STM32F103RCT6引脚功能中文详细说明

一、芯片概述与引脚分布基础

STM32F103RCT6是意法半导体（ST）推出的基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，采用LQFP64封装，具备256KB Flash存储器、48KB RAM，最高主频72MHz。其引脚总数为64个，按逆时针方向分布于芯片四边，每边16个引脚。引脚功能分类包括电源管理、时钟输入、复位控制、通用输入输出（GPIO）、外设复用功能及调试接口等。理解引脚功能需结合芯片手册，尤其需注意部分引脚存在复用冲突，需通过寄存器配置避免功能冲突。

二、电源管理类引脚详解

1. 主电源与接地引脚

芯片包含多组VDD和VSS引脚，分布于第9、24、36、48、56引脚（VDD）及第8、23、35、47、63引脚（VSS）。这些引脚为芯片提供3.3V工作电压，需在每个VDD引脚旁并联0.1μF陶瓷电容，并在VDD3引脚额外并联4.7~10μF钽电容以稳定电源。模拟电源VDDA和VSSA（第9、10引脚）专为ADC/DAC模块供电，需单独配置10nF陶瓷电容+1nF钽电容滤波。

2. 后备电池供电引脚

VBAT引脚（第19引脚）用于为RTC（实时时钟）和备份寄存器供电。当主电源VDD断电时，VBAT连接的外部电池可维持RTC运行并保存备份数据。若无需此功能，可将VBAT直接连接至VDD。

3. 参考电压引脚

VREF+（第14引脚）和VREF-（第13引脚）为ADC模块提供参考电压。VREF+可接VDDA或外部参考源，外部参考源需并联10nF陶瓷电容+1nF钽电容滤波。

三、时钟与复位引脚功能

1. 外部高速晶振引脚

OSC_IN（第12引脚）和OSC_OUT（第13引脚）连接外部高速晶振（4~16MHz），为系统提供主时钟源。晶振电路需在晶振两端并联20~30pF负载电容以平衡寄生电感，确保振荡稳定。

2. 外部低速晶振引脚

OSC32_IN（第5引脚）和OSC32_OUT（第6引脚）连接32.768kHz低速晶振，专为RTC模块提供时钟源。低速晶振电路设计需与高速晶振类似，但电容值可能因晶振参数调整。

3. 复位引脚

NRST引脚（第16引脚）为低电平复位输入，外部复位信号需保持低电平至少100ns方可触发复位。复位时，芯片内部寄存器及SRAM被重置，但RTC寄存器和备份存储器不受影响。

4. 启动模式选择引脚

BOOT0（第44引脚）和BOOT1（PA2复用）用于配置芯片启动模式。通过BOOT0和BOOT1的电平组合，可选择从主闪存、系统存储器或内置SRAM启动。

四、GPIO引脚功能与配置

1. GPIO分组与基本功能

STM32F103RCT6提供四组GPIO引脚：PA0~PA15（第2~16、33~34引脚）、PB0~PB15（第17~20、25~36引脚）、PC13~PC15（第37~39引脚）及PD0~PD2（第40~42引脚）。每组引脚支持输入、输出、复用功能及外部中断模式，可通过寄存器配置工作模式（如推挽输出、开漏输出、上拉/下拉输入等）。

2. 复用功能配置

多数GPIO引脚支持复用功能，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。

• 定时器通道：TIM2_CH1（PA0）、TIM3_CH1（PA6）等，支持PWM输出或输入捕获。

• ADC输入：PA0~PA7、PB0~PB1等引脚可作为12位ADC的输入通道。

3. 特殊功能引脚

• PC13/PC14/PC15：内部连接模拟开关，驱动能力弱，仅适合低负载应用（如LED指示），且不可同时使用。

• PA0-WKUP：支持待机模式唤醒，当PA0引脚检测到上升沿时，芯片退出待机模式。

五、外设复用功能详解

1. USART接口

USART1_TX（PA9）和USART1_RX（PA10）支持全双工异步通信，波特率最高可达4.5Mbps。USART2和USART3的TX/RX引脚分布于PA2/PA3和PB10/PB11，支持硬件流控（CTS/RTS）及同步通信（需配置CK引脚）。

