选择 |
| 140-143 | SDMMC1 | SD卡接口 | 高速存储 |
| 160-175 | FMC | 外部存储器 | SDRAM接口 |

#### 板上设置和信号指示
  * 双电源: 3.3V数字 + 1.2V内核电源
  * SMPS电源: 可选开关电源降低功耗
  * QSPI Flash: 板载64MB外部Flash
  * SDRAM: 板载8/16/32MB SDRAM
  * 以太网PHY: LAN8742A千兆以太网
  * 摄像头接口: DVP接口连接OV7670/OV5640
  * LCD接口: RGB888 LCD接口
  * 状态指示: 多色LED指示运行状态

#### 电气指标
  * 供电: 5V输入，板载降压至3.3V和1.2V
  * 功耗: 运行282mA@480MHz, 待机6.6μA
  * I/O电流: 25mA/引脚，8mA推荐
  * ADC精度: 16位，±4LSB
  * ADC输入: 0-3.3V（单端）或±VREF（差分）
  * 以太网速度: 10/100/1000Mbps
  * USB速度: HS 480Mbps, FS 12Mbps
  * SDIO速度: 最高50MHz（SDR50）

#### 使用说明
  * 双核同步: M7处理主任务，M4处理通信/外设
  * 内存分配: DTCM存临时数据，AXI SRAM存大数组，ITCM存关键代码
  * Cache配置: 使能L1-Cache（I-Cache/D-Cache）提升性能
  * MPU设置: 配置内存保护单元防止越界访问
  * 高速ADC: 配置为三重交叉模式达到最高采样率
  * 以太网: 配置lwIP协议栈实现网络通信
  * DCMI接口: 连接摄像头实现图像采集
  * JPEG编解码: 使用硬件JPEG加速器

#### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题
  * 2021年F题: 智能送药小车（视觉导航）
  * 2019年F题: 纸张计数显示装置（图像处理）
  * 2017年I题: 自适应滤波器（复杂算法）
  * 2015年H题: 四旋翼飞行器（姿态融合+视觉）
  * 2013年I题: 简易旋翼飞行器（高速控制）

#### 应用技术要点总结
  * 双核通信: 使用共享内存+HSEM硬件信号量实现核间通信
  * DMA2D加速: 利用Chrom-ART图形加速器处理图像
  * Cache一致性: 正确配置MPU区域为WT/WB/non-cacheable
  * 高速DAQ: ADC+DMA+TCM实现高吞吐量数据采集
  * 外部存储器: FMC配置SDRAM扩展运行内存
  * QSPI扩展: 使用Quad-SPI扩展程序存储空间
  * 实时性优化: M7运行控制算法，M4处理通信和显示
  * 电源优化: 使用SMPS模式降低大电流工作功耗

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