STM32F103RCT6引腳功能中文詳細說明

一、芯片概述與引腳分布基礎

STM32F103RCT6是意法半導體（ST）推出的基于ARM Cortex-M3內核的32位微控制器，采用LQFP64封裝，具備256KB Flash存儲器、48KB RAM，最高主頻72MHz。其引腳總數為64個，按逆時針方向分布于芯片四邊，每邊16個引腳。引腳功能分類包括電源管理、時鐘輸入、復位控制、通用輸入輸出（GPIO）、外設復用功能及調試接口等。理解引腳功能需結合芯片手冊，尤其需注意部分引腳存在復用沖突，需通過寄存器配置避免功能沖突。

二、電源管理類引腳詳解

1. 主電源與接地引腳

芯片包含多組VDD和VSS引腳，分布于第9、24、36、48、56引腳（VDD）及第8、23、35、47、63引腳（VSS）。這些引腳為芯片提供3.3V工作電壓，需在每個VDD引腳旁并聯0.1μF陶瓷電容，并在VDD3引腳額外并聯4.7~10μF鉭電容以穩定電源。模擬電源VDDA和VSSA（第9、10引腳）專為ADC/DAC模塊供電，需單獨配置10nF陶瓷電容+1nF鉭電容濾波。

2. 后備電池供電引腳

VBAT引腳（第19引腳）用于為RTC（實時時鐘）和備份寄存器供電。當主電源VDD斷電時，VBAT連接的外部電池可維持RTC運行并保存備份數據。若無需此功能，可將VBAT直接連接至VDD。

3. 參考電壓引腳

VREF+（第14引腳）和VREF-（第13引腳）為ADC模塊提供參考電壓。VREF+可接VDDA或外部參考源，外部參考源需并聯10nF陶瓷電容+1nF鉭電容濾波。

三、時鐘與復位引腳功能

1. 外部高速晶振引腳

OSC_IN（第12引腳）和OSC_OUT（第13引腳）連接外部高速晶振（4~16MHz），為系統提供主時鐘源。晶振電路需在晶振兩端并聯20~30pF負載電容以平衡寄生電感，確保振蕩穩定。

2. 外部低速晶振引腳

OSC32_IN（第5引腳）和OSC32_OUT（第6引腳）連接32.768kHz低速晶振，專為RTC模塊提供時鐘源。低速晶振電路設計需與高速晶振類似，但電容值可能因晶振參數調整。

3. 復位引腳

NRST引腳（第16引腳）為低電平復位輸入，外部復位信號需保持低電平至少100ns方可觸發復位。復位時，芯片內部寄存器及SRAM被重置，但RTC寄存器和備份存儲器不受影響。

4. 啟動模式選擇引腳

BOOT0（第44引腳）和BOOT1（PA2復用）用于配置芯片啟動模式。通過BOOT0和BOOT1的電平組合，可選擇從主閃存、系統存儲器或內置SRAM啟動。

四、GPIO引腳功能與配置

1. GPIO分組與基本功能

STM32F103RCT6提供四組GPIO引腳：PA0~PA15（第2~16、33~34引腳）、PB0~PB15（第17~20、25~36引腳）、PC13~PC15（第37~39引腳）及PD0~PD2（第40~42引腳）。每組引腳支持輸入、輸出、復用功能及外部中斷模式，可通過寄存器配置工作模式（如推挽輸出、開漏輸出、上拉/下拉輸入等）。

2. 復用功能配置

多數GPIO引腳支持復用功能，例如：

• USART接口：USART1_TX（PA9）、USART1_RX（PA10）、USART2_TX（PA2）、USART2_RX（PA3）等。

• SPI接口：SPI1_SCK（PA5）、SPI1_MISO（PA6）、SPI1_MOSI（PA7）等。

• I2C接口：I2C1_SCL（PB6）、I2C1_SDA（PB7）等。

• 定時器通道：TIM2_CH1（PA0）、TIM3_CH1（PA6）等，支持PWM輸出或輸入捕獲。

• ADC輸入：PA0~PA7、PB0~PB1等引腳可作為12位ADC的輸入通道。

3. 特殊功能引腳

• PC13/PC14/PC15：內部連接模擬開關，驅動能力弱，僅適合低負載應用（如LED指示），且不可同時使用。

• PA0-WKUP：支持待機模式喚醒，當PA0引腳檢測到上升沿時，芯片退出待機模式。

五、外設復用功能詳解

1. USART接口

USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）支持全雙工異步通信，波特率最高可達4.5Mbps。USART2和USART3的TX/RX引腳分布于PA2/PA3和PB10/PB11，支持硬件流控（CTS/RTS）及同步通信（需配置CK引腳）。

