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STM32F401xD/xE设备基于高性能ARM®Cortex®-M4 32位RISC内核，工作频率高达84 MHz。其Cortex®-M4内核具有浮点单元（FPU）单精度，支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了一整套DSP指令和一个内存保护单元（MPU），增强了应用程序的安全性。STM32F401xD/xE包含高速嵌入式内存（512 Kbytes闪存、96 Kbytes SRAM），以及连接到两条APB总线、两条AHB总线和一个32位多AHB总线矩阵的各种增强I/o和外围设备。 所有设备提供一个12位ADC、一个低功耗RTC、六个通用16位定时器（包括一个用于电机控制的PWM定时器）、两个通用32位定时器。它们还具有标准和先进的通信接口。