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STM32F405芯片手册 STM32F405是一款基于ARM Cortex-M4处理器的32位微控制器，由STMicroelectronics公司生产。该芯片具有高性能、低功耗、丰富的 peripherals 和可靠的存储能力，广泛应用于工业自动化、医疗设备、消费电子产品等领域。处理器 STM32F405的处理器为ARM Cortex-M4处理器，达到168 MHz的主频，具有浮点处理单元（FPU），可以执行频率高达210 DMIPS的指令，具有ART Accelerator™，可以在Flash存储器中执行指令而不需要等待状态。存储器 STM32F405具有多种存储器，包括： * 闪存（Flash）：最高可达1MB的闪存，用于存储程序和数据 * SRAM：最高可达192KB的静态随机存取存储器，用于存储数据和程序 * CCM（Core Coupled Memory）：最高可达64KB的核心耦合存储器，用于存储高速缓存和数据时钟和电源管理 STM32F405具有多种时钟和电源管理模式，包括： * 内部16 MHz的晶振荡器 * 外部4-26 MHz的晶振荡器 * 32 kHz的实时时钟（RTC） * 低功耗模式：Sleep、Stop和Standby模式 * VBAT电源供电RTC，20×32位备份寄存器+可选的4 KB备份SRAM 模拟电路 STM32F405具有多种模拟电路，包括： * 3×12位模拟数字转换器（ADC）：最高可达24个通道，最高采样率为2.4 MSPS * 2×12位数字模拟转换器（DAC）数字电路 STM32F405具有多种数字电路，包括： * 17个定时器：最高可达十二16位定时器和两个32位定时器，最高频率为168 MHz * 通用DMA控制器：16流DMA控制器，具有FIFO和burst支持 * 140个I/O口：最高可达136个高速I/O口，最高频率为84 MHz 调试模式 STM32F405具有多种调试模式，包括： * 串行线调试（SWD）接口 * JTAG接口 * Cortex-M4嵌入式跟踪宏单元通信接口 STM32F405具有多种通信接口，包括： * 3个I2C接口（SMBus/PMBus） * 4个USARTs/2 UARTs（最高10.5 Mbit/s，ISO 7816接口，LIN，IrDA，调制解调器控制） * 3个SPI接口（最高42 Mbit/s），2个具有muxed full-duplex I2S以实现音频类准确性通过内部音频PLL或外部时钟

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This is information on a product in full production.

June 2013 DocID022152 Rev 4 1/185

STM32F405xx

STM32F407xx

ARM Cortex-M4 32b MCU+FPU, 210DMIPS, up to 1MB Flash/192+4KB RAM, USB

OTG HS/FS, Ethernet, 17 TIMs, 3 ADCs, 15 comm. interfaces & camera

Datasheet - production data

Features

• Core: ARM 32-bit Cortex™-M4 CPU with FPU,

Adaptive real-time accelerator (ART

Accelerator™) allowing 0-wait state execution

from Flash memory, frequency up to 168 MHz,

memory protection unit, 210 DMIPS/

1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), and DSP

instructions

• Memories

– Up to 1 Mbyte of Flash memory

– Up to 192+4 Kbytes of SRAM including 64-

Kbyte of CCM (core coupled memory) data

RAM

– Flexible static memory controller

supporting Compact Flash, SRAM,

PSRAM, NOR and NAND memories

• LCD parallel interface, 8080/6800 modes

• Clock, reset and supply management

– 1.8 V to 3.6 V application supply and I/Os

– POR, PDR, PVD and BOR

– 4-to-26 MHz crystal oscillator

– Internal 16 MHz factory-trimmed RC (1%

accuracy)

