STM32F103C8T6引腳詳細(xì)說明

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，由意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）推出，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。其采用LQFP48封裝，共包含48個(gè)引腳，具備豐富的外設(shè)接口和靈活的引腳復(fù)用功能，可滿足多樣化的設(shè)計(jì)需求。本文將從引腳分類、功能特性、典型應(yīng)用場(chǎng)景等方面展開詳細(xì)說明。

一、引腳分類與功能概述

STM32F103C8T6的引腳按功能可分為以下幾類：

1. 電源與地引腳：負(fù)責(zé)芯片供電及參考電平。

2. 時(shí)鐘與復(fù)位引腳：提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)及復(fù)位功能。

3. 調(diào)試與啟動(dòng)配置引腳：支持程序下載、調(diào)試及啟動(dòng)模式選擇。

4. 通用I/O引腳（GPIO）：支持輸入/輸出、外部中斷、模擬輸入等功能。

5. 通信接口引腳：包括USART、SPI、I2C、CAN等。

6. 定時(shí)器與PWM輸出引腳：支持電機(jī)控制、信號(hào)生成等。

7. 模擬外設(shè)引腳：如ADC輸入通道。

8. 特殊功能引腳：如RTC、USB、BOOT模式選擇等。

1. 電源與地引腳

• VDD（引腳1、9、24、36、48）：主電源輸入，供電范圍2.0V~3.6V，需外接濾波電容（如100nF）以減少電源噪聲。

• VSS（引腳8、23、35、47）：接地引腳，需與VDD就近共地。

• VDDA/VSSA（引腳7、5）：模擬電源輸入，專為ADC、DAC等模擬外設(shè)供電，需與VDD隔離并單獨(dú)濾波。

• VBAT（引腳3）：備用電源引腳，用于RTC和備份寄存器供電。當(dāng)VDD斷電時(shí)，可通過外接電池（如CR2032）維持RTC運(yùn)行，并保存?zhèn)浞菁拇嫫鲾?shù)據(jù)。若未使用外部電池，需將VBAT接至VDD。

