stm32f103rct6pwm引腳定義表


STM32F103RCT6 PWM引腳定義表及詳細功能解析
STM32F103RCT6是意法半導體(ST)推出的一款基于ARM Cortex-M3內核的32位微控制器,采用LQFP64封裝,擁有64個引腳,其中大部分引腳支持復用功能,包括PWM(脈沖寬度調制)輸出。PWM功能廣泛應用于電機控制、LED調光、舵機驅動等領域,是嵌入式系統開發中不可或缺的功能模塊。本文將詳細解析STM32F103RCT6的PWM引腳定義、功能配置及使用方法,并結合實際案例說明其應用場景。
一、STM32F103RCT6 PWM功能概述
STM32F103RCT6內置了多個定時器,包括高級定時器(TIM1、TIM8)、通用定時器(TIM2~TIM5)和基本定時器(TIM6、TIM7)。其中,高級定時器和通用定時器均支持PWM輸出功能,具體如下:
高級定時器(TIM1、TIM8):支持高級PWM模式(如互補輸出、死區時間控制),適用于電機驅動等高精度應用。
通用定時器(TIM2~TIM5):支持標準PWM模式,適用于LED調光、舵機控制等常規應用。
PWM輸出的核心參數包括:
預分頻器(PSC):用于降低定時器時鐘頻率。
自動重裝載值(ARR):決定PWM周期。
捕獲比較寄存器(CCR):決定PWM占空比。
二、STM32F103RCT6 PWM引腳定義表
以下是STM32F103RCT6中支持PWM輸出的引腳及其復用功能定義:
引腳編號 | 引腳名稱 | 默認功能 | 復用功能(PWM相關) |
---|---|---|---|
PA0 | TIM2_CH1 | GPIO | TIM2通道1(PWM輸出) |
PA1 | TIM2_CH2 | GPIO | TIM2通道2(PWM輸出) |
PA2 | TIM2_CH3 | GPIO | TIM2通道3(PWM輸出) |
PA3 | TIM2_CH4 | GPIO | TIM2通道4(PWM輸出) |
PA6 | TIM3_CH1 | GPIO | TIM3通道1(PWM輸出) |
PA7 | TIM3_CH2 | GPIO | TIM3通道2(PWM輸出) |
PB0 | TIM3_CH3 | GPIO | TIM3通道3(PWM輸出) |
PB1 | TIM3_CH4 | GPIO | TIM3通道4(PWM輸出) |
PA8 | TIM1_CH1 | GPIO | TIM1通道1(高級PWM輸出,支持互補輸出) |
PA9 | TIM1_CH2 | GPIO | TIM1通道2(高級PWM輸出,支持互補輸出) |
PA10 | TIM1_CH3 | GPIO | TIM1通道3(高級PWM輸出,支持互補輸出) |
PB13 | TIM1_CH1N | GPIO | TIM1通道1互補輸出(需配合TIM1_CH1使用) |
PB14 | TIM1_CH2N | GPIO | TIM1通道2互補輸出(需配合TIM1_CH2使用) |
PB15 | TIM1_CH3N | GPIO | TIM1通道3互補輸出(需配合TIM1_CH3使用) |
PC6 | TIM3_CH1 | GPIO | TIM3通道1(PWM輸出,部分開發板可能復用為其他功能) |
PC7 | TIM3_CH2 | GPIO | TIM3通道2(PWM輸出,部分開發板可能復用為其他功能) |
PC8 | TIM3_CH3 | GPIO | TIM3通道3(PWM輸出,部分開發板可能復用為其他功能) |
PC9 | TIM3_CH4 | GPIO | TIM3通道4(PWM輸出,部分開發板可能復用為其他功能) |
引腳復用說明
高級定時器(TIM1):
TIM1的通道1~3(PA8~PA10)支持高級PWM模式,可配置互補輸出(如PA8與PB13配對,PA9與PB14配對,PA10與PB15配對),適用于三相無刷電機驅動等場景。
互補輸出需配置死區時間,避免上下橋臂直通。
通用定時器(TIM2~TIM5):
TIM2~TIM5的通道均支持標準PWM模式,適用于LED調光、舵機控制等常規應用。
例如,TIM2的通道1(PA0)可用于驅動SG90舵機,通過調整CCR值實現0°~180°的角度控制。
引腳驅動能力:
部分引腳(如PC13~PC15)驅動能力較弱,僅適用于低負載應用,不適合直接驅動電機或LED。
高負載應用需通過驅動電路(如三極管、MOSFET)增強驅動能力。
三、PWM功能配置步驟
以下是配置STM32F103RCT6 PWM輸出的基本步驟(以TIM2通道1為例):
1. 硬件連接
將PWM輸出引腳(如PA0)連接至負載(如LED、電機驅動模塊)。
