STM32F103C8T6引脚详细说明

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，由意法半导体（STMicroelectronics）推出，广泛应用于嵌入式系统、物联网设备、工业控制等领域。其采用LQFP48封装，共包含48个引脚，具备丰富的外设接口和灵活的引脚复用功能，可满足多样化的设计需求。本文将从引脚分类、功能特性、典型应用场景等方面展开详细说明。

一、引脚分类与功能概述

STM32F103C8T6的引脚按功能可分为以下几类：

1. 电源与地引脚：负责芯片供电及参考电平。

2. 时钟与复位引脚：提供系统时钟信号及复位功能。

3. 调试与启动配置引脚：支持程序下载、调试及启动模式选择。

4. 通用I/O引脚（GPIO）：支持输入/输出、外部中断、模拟输入等功能。

5. 通信接口引脚：包括USART、SPI、I2C、CAN等。

6. 定时器与PWM输出引脚：支持电机控制、信号生成等。

7. 模拟外设引脚：如ADC输入通道。

8. 特殊功能引脚：如RTC、USB、BOOT模式选择等。

1. 电源与地引脚

• VDD（引脚1、9、24、36、48）：主电源输入，供电范围2.0V~3.6V，需外接滤波电容（如100nF）以减少电源噪声。

• VSS（引脚8、23、35、47）：接地引脚，需与VDD就近共地。

• VDDA/VSSA（引脚7、5）：模拟电源输入，专为ADC、DAC等模拟外设供电，需与VDD隔离并单独滤波。

• VBAT（引脚3）：备用电源引脚，用于RTC和备份寄存器供电。当VDD断电时，可通过外接电池（如CR2032）维持RTC运行，并保存备份寄存器数据。若未使用外部电池，需将VBAT接至VDD。

2. 时钟与复位引脚

• OSC_IN/OSC_OUT（引脚5、6）：外部高速晶振（HSE）输入/输出，支持4~16MHz晶振，用于系统主时钟（SYSCLK）。

• OSC32_IN/OSC32_OUT（引脚3、4）：外部低速晶振（LSE）输入/输出，支持32.768kHz晶振，专用于RTC和低功耗模式。

• NRST（引脚7）：低电平有效复位引脚，需外接10kΩ上拉电阻及100nF滤波电容，确保复位信号稳定。

3. 调试与启动配置引脚

• SWDIO（PA13，引脚39）/SWCLK（PA14，引脚42）：SWD调试接口，用于程序下载与调试。

• BOOT0（引脚44）：启动模式选择引脚，需配合BOOT1（通过选项字节配置）使用：

• BOOT0=0：从主Flash启动（默认模式）。

• BOOT0=1：从系统存储器启动（用于ISP下载）。

4. 通用I/O引脚（GPIO）

STM32F103C8T6提供多组GPIO引脚，支持多种功能复用：

• PA0~PA15（引脚10~22、29~31）：

• 基础功能：输入/输出、外部中断（EXTI0~EXTI15）。

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

• 模拟输入：PA0~PA7对应ADC1_IN0~IN7。

• PB0~PB15（引脚12、37~43、45~46）：

• 基础功能：输入/输出、外部中断。

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

• 模拟输入：PB0~PB1对应ADC1_IN8~IN9。

• PC13~PC15（引脚2~4）：

• PC13常用作Tamper/RTC功能，输出电流能力较弱，需避免直接驱动大负载。

• PD0~PD2（部分型号未引出）：

• 支持输入/输出、外部中断。

• PE0~PE5（部分封装未引出）：

• 支持输入/输出、外部中断。

• PF0~PF1（引脚1~2）：

• 通常用于晶振（PF0为OSC_IN，PF1为OSC_OUT），不建议作为普通GPIO使用。

5. 通信接口引脚

• 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），适用于汽车电子与工业通信。

• USB：

• USB_DM（PA11）、USB_DP（PA12），需外接PHY芯片实现全速USB功能。

6. 定时器与PWM输出引脚

• TIM1（高级定时器）：

• 支持PWM输出、输入捕获、编码器接口等，引脚包括PA8（CH1）、PA9（CH2）、PA10（CH3）等。

• TIM2~TIM4（通用定时器）：

• TIM2：PA0（CH1）、PA1（CH2）等。

• TIM3：PB4（CH1）、PB5（CH2）等。

• TIM4：PB6（CH1）、PB7（CH2）等。

7. 模拟外设引脚

• ADC1：

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

8. 特殊功能引脚

• RTC与Tamper：

• PC13可用作Tamper引脚，防止数据被非法读取。

• BOOT模式：

• BOOT0与BOOT1配合选择启动模式，支持从Flash、系统存储器或SRAM启动。

• JTAG调试接口：

• PA15（JTDI）、PB3（JTDO）、PB4（JTRST）默认用于JTAG调试，需关闭JTAG功能方可释放为GPIO。

二、引脚复用与配置方法

STM32F103C8T6的引脚复用功能通过AFIO（Alternate Function I/O）寄存器配置。例如：

1. 将PA9从GPIO复用为USART1_TX：

• 启用USART1时钟。

• 配置AFIO_MAPR寄存器，将PA9映射为USART1_TX。

• 设置GPIOA_CRH寄存器，将PA9配置为复用推挽输出模式。

2. 将PB6从GPIO复用为I2C1_SCL：

• 启用I2C1时钟。

• 配置AFIO_MAPR寄存器，将PB6映射为I2C1_SCL。

• 设置GPIOB_CRL寄存器，将PB6配置为开漏输出模式，并启用上拉电阻。

三、典型应用场景

1. 数据采集与传输：

• 使用ADC引脚（如PA0）采集模拟信号，通过USART（如PA9/PA10）发送至PC。

2. 电机控制：

• 利用TIM1的PWM输出（如PA8）驱动电机，结合编码器接口实现闭环控制。

3. 传感器网络：

• 通过I2C（如PB6/PB7）连接温湿度传感器，利用RTC（VBAT供电）实现定时数据记录。

4. 人机交互：

• 使用GPIO引脚（如PB0）连接按键，通过外部中断（EXTI0）触发中断服务程序。

四、注意事项

1. 未使用引脚处理：

• 建议将未使用的GPIO配置为模拟输入模式或上拉/下拉模式，以减少功耗和干扰。

2. 5V容忍引脚：

• 所有GPIO引脚均可容忍5V输入（输出电平仍为3.3V），但需注意驱动能力限制。

3. 封装限制：

• LQFP48封装未完全引出所有GPIO（如PE/PF部分引脚），设计时需查阅数据手册确认引脚可用性。

五、总结

STM32F103C8T6的引脚设计兼顾了功能丰富性与灵活性，通过GPIO复用与AFIO配置，可满足从简单I/O控制到复杂通信协议的多样化需求。在实际开发中，需结合具体应用场景，合理规划引脚功能，并参考官方数据手册及参考手册进行详细配置。