– 32 kHz oscillator for RTC with calibration

– Internal 32 kHz RC with calibration

• Low power

– Sleep, Stop and Standby modes

–V

BAT

supply for RTC, 20×32 bit backup

registers + optional 4 KB backup SRAM

• 3×12-bit, 2.4 MSPS A/D converters: up to 24

channels and 7.2 MSPS in triple interleaved

mode

• 2×12-bit D/A converters

• General-purpose DMA: 16-stream DMA

controller with FIFOs and burst support

• Up to 17 timers: up to twelve 16-bit and two 32-

bit timers up to 168 MHz, each with up to 4

IC/OC/PWM or pulse counter and quadrature

(incremental) encoder input

• Debug mode

– Serial wire debug (SWD) & JTAG

interfaces

– Cortex-M4 Embedded Trace Macrocell™

• Up to 140 I/O ports with interrupt capability

– Up to 136 fast I/Os up to 84 MHz

– Up to 138 5 V-tolerant I/Os

• Up to 15 communication interfaces

– Up to 3 × I

C interfaces (SMBus/PMBus)

– Up to 4 USARTs/2 UARTs (10.5 Mbit/s, ISO

7816 interface, LIN, IrDA, modem control)

– Up to 3 SPIs (42 Mbits/s), 2 with muxed

full-duplex I

S to achieve audio class

accuracy via internal audio PLL or external

clock

– 2 × CAN interfaces (2.0B Active)

– SDIO interface

• Advanced connectivity

– USB 2.0 full-speed device/host/OTG

controller with on-chip PHY

– USB 2.0 high-speed/full-speed

device/host/OTG controller with dedicated

DMA, on-chip full-speed PHY and ULPI

– 10/100 Ethernet MAC with dedicated DMA:

supports IEEE 1588v2 hardware, MII/RMII

• 8- to 14-bit parallel camera interface up to

54 Mbytes/s

• True random number generator

• CRC calculation unit

• 96-bit unique ID

• RTC: subsecond accuracy, hardware calendar

LQFP64 (10 × 10 mm)

LQFP100 (14 × 14 mm)

LQFP144 (20 × 20 mm)

FBGA

UFBGA176

(10 × 10 mm)

LQFP176 (24 × 24 mm)

WLCSP90

Table 1. Device summary

Reference Part number

STM32F405xx

STM32F405RG, STM32F405VG, STM32F405ZG,

STM32F405OG, STM32F405OE

STM32F407xx

STM32F407VG, STM32F407IG, STM32F407ZG,

STM32F407VE, STM32F407ZE, STM32F407IE

www.st.com

Contents STM32F405xx, STM32F407xx

2/185 DocID022152 Rev 4

Contents

1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1 Full compatibility throughout the family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2 Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2.1 ARM

Cortex™-M4F core with embedded Flash and SRAM . . . . . . . . 19

2.2.2 Adaptive real-time memory accelerator (ART Accelerator™) . . . . . . . . 19

2.2.3 Memory protection unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.2.4 Embedded Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.2.5 CRC (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.6 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.7 Multi-AHB bus matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.8 DMA controller (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.2.9 Flexible static memory controller (FSMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2.10 Nested vectored interrupt controller (NVIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2.11 External interrupt/event controller (EXTI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2.12 Clocks and startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2.13 Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2.14 Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2.15 Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2.16 Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.2.17 Regulator ON/OFF and internal reset ON/OFF availability . . . . . . . . . . 28

2.2.18 Real-time clock (RTC), backup SRAM and backup registers . . . . . . . . 28

2.2.19 Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.2.20 V

BAT

operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.2.21 Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.2.22 Inter-integrated circuit interface (I²C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.2.23 Universal synchronous/asynchronous receiver transmitters (USART) . 33

2.2.24 Serial peripheral interface (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.2.25 Inter-integrated sound (I2S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.2.26 Audio PLL (PLLI2S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.2.27 Secure digital input/output interface (SDIO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.2.28 Ethernet MAC interface with dedicated DMA and IEEE 1588 support . 35

2.2.29 Controller area network (bxCAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

DocID022152 Rev 4 3/185

STM32F405xx, STM32F407xx Contents

2.2.30 Universal serial bus on-the-go full-speed (OTG_FS) . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.2.31 Universal serial bus on-the-go high-speed (OTG_HS) . . . . . . . . . . . . . 36

