STM32F103RCT6 PWM引脚定义表及详细功能解析

STM32F103RCT6是意法半导体（ST）推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，采用LQFP64封装，拥有64个引脚，其中大部分引脚支持复用功能，包括PWM（脉冲宽度调制）输出。PWM功能广泛应用于电机控制、LED调光、舵机驱动等领域，是嵌入式系统开发中不可或缺的功能模块。本文将详细解析STM32F103RCT6的PWM引脚定义、功能配置及使用方法，并结合实际案例说明其应用场景。

一、STM32F103RCT6 PWM功能概述

STM32F103RCT6内置了多个定时器，包括高级定时器（TIM1、TIM8）、通用定时器（TIM2~TIM5）和基本定时器（TIM6、TIM7）。其中，高级定时器和通用定时器均支持PWM输出功能，具体如下：

• 高级定时器（TIM1、TIM8）：支持高级PWM模式（如互补输出、死区时间控制），适用于电机驱动等高精度应用。

• 通用定时器（TIM2~TIM5）：支持标准PWM模式，适用于LED调光、舵机控制等常规应用。

PWM输出的核心参数包括：

1. 预分频器（PSC）：用于降低定时器时钟频率。

2. 自动重装载值（ARR）：决定PWM周期。

3. 捕获比较寄存器（CCR）：决定PWM占空比。

二、STM32F103RCT6 PWM引脚定义表

以下是STM32F103RCT6中支持PWM输出的引脚及其复用功能定义：

引脚复用说明

1. 高级定时器（TIM1）：

• TIM1的通道1~3（PA8~PA10）支持高级PWM模式，可配置互补输出（如PA8与PB13配对，PA9与PB14配对，PA10与PB15配对），适用于三相无刷电机驱动等场景。

• 互补输出需配置死区时间，避免上下桥臂直通。

2. 通用定时器（TIM2~TIM5）：

• TIM2~TIM5的通道均支持标准PWM模式，适用于LED调光、舵机控制等常规应用。

• 例如，TIM2的通道1（PA0）可用于驱动SG90舵机，通过调整CCR值实现0°~180°的角度控制。

3. 引脚驱动能力：

• 部分引脚（如PC13~PC15）驱动能力较弱，仅适用于低负载应用，不适合直接驱动电机或LED。

• 高负载应用需通过驱动电路（如三极管、MOSFET）增强驱动能力。

三、PWM功能配置步骤

以下是配置STM32F103RCT6 PWM输出的基本步骤（以TIM2通道1为例）：

1. 硬件连接

• 将PWM输出引脚（如PA0）连接至负载（如LED、电机驱动模块）。

• 确保负载电源与MCU电源共地。

2. 初始化时钟

使能TIM2和GPIOA的时钟：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

3. 配置GPIO为复用推挽输出

将PA0配置为TIM2_CH1的复用推挽输出：

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为PWM模式

设置自动重装载值（ARR）和预分频器（PSC），计算PWM频率：

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频率计算公式：f_PWM = 72MHz / ((PSC + 1) * (ARR + 1))

• 例如，PSC=0，ARR=899时，PWM频率为80kHz。

5. 配置PWM输出通道

设置TIM2通道1为PWM模式2，输出极性为高：

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比为0  

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

6. 使能PWM输出

开启主输出使能（MOE）和ARR预装载：

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2, ENABLE);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);

TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

7. 动态调整占空比

• 通过修改CCR值调整占空比：

四、PWM应用案例

1. 舵机控制

硬件：SG90舵机、STM32F103RCT6开发板。

原理：SG90舵机通过PWM信号控制角度，周期为20ms（50Hz），脉宽范围为0.5ms~2.5ms（对应0°~180°）。

代码示例：

void Servo_SetAngle(float angle) {

uint16_t pwmval = 500 + (angle / 180.0) * 2000; // 脉宽计算  

TIM_SetCompare1(TIM2, pwmval);

}

2. 电机调速

• 硬件：BLDC电机、UB510驱动器、STM32F103RCT6开发板。

• 原理：通过PWM信号控制电机驱动器的SV引脚，占空比范围为0%~100%，频率建议为1kHz~20kHz。

• 代码示例：

3. LED调光

• 硬件：LED、限流电阻、STM32F103RCT6开发板。

• 原理：通过PWM信号控制LED亮度，占空比越高，LED越亮。

• 代码示例：

五、注意事项

1. 引脚冲突：避免同时启用同一引脚的不同功能（如USART与PWM）。

2. 时钟配置：确保APB1/APB2时钟已正确配置，否则PWM频率可能异常。

3. 驱动能力：高负载应用需通过驱动电路增强引脚驱动能力。

4. 调试工具：使用示波器或逻辑分析仪监测PWM信号，确保波形正确。

六、总结

STM32F103RCT6的PWM功能通过多个定时器通道实现，支持标准PWM和高级PWM模式，适用于电机控制、LED调光、舵机驱动等多种场景。通过合理配置引脚复用、定时器参数和输出模式，开发者可以轻松实现高精度的PWM信号输出。本文详细介绍了PWM引脚定义、功能配置及实际应用案例，为嵌入式系统开发提供了全面的参考。