確保負載電源與MCU電源共地。
2. 初始化時鐘
使能TIM2和GPIOA的時鐘:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
3. 配置GPIO為復用推挽輸出
將PA0配置為TIM2_CH1的復用推挽輸出:
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
4. 配置TIM2為PWM模式
設置自動重裝載值(ARR)和預分頻器(PSC),計算PWM頻率:
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 899; // ARR值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; // PSC值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
PWM頻率計算公式:
f_PWM = 72MHz / ((PSC + 1) * (ARR + 1))
例如,PSC=0,ARR=899時,PWM頻率為80kHz。
5. 配置PWM輸出通道
設置TIM2通道1為PWM模式2,輸出極性為高:
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比為0 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
6. 使能PWM輸出
開啟主輸出使能(MOE)和ARR預裝載:
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2, ENABLE); TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable); TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
7. 動態調整占空比
通過修改CCR值調整占空比:
TIM_SetCompare1(TIM2, pwmval); // pwmval范圍為0~899 |
四、PWM應用案例
1. 舵機控制
硬件:SG90舵機、STM32F103RCT6開發板。
原理:SG90舵機通過PWM信號控制角度,周期為20ms(50Hz),脈寬范圍為0.5ms~2.5ms(對應0°~180°)。
代碼示例:
void Servo_SetAngle(float angle) { uint16_t pwmval = 500 + (angle / 180.0) * 2000; // 脈寬計算 TIM_SetCompare1(TIM2, pwmval); }
2. 電機調速
硬件:BLDC電機、UB510驅動器、STM32F103RCT6開發板。
原理:通過PWM信號控制電機驅動器的SV引腳,占空比范圍為0%~100%,頻率建議為1kHz~20kHz。
代碼示例:
void Motor_SetSpeed(uint8_t speed) { |
uint16_t pwmval = (speed / 100.0) * 1000; // 占空比計算 |
TIM_SetCompare1(TIM2, pwmval); |
} |
3. LED調光
硬件:LED、限流電阻、STM32F103RCT6開發板。
原理:通過PWM信號控制LED亮度,占空比越高,LED越亮。
代碼示例:
void LED_SetBrightness(uint8_t brightness) { |
uint16_t pwmval = (brightness / 100.0) * 899; // 占空比計算 |
TIM_SetCompare1(TIM2, pwmval); |
} |
五、注意事項
引腳沖突:避免同時啟用同一引腳的不同功能(如USART與PWM)。
時鐘配置:確保APB1/APB2時鐘已正確配置,否則PWM頻率可能異常。
驅動能力:高負載應用需通過驅動電路增強引腳驅動能力。
調試工具:使用示波器或邏輯分析儀監測PWM信號,確保波形正確。
六、總結
STM32F103RCT6的PWM功能通過多個定時器通道實現,支持標準PWM和高級PWM模式,適用于電機控制、LED調光、舵機驅動等多種場景。通過合理配置引腳復用、定時器參數和輸出模式,開發者可以輕松實現高精度的PWM信號輸出。本文詳細介紹了PWM引腳定義、功能配置及實際應用案例,為嵌入式系統開發提供了全面的參考。
責任編輯:David
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