2. SPI接口

SPI1的SCK（PA5）、MISO（PA6）、MOSI（PA7）引腳支持高速同步通信，最高時鐘頻率達36MHz。SPI2的對應引腳為PB13~PB15，可與I2S接口共享部分引腳（如WS/NSS、CK/SCK、SD/MOSI）。

3. I2C接口

I2C1的SCL（PB6）和SDA（PB7）引腳支持標準模式（100kHz）和快速模式（400kHz）通信，內置上拉電阻，可簡化電路設計。I2C2接口（PB10/PB11）功能類似，但需注意與USART3的引腳復用沖突。

4. 定時器與PWM輸出

TIM1和TIM8為高級定時器，支持PWM輸出、輸入捕獲及三相電機控制（如CH1/CH1N、CH2/CH2N）。TIM2~TIM5為通用定時器，TIM6和TIM7為基本定時器，僅提供定時功能。PWM輸出頻率和占空比可通過寄存器配置，適用于電機調速、LED調光等場景。

5. ADC與DAC功能

ADC1模塊支持16個外部通道（PA0~PA7、PB0~PB1等），12位分辨率，最高采樣率1MHz。DAC模塊通過PA4（DAC_OUT1）和PA5（DAC_OUT2）輸出模擬電壓，適用于音頻信號生成或傳感器校準。

6. CAN接口

CAN_RX（PB8）和CAN_TX（PB9）引腳支持CAN總線通信，波特率最高達1Mbps，適用于汽車電子或工業控制領域。

7. USB接口

USB_DP（PA12）和USB_DM（PA11）引腳支持USB全速設備（12Mbps）通信，需外接USB收發器芯片（如USB2514）以實現OTG功能。

六、調試與編程接口

1. SWD調試接口

SWDIO（PA13）和SWCLK（PA14）引腳支持串行線調試（SWD）協議，可通過J-Link或ST-Link調試器實現程序下載和在線調試。SWD接口僅需兩根信號線，占用引腳資源少，適用于資源受限的開發板。

2. JTAG調試接口

JTAG接口包含JTMS（PA13）、JTCK（PA14）、JTDI（PA15）、JTDO（PB3）等引腳，支持標準JTAG調試協議。但STM32F103RCT6默認配置下，PA13和PA14優先用于SWD接口，需通過寄存器配置方可啟用JTAG功能。

七、其他關鍵引腳與注意事項

1. RTC相關引腳

RTC_OUT（第2引腳）可輸出1Hz校準時鐘信號，用于同步外部設備。RTC模塊需通過VBAT引腳供電以維持掉電計時功能。

2. 5V容忍引腳

部分引腳（如PA8~PA15）標記為FT（5V容忍），可直接連接5V電平信號，適用于與5V設備通信的場景。但需注意，非FT引腳不可直接連接5V信號，否則可能損壞芯片。

3. 引腳復用沖突與配置

同一引腳可能支持多種復用功能（如USART與SPI），需通過AFIO寄存器配置選擇具體功能。配置時需避免功能沖突，例如不可同時啟用USART1_TX和SPI1_MOSI功能。

4. PCB布局建議

• 高速信號線（如晶振、USB、CAN）需盡量縮短走線長度，減少干擾。

• 電源引腳需就近放置濾波電容，確保電源穩定性。

• 模擬信號與數字信號需分開布局，避免交叉干擾。

八、應用案例與代碼示例

1. GPIO控制LED閃爍

以下代碼示例展示如何通過PA0引腳控制LED閃爍：

#include "stm32f10x.h"

#include "delay.h"



void LED_Init(void) {

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}



int main(void) {

LED_Init();

while (1) {

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);

Delay_ms(500);

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);

Delay_ms(500);

}

}

2. USART串口通信

以下代碼示例展示如何通過USART1實現串口數據發送：

#include "stm32f10x.h"

#include "usart.h"



void USART1_Config(void) {

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;



RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);



GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}



int main(void) {

USART1_Config();

while (1) {

USART_SendData(USART1, 'A');

while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

Delay_ms(1000);

}

}

九、總結與展望

STM32F103RCT6的引腳功能豐富，覆蓋電源管理、時鐘輸入、GPIO控制、外設復用及調試接口等多個領域。通過合理配置引腳功能，可實現從簡單LED控制到復雜通信協議的多樣化應用。在實際開發中，需結合芯片手冊和具體應用場景，避免引腳復用沖突，優化PCB布局，以確保系統穩定性和可靠性。未來，隨著物聯網和工業4.0的發展，STM32F103RCT6在智能家居、工業控制、汽車電子等領域的應用前景將更加廣闊。