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# STM32F4-Base
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## 项目概述
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STM32F407ZGTx (Cortex-M4 FPU) 基础固件项目，集成 CH395F 以太网控制器 SPI 驱动、GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 存储（含 FlashDB KVDB/TSDB 数据库）和 TPAFE5160 16位8通道同步采样 ADC 并行接口驱动。
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## 目录结构
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STM32F4-Base/
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├── Src/ # CubeMX 生成的外设初始化 + main
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├── Inc/ # CubeMX 生成的头文件
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├── Drivers/
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│ ├── BSP/
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│ │ ├── CH395F/ # CH395F 以太网芯片驱动（手写）
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│ │ ├── GD5F2GQ5UE/ # GD5F2GQ5UE NAND Flash 驱动（手写）
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│ │ │ ├── gd5f2gq5ue.h/c # 底层 SPI 驱动
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│ │ │ ├── fal_flash_gd5f2gq5ue.c # FAL 设备适配层
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│ │ │ ├── fal_cfg.h # FAL 设备表 + 分区表
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│ │ │ └── fdb_cfg.h # FlashDB 功能配置
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│ │ └── TPAFE5160/ # TPAFE5160 ADC 并行接口驱动（手写）
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│ ├── STM32F4xx_HAL_Driver/ # ST HAL 库（CubeMX 生成）
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│ └── CMSIS/ # ARM CMSIS（CubeMX 生成）
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├── Lib/
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│ └── FlashDB/ # FlashDB 数据库库（v2.2.99）
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│ ├── src/ # FlashDB 核心源码
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│ ├── inc/ # FlashDB 头文件
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│ └── port/fal/ # FAL 抽象层
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├── MDK-ARM/ # Keil MDK 工程文件
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├── docs/ # 参考文档
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└── STM32F407-Demo.ioc # STM32CubeMX 项目源文件
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## 关键文件
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| 路径 | 说明 |
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| `Src/main.c` | 程序入口，初始化序列及主循环 |
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| `Drivers/BSP/CH395F/ch395f.c/h` | CH395F 以太网芯片 SPI 驱动 |
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| `Drivers/BSP/GD5F2GQ5UE/gd5f2gq5ue.c/h` | GD5F2GQ5UE NAND Flash SPI 驱动 |
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| `Drivers/BSP/GD5F2GQ5UE/fal_flash_gd5f2gq5ue.c` | FAL 设备适配层 |
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| `Drivers/BSP/TPAFE5160/tpafe5160.c/h` | TPAFE5160 ADC 并行接口驱动 |
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| `MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx` | Keil MDK 项目文件 |
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| `STM32F407-Demo.ioc` | STM32CubeMX 项目源文件 |
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## 构建
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仅支持 Keil MDK-ARM v5 (ARMCC)。打开 `MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx` 编译。
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- 编译器：ARMCC V5.06 update 7
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- 优化等级：`-O4` (项目级)，`spi.c`/`usart.c` / HAL 源文件使用 `-O0`
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- C 标准：C99
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- 全局宏定义：`USE_HAL_DRIVER, STM32F407xx`
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## 硬件配置
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- **主频：** HSE 25MHz → PLL 168MHz (4/168/2)
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- **6 个 LED：** PC4, PC5, PB1, PB2, PF11, PF12（低电平点亮）
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- **CH395F：** SPI2 (PB12 CS, PB13 SCK, PB14 SDO, PB15 SDI)
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- **GD5F2GQ5UE：** SPI1 (PE0 CS, PB3 SCK, PB4 MISO, PB5 MOSI, PB8 WP, PE1 HOLD)
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- **TPAFE5160：** 并行16位 (PG0-PG15 数据, PD3 RD, PD4 CONVST, PD7 BUSY, PD1 FRSTDATA, PF13-15 OS[2:0])
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- **USART1：** PA9 TX, PA10 RX (115200bps)
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## 启动顺序
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HAL_Init() → SystemClock_Config() → MX_GPIO_Init() → MX_USART1_UART_Init() → MX_SPI2_Init() → MX_SPI1_Init() → gd5f2gq5ue_init() → fdb_kvdb_init()