2. 時(shí)鐘與復(fù)位引腳

• OSC_IN/OSC_OUT（引腳5、6）：外部高速晶振（HSE）輸入/輸出，支持4~16MHz晶振，用于系統(tǒng)主時(shí)鐘（SYSCLK）。

• OSC32_IN/OSC32_OUT（引腳3、4）：外部低速晶振（LSE）輸入/輸出，支持32.768kHz晶振，專用于RTC和低功耗模式。

• NRST（引腳7）：低電平有效復(fù)位引腳，需外接10kΩ上拉電阻及100nF濾波電容，確保復(fù)位信號(hào)穩(wěn)定。

3. 調(diào)試與啟動(dòng)配置引腳

• SWDIO（PA13，引腳39）/SWCLK（PA14，引腳42）：SWD調(diào)試接口，用于程序下載與調(diào)試。

• BOOT0（引腳44）：?jiǎn)?dòng)模式選擇引腳，需配合BOOT1（通過選項(xiàng)字節(jié)配置）使用：

• BOOT0=0：從主Flash啟動(dòng)（默認(rèn)模式）。

• BOOT0=1：從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)（用于ISP下載）。

4. 通用I/O引腳（GPIO）

STM32F103C8T6提供多組GPIO引腳，支持多種功能復(fù)用：

• PA0~PA15（引腳10~22、29~31）：

• 基礎(chǔ)功能：輸入/輸出、外部中斷（EXTI0~EXTI15）。

• 復(fù)用功能：USART2_TX/RX（PA2/PA3）、SPI1_NSS/SCK/MISO/MOSI（PA4~PA7）、USART1_TX/RX（PA9/PA10）等。

• 模擬輸入：PA0~PA7對(duì)應(yīng)ADC1_IN0~IN7。

• PB0~PB15（引腳12、37~43、45~46）：

• 基礎(chǔ)功能：輸入/輸出、外部中斷。

• 復(fù)用功能：I2C1_SCL/SDA（PB6/PB7）、SPI2_NSS/SCK/MISO/MOSI（PB12~PB15）、TIM3_CH1/CH2（PB4/PB5）等。

• 模擬輸入：PB0~PB1對(duì)應(yīng)ADC1_IN8~IN9。

• PC13~PC15（引腳2~4）：

• PC13常用作Tamper/RTC功能，輸出電流能力較弱，需避免直接驅(qū)動(dòng)大負(fù)載。

• PD0~PD2（部分型號(hào)未引出）：

• 支持輸入/輸出、外部中斷。

• PE0~PE5（部分封裝未引出）：

• 支持輸入/輸出、外部中斷。

• PF0~PF1（引腳1~2）：

• 通常用于晶振（PF0為OSC_IN，PF1為OSC_OUT），不建議作為普通GPIO使用。

5. 通信接口引腳

• USART：

• USART1：PA9（TX）、PA10（RX）。

• USART2：PA2（TX）、PA3（RX）。

• USART3：PB10（TX）、PB11（RX）。

• SPI：

• SPI1：PA4（NSS）、PA5（SCK）、PA6（MISO）、PA7（MOSI）。

• SPI2：PB12（NSS）、PB13（SCK）、PB14（MISO）、PB15（MOSI）。

• I2C：

• I2C1：PB6（SCL）、PB7（SDA）。

• I2C2：PB10（SCL）、PB11（SDA）。

• CAN：

• CAN_RX（PB8）、CAN_TX（PB9），適用于汽車電子與工業(yè)通信。

• USB：

• USB_DM（PA11）、USB_DP（PA12），需外接PHY芯片實(shí)現(xiàn)全速USB功能。

6. 定時(shí)器與PWM輸出引腳

• TIM1（高級(jí)定時(shí)器）：

• 支持PWM輸出、輸入捕獲、編碼器接口等，引腳包括PA8（CH1）、PA9（CH2）、PA10（CH3）等。

• TIM2~TIM4（通用定時(shí)器）：

• TIM2：PA0（CH1）、PA1（CH2）等。

• TIM3：PB4（CH1）、PB5（CH2）等。

• TIM4：PB6（CH1）、PB7（CH2）等。

7. 模擬外設(shè)引腳

• ADC1：

• 支持12位分辨率，10個(gè)外部通道：PA0~PA7（IN0~IN7）、PB0~PB1（IN8~IN9）。

8. 特殊功能引腳

• RTC與Tamper：

• PC13可用作Tamper引腳，防止數(shù)據(jù)被非法讀取。

• BOOT模式：

• BOOT0與BOOT1配合選擇啟動(dòng)模式，支持從Flash、系統(tǒng)存儲(chǔ)器或SRAM啟動(dòng)。

• JTAG調(diào)試接口：

• PA15（JTDI）、PB3（JTDO）、PB4（JTRST）默認(rèn)用于JTAG調(diào)試，需關(guān)閉JTAG功能方可釋放為GPIO。

二、引腳復(fù)用與配置方法

STM32F103C8T6的引腳復(fù)用功能通過AFIO（Alternate Function I/O）寄存器配置。例如：

1. 將PA9從GPIO復(fù)用為USART1_TX：

• 啟用USART1時(shí)鐘。

• 配置AFIO_MAPR寄存器，將PA9映射為USART1_TX。

• 設(shè)置GPIOA_CRH寄存器，將PA9配置為復(fù)用推挽輸出模式。

2. 將PB6從GPIO復(fù)用為I2C1_SCL：

• 啟用I2C1時(shí)鐘。

• 配置AFIO_MAPR寄存器，將PB6映射為I2C1_SCL。

• 設(shè)置GPIOB_CRL寄存器，將PB6配置為開漏輸出模式，并啟用上拉電阻。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. 數(shù)據(jù)采集與傳輸：

• 使用ADC引腳（如PA0）采集模擬信號(hào)，通過USART（如PA9/PA10）發(fā)送至PC。

2. 電機(jī)控制：

• 利用TIM1的PWM輸出（如PA8）驅(qū)動(dòng)電機(jī)，結(jié)合編碼器接口實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

3. 傳感器網(wǎng)絡(luò)：

• 通過I2C（如PB6/PB7）連接溫濕度傳感器，利用RTC（VBAT供電）實(shí)現(xiàn)定時(shí)數(shù)據(jù)記錄。

4. 人機(jī)交互：

• 使用GPIO引腳（如PB0）連接按鍵，通過外部中斷（EXTI0）觸發(fā)中斷服務(wù)程序。

四、注意事項(xiàng)

1. 未使用引腳處理：

• 建議將未使用的GPIO配置為模擬輸入模式或上拉/下拉模式，以減少功耗和干擾。

2. 5V容忍引腳：

• 所有GPIO引腳均可容忍5V輸入（輸出電平仍為3.3V），但需注意驅(qū)動(dòng)能力限制。

3. 封裝限制：

• LQFP48封裝未完全引出所有GPIO（如PE/PF部分引腳），設(shè)計(jì)時(shí)需查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)確認(rèn)引腳可用性。

五、總結(jié)

STM32F103C8T6的引腳設(shè)計(jì)兼顧了功能豐富性與靈活性，通過GPIO復(fù)用與AFIO配置，可滿足從簡(jiǎn)單I/O控制到復(fù)雜通信協(xié)議的多樣化需求。在實(shí)際開發(fā)中，需結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景，合理規(guī)劃引腳功能，并參考官方數(shù)據(jù)手冊(cè)及參考手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)配置。