2.2.32 Digital camera interface (DCMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.33 Random number generator (RNG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.34 General-purpose input/outputs (GPIOs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.35 Analog-to-digital converters (ADCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.36 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2.37 Digital-to-analog converter (DAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2.38 Serial wire JTAG debug port (SWJ-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2.39 Embedded Trace Macrocell™ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3 Pinouts and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4 Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1 Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.1 Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.2 Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.3 Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.4 Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.5 Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.6 Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

5.1.7 Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.3 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.3.1 General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.3.2 VCAP_1/VCAP_2 external capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5.3.3 Operating conditions at power-up / power-down (regulator ON) . . . . . . 80

5.3.4 Operating conditions at power-up / power-down (regulator OFF) . . . . . 80

5.3.5 Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 80

5.3.6 Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

5.3.7 Wakeup time from low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

5.3.8 External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

5.3.9 Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

5.3.10 PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

5.3.11 PLL spread spectrum clock generation (SSCG) characteristics . . . . . 102

Contents STM32F405xx, STM32F407xx

4/185 DocID022152 Rev 4

5.3.12 Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

5.3.13 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5.3.14 Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . 108

5.3.15 I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

5.3.16 I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

5.3.17 NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

5.3.18 TIM timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

5.3.19 Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

5.3.20 12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

5.3.21 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5.3.22 V

BAT

monitoring characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5.3.23 Embedded reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

5.3.24 DAC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

5.3.25 FSMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

5.3.26 Camera interface (DCMI) timing specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

5.3.27 SD/SDIO MMC card host interface (SDIO) characteristics . . . . . . . . . 156

5.3.28 RTC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

6 Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

6.1 Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

6.2 Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

7 Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Appendix A Application block diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

A.1 USB OTG full speed (FS) interface solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

A.2 USB OTG high speed (HS) interface solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

A.3 Ethernet interface solutions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

8 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

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STM32F405xx, STM32F407xx List of tables

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Table 2. STM32F405xx and STM32F407xx: features and peripheral counts. . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Table 3. Regulator ON/OFF and internal reset ON/OFF availability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 4. Timer feature comparison. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 5. USART feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Table 6. Legend/abbreviations used in the pinout table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Table 7. STM32F40x pin and ball definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Table 8. FSMC pin definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Table 9. Alternate function mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Table 10. STM32F40x register boundary addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Table 11. Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Table 12. Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Table 13. Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Table 14. General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Table 15. Limitations depending on the operating power supply range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Table 16. VCAP_1/VCAP_2 operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Table 17. Operating conditions at power-up / power-down (regulator ON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Table 18. Operating conditions at power-up / power-down (regulator OFF). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Table 19. Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Table 20. Typical and maximum current consumption in Run mode, code with data processing

running from Flash memory (ART accelerator enabled) or RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Table 21. Typical and maximum current consumption in Run mode, code with data processing

running from Flash memory (ART accelerator disabled) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Table 22. Typical and maximum current consumption in Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Table 23. Typical and maximum current consumptions in Stop mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Table 24. Typical and maximum current consumptions in Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Table 25. Typical and maximum current consumptions in V

BAT

mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Table 26. Switching output I/O current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Table 27. Peripheral current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Table 28. Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Table 29. High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Table 30. Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Table 31. HSE 4-26 MHz oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Table 32. LSE oscillator characteristics (f

LSE

= 32.768 kHz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Table 33. HSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Table 34. LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Table 35. Main PLL characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Table 36. PLLI2S (audio PLL) characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Table 37. SSCG parameters constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Table 38. Flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Table 39. Flash memory programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Table 40. Flash memory programming with V

PP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Table 41. Flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Table 42. EMS characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Table 43. EMI characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Table 44. ESD absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Table 45. Electrical sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Table 46. I/O current injection susceptibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

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评论收藏

内容反馈

魏水华

2023-07-25

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