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## 代码规范
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参考 `嵌入式C语言代码规范（V1.0）.md`，关键要点：
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- 缩进：4 空格，禁止 Tab
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- 命名：小写字母+下划线；全局变量 `g_` 前缀，静态 `s_`，指针 `p_`，数组 `a_`
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- 函数注释块需包含：函数功能、入口参数、返回值、限定条件、函数说明
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- 大括号：K&R 风格（左大括号不换行）
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- 文件头注释：模块名称、功能、平台、作者、日期、修改记录
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- 头文件保护宏：`__MODULE_NAME_H` 格式，带 `extern "C"`
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## 注意
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- `Inc/` 和 `Src/` 中 CubeMX 生成的文件带有 `USER CODE BEGIN`/`END` 标记，自定义代码应写在这些区域之间
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- `ch395f.c/h`、`gd5f2gq5ue.c/h`、`fal_flash_gd5f2gq5ue.c` 为纯手工代码，不受 CubeMX 保护
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- `tpafe5160.c/h` 为纯手工代码，不受 CubeMX 保护
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- CH395F 每次 SPI 事务需调用 `ch395f_spi_begin()` / `ch395f_spi_end()` 包裹
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- GD5F2GQ5UE 的 `gd5f2gq5ue.c` 中声明了 `extern SPI_HandleTypeDef hspi1`，需确保 SPI1 已初始化
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- FlashDB 使用 FAL 模式，`fdb_cfg.h` 中定义 `FDB_USING_FAL_MODE`，`fal_cfg.h` 中定义分区表
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- FlashDB 详细使用说明见 `FlashDB使用说明.md`
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- `sd2506.c/h` 为纯手工代码，不受 CubeMX 保护
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## CH395F 驱动关键点
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- 初始化必须按手册9.2.1节顺序：`SET_MAC` → `SET_IP/GWIP/MASK` → `INIT_CH395` → `SET_PHY`
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- **IP/网关/掩码必须在 `INIT_CH395` 之前设置**，INIT 会读取并锁定当前寄存器值到协议栈，之后再设 IP 无效
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- **`SET_PHY` 必须在 `INIT_CH395` 之后**，它会复位 MAC/PHY 建立物理链路，不影响已锁定的协议栈参数
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- **`CMD_PING_ENABLE` 不需要显式调用**，INIT 后默认可用
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- 每次 SPI 事务需调用 `ch395f_spi_begin()` / `ch395f_spi_end()` 包裹
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## GD5F2GQ5UE 驱动关键点
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- SPI Mode 0（CPOL=0, CPHA=0），时钟 42MHz
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- 初始化必须按顺序：复位 → 读 ID → 使能 ECC（B0h=10h）→ 解除块保护（A0h=00h）
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- SET_FEATURE 命令前必须先发写使能（06h）
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- 块擦除（D8h）参数是字节地址（块编号 × 128KB），不是块编号
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- 读取 ID（9Fh）返回 3 字节，第 0 字节无意义，第 1 字节 MID，第 2 字节 DID
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## FlashDB 分区规划
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| 分区名 | 偏移 | 大小 | 用途 |
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|--------|------|------|------|
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| fdb_kvdb1 | 0 | 64MB | KVDB 键值数据库 |
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| fdb_tsdb1 | 64MB | 64MB | TSDB 时序数据库 |
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## TPAFE5160 驱动关键点
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- AD7606 P2P 兼容替代品，并行接口协议一致
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- 并行模式：CS 接地（始终选中），PAR/SER/BYTE SEL 接 GND（并行），DB15/BYTE SEL 接 GND（非字节模式）
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- 数据总线 DB[15:0] 接 GPIOG[15:0]，通过 `(uint16_t)GPIOG->IDR` 一次读取16位
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- CONVST 上升沿触发全部8通道同步采样，BUSY 高电平表示转换中
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- RD 下降沿输出通道数据，按通道1~8顺序依次输出
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- FRSTDATA 在第一个 RD 下降沿变高，指示通道1数据就绪
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- 过采样 OS[2:0] 在 BUSY 下降沿锁存，无过采样时 tCONV=1.74µs，64倍过采样时 tCONV=167µs
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- 读取时序：168MHz 下 GPIO 写操作 + 5个 NOP (~30ns) 覆盖 t10=22ns 和 t14=21ns 要求
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- 硬件 RANGE 接 GND → ±5V 量程，LSB=152.59µV
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## 已知问题
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### CH395F 与 RTL8305NBI 自动协商不兼容
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CH395F 与 RTL8305NBI-CG 直连（经网络变压器）时，自动协商始终失败（返回 `PHY_DISCONN`），但强制 100M 全双工工作正常。强制 10M 全双工同样失败。
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**解决方案：** 初始化协议栈后调用 `ch395f_set_phy(CH395F_PHY_100M_FULL)` 跳过自动协商。
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