February 2021 RM0090 Rev 19 1/1751
1
RM0090
Reference manual
STM32F405/415, STM32F407/417, STM32F427/437 and
STM32F429/439 advanced Arm
®
-based 32-bit MCUs
Introduction
This reference manual targets application developers. It provides complete information on
how to use the STM32F405xx/07xx, STM32F415xx/17xx, STM32F42xxx and
STM32F43xxx microcontroller memory and peripherals.
The STM32F405xx/07xx, STM32F415xx/17xx, STM32F42xxx and STM32F43xxx constitute
a family of microcontrollers with different memory sizes, packages and peripherals.
For ordering information, mechanical and electrical device characteristics please refer to the
datasheets.
For information on the Arm
®
Cortex
®
-M4 with FPU core, please refer to the Cortex
®
-M4 with
FPU Technical Reference Manual.
Related documents
Available from STMicroelectronics web site (http://www.st.com):
• STM32F40x and STM32F41x datasheets
• STM32F42x and STM32F43x datasheets
• For information on the Arm
®
Cortex
®
-M4 with FPU, refer to the STM32F3xx/F4xxx
Cortex
®
-M4 with FPU programming manual (PM0214).
www.st.com
Contents RM0090
2/1751 RM0090 Rev 19
Contents
1 Documentation conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.1 List of abbreviations for registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.2 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.3 Peripheral availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2 Memory and bus architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1 System architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1.1 I-bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1.2 D-bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1.3 S-bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1.4 DMA memory bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.5 DMA peripheral bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.6 Ethernet DMA bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.7 USB OTG HS DMA bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.8 LCD-TFT controller DMA bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.9 DMA2D bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.10 BusMatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.1.11 AHB/APB bridges (APB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.2 Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.3 Memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.3.1 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.2 Flash memory overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.3 Bit banding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4 Boot configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3 Embedded Flash memory interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2 Main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.3 Embedded Flash memory in
STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4 Embedded Flash memory in STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . 76
3.5 Read interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.5.1 Relation between CPU clock frequency and Flash memory read time . 80
RM0090 Rev 19 3/1751
RM0090 Contents
39
3.5.2 Adaptive real-time memory accelerator (ART Accelerator™) . . . . . . . . 82
3.6 Erase and program operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.6.1 Unlocking the Flash control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.6.2 Program/erase parallelism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.6.3 Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.6.4 Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.6.5 Read-while-write (RWW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.6.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7 Option bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.1 Description of user option bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.2 Programming user option bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.7.3 Read protection (RDP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.7.4 Write protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.7.5 Proprietary code readout protection (PCROP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.8 One-time programmable bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.9 Flash interface registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.9.1 Flash access control register (FLASH_ACR)
for STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.9.2 Flash access control register (FLASH_ACR)
for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.9.3 Flash key register (FLASH_KEYR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.9.4 Flash option key register (FLASH_OPTKEYR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.9.5 Flash status register (FLASH_SR) for
STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.9.6 Flash status register (FLASH_SR) for
STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.9.7 Flash control register (FLASH_CR) for
STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.9.8 Flash control register (FLASH_CR) for
STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.9.9 Flash option control register (FLASH_OPTCR) for
STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.9.10 Flash option control register (FLASH_OPTCR)
for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.9.11 Flash option control register (FLASH_OPTCR1)
for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.9.12 Flash interface register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4 CRC calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Contents RM0090
4/1751 RM0090 Rev 19
4.1 CRC introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
4.2 CRC main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
4.3 CRC functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
4.4 CRC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
4.4.1 Data register (CRC_DR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.4.2 Independent data register (CRC_IDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.4.3 Control register (CRC_CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.4.4 CRC register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5 Power controller (PWR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.1 Power supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
5.1.1 Independent A/D converter supply and reference voltage . . . . . . . . . . 117
5.1.2 Battery backup domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.1.3 Voltage regulator for STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . 120
5.1.4 Voltage regulator for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . 121
5.2 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.2.1 Power-on reset (POR)/power-down reset (PDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.2.2 Brownout reset (BOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.2.3 Programmable voltage detector (PVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.3 Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.3.1 Slowing down system clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.3.2 Peripheral clock gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.3.3 Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.3.4 Stop mode (STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx) . . . . . . . . 130
5.3.5 Stop mode (STM32F42xxx and STM32F43xxx) . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
5.3.6 Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.3.7 Programming the RTC alternate functions to wake up the device from
the Stop and Standby modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.4 Power control registers (STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx) 141
5.4.1 PWR power control register (PWR_CR)
for STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.4.2 PWR power control/status register (PWR_CSR)
for STM32F405xx/07xx and STM32F415xx/17xx . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.5 Power control registers (STM32F42xxx and STM32F43xxx) . . . . . . . . . 144
5.5.1 PWR power control register (PWR_CR)
for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.5.2 PWR power control/status register (PWR_CSR)
for STM32F42xxx and STM32F43xxx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
RM0090 Rev 19 5/1751
RM0090 Contents
39
5.6 PWR register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6 Reset and clock control for
STM32F42xxx and STM32F43xxx (RCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.1 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.1.1 System reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.1.2 Power reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.1.3 Backup domain reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.2 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.2.1 HSE clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
6.2.2 HSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.2.3 PLL configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.2.4 LSE clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
6.2.5 LSI clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
6.2.6 System clock (SYSCLK) selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
6.2.7 Clock security system (CSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.2.8 RTC/AWU clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.2.9 Watchdog clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.2.10 Clock-out capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.2.11 Internal/external clock measurement using TIM5/TIM11 . . . . . . . . . . . 158
6.3 RCC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.3.1 RCC clock control register (RCC_CR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.3.2 RCC PLL configuration register (RCC_PLLCFGR) . . . . . . . . . . . . . . . 163
6.3.3 RCC clock configuration register (RCC_CFGR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
6.3.4 RCC clock interrupt register (RCC_CIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
6.3.5 RCC AHB1 peripheral reset register (RCC_AHB1RSTR) . . . . . . . . . . 170
6.3.6 RCC AHB2 peripheral reset register (RCC_AHB2RSTR) . . . . . . . . . . 173
6.3.7 RCC AHB3 peripheral reset register (RCC_AHB3RSTR) . . . . . . . . . . 174
6.3.8 RCC APB1 peripheral reset register (RCC_APB1RSTR) . . . . . . . . . . 174
6.3.9 RCC APB2 peripheral reset register (RCC_APB2RSTR) . . . . . . . . . . 178
6.3.10 RCC AHB1 peripheral clock register (RCC_AHB1ENR) . . . . . . . . . . . 180
6.3.11 RCC AHB2 peripheral clock enable register (RCC_AHB2ENR) . . . . . 182
6.3.12 RCC AHB3 peripheral clock enable register (RCC_AHB3ENR) . . . . . 183
6.3.13 RCC APB1 peripheral clock enable register (RCC_APB1ENR) . . . . . 183
6.3.14 RCC APB2 peripheral clock enable register (RCC_APB2ENR) . . . . . 187
6.3.15 RCC AHB1 peripheral clock enable in low power mode register
(RCC_AHB1LPENR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