2. SPI接口

SPI1的SCK（PA5）、MISO（PA6）、MOSI（PA7）引脚支持高速同步通信，最高时钟频率达36MHz。SPI2的对应引脚为PB13~PB15，可与I2S接口共享部分引脚（如WS/NSS、CK/SCK、SD/MOSI）。

3. I2C接口

I2C1的SCL（PB6）和SDA（PB7）引脚支持标准模式（100kHz）和快速模式（400kHz）通信，内置上拉电阻，可简化电路设计。I2C2接口（PB10/PB11）功能类似，但需注意与USART3的引脚复用冲突。

4. 定时器与PWM输出

TIM1和TIM8为高级定时器，支持PWM输出、输入捕获及三相电机控制（如CH1/CH1N、CH2/CH2N）。TIM2~TIM5为通用定时器，TIM6和TIM7为基本定时器，仅提供定时功能。PWM输出频率和占空比可通过寄存器配置，适用于电机调速、LED调光等场景。

5. ADC与DAC功能

ADC1模块支持16个外部通道（PA0~PA7、PB0~PB1等），12位分辨率，最高采样率1MHz。DAC模块通过PA4（DAC_OUT1）和PA5（DAC_OUT2）输出模拟电压，适用于音频信号生成或传感器校准。

6. CAN接口

CAN_RX（PB8）和CAN_TX（PB9）引脚支持CAN总线通信，波特率最高达1Mbps，适用于汽车电子或工业控制领域。

7. USB接口

USB_DP（PA12）和USB_DM（PA11）引脚支持USB全速设备（12Mbps）通信，需外接USB收发器芯片（如USB2514）以实现OTG功能。

六、调试与编程接口

1. SWD调试接口

SWDIO（PA13）和SWCLK（PA14）引脚支持串行线调试（SWD）协议，可通过J-Link或ST-Link调试器实现程序下载和在线调试。SWD接口仅需两根信号线，占用引脚资源少，适用于资源受限的开发板。

2. JTAG调试接口

JTAG接口包含JTMS（PA13）、JTCK（PA14）、JTDI（PA15）、JTDO（PB3）等引脚，支持标准JTAG调试协议。但STM32F103RCT6默认配置下，PA13和PA14优先用于SWD接口，需通过寄存器配置方可启用JTAG功能。

七、其他关键引脚与注意事项

1. RTC相关引脚

RTC_OUT（第2引脚）可输出1Hz校准时钟信号，用于同步外部设备。RTC模块需通过VBAT引脚供电以维持掉电计时功能。

2. 5V容忍引脚

部分引脚（如PA8~PA15）标记为FT（5V容忍），可直接连接5V电平信号，适用于与5V设备通信的场景。但需注意，非FT引脚不可直接连接5V信号，否则可能损坏芯片。

3. 引脚复用冲突与配置

同一引脚可能支持多种复用功能（如USART与SPI），需通过AFIO寄存器配置选择具体功能。配置时需避免功能冲突，例如不可同时启用USART1_TX和SPI1_MOSI功能。

4. PCB布局建议

• 高速信号线（如晶振、USB、CAN）需尽量缩短走线长度，减少干扰。

• 电源引脚需就近放置滤波电容，确保电源稳定性。

• 模拟信号与数字信号需分开布局，避免交叉干扰。

八、应用案例与代码示例

1. GPIO控制LED闪烁

以下代码示例展示如何通过PA0引脚控制LED闪烁：

#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

以下代码示例展示如何通过USART1实现串口数据发送：

#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、总结与展望

STM32F103RCT6的引脚功能丰富，覆盖电源管理、时钟输入、GPIO控制、外设复用及调试接口等多个领域。通过合理配置引脚功能，可实现从简单LED控制到复杂通信协议的多样化应用。在实际开发中，需结合芯片手册和具体应用场景，避免引脚复用冲突，优化PCB布局，以确保系统稳定性和可靠性。未来，随着物联网和工业4.0的发展，STM32F103RCT6在智能家居、工业控制、汽车电子等领域的应用前景将更加广阔。