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gd32f103zet6数据手册

来源：

2025-05-27

类别：基础知识

拍明芯城

GD32F103ZET6数据手册详解

1. 产品概述

GD32F103ZET6是兆易创新（GigaDevice）推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的32位高性能微控制器，专为嵌入式系统设计。该芯片集成了丰富的外设资源、大容量存储空间以及灵活的接口配置，适用于工业控制、消费电子、物联网、医疗设备等多个领域。其核心优势在于高性能计算能力、低功耗设计以及丰富的外设接口，能够满足复杂应用场景的需求。

1.1 核心特性

ARM Cortex-M3内核：支持Thumb-2指令集，具备高效的代码密度和强大的中断处理能力。
主频：最高可达108MHz，提供快速的数据处理能力。
存储空间：

Flash：512KB，用于存储程序代码。
SRAM：64KB，提供运行时数据存储。

GPIO端口：多达112个，支持丰富的输入输出接口。
封装形式：LQFP-144，具有良好的电气和机械性能。
工作电压范围：2.6V~3.6V，适用于多种电源环境。

1.2 应用领域

工业控制：电机控制、温度控制、压力控制等自动化系统。
消费电子：智能穿戴设备、智能家居设备、音频播放器等。
物联网：作为物联网设备的主控芯片，实现设备间的数据交换和通信。
医疗设备：监护仪、呼吸机、血压计等，实时监测患者的生理参数。

2. 硬件资源详解

GD32F103ZET6的硬件资源丰富，包括存储器、外设接口、定时器、模拟接口等。以下是对其主要硬件资源的详细介绍。

2.1 存储器

Flash存储器：

容量：512KB。
特性：支持程序代码存储，具备擦除和编程功能。
访问方式：通过总线接口进行访问，支持快速读取。

SRAM存储器：

容量：64KB。
特性：用于存储运行时数据，支持快速读写。
访问方式：通过总线接口进行访问，支持零等待状态。

2.2 外设接口

GD32F103ZET6集成了多种外设接口，支持与外部设备的通信和数据交换。

2.2.1 通信接口

USART（通用同步异步收发器）：

数量：多达5个。
特性：支持全双工通信，波特率可配置。
应用：与PC、传感器等设备进行串行通信。

I2C（内部集成电路总线）：

数量：多达2个。
特性：支持主从模式，速率可达400kHz。
应用：与EEPROM、传感器等设备进行通信。

SPI（串行外设接口）：

数量：多达3个。
特性：支持全双工通信，速率可达18MHz。
应用：与Flash、ADC等设备进行高速通信。

CAN（控制器局域网）：

数量：1个。
特性：支持CAN 2.0B协议，速率可达1Mbps。
应用：汽车电子、工业控制等领域。

USB 2.0 FS（全速）：

数量：1个。
特性：支持设备模式，速率可达12Mbps。
应用：与PC、U盘等设备进行通信。

2.2.2 模拟接口

ADC（模拟数字转换器）：

数量：3个12位ADC。
特性：支持多通道输入，采样率可达1Msps。
应用：传感器信号采集、电压监测等。

DAC（数字模拟转换器）：

数量：2个12位DAC。
特性：支持双通道输出，更新率可达1Msps。
应用：波形生成、音频输出等。

2.3 定时器

GD32F103ZET6提供了多种定时器，满足不同应用场景的定时需求。

通用定时器（GPTM）：

数量：6个16位定时器。
特性：支持向上/向下计数、PWM输出、输入捕获等功能。
应用：电机控制、定时中断等。

高级控制定时器（Advanced TM）：

数量：2个16位定时器。
特性：支持互补PWM输出、死区插入、紧急制动等功能。
应用：三相电机控制、逆变器等。

基本定时器（Basic TM）：

数量：2个16位定时器。
特性：支持向上计数、DAC触发等功能。
应用：简单定时任务、DAC触发等。

SysTick定时器：

数量：1个24位定时器。
特性：支持系统滴答中断，用于操作系统调度。
应用：RTOS系统、延时函数等。

看门狗定时器（WDG）：

数量：2个（独立看门狗、窗口看门狗）。
特性：支持超时复位、早期预警中断等功能。
应用：系统可靠性保障、故障恢复等。

2.4 实时时钟（RTC）

特性：

支持秒、分、时、日、月、年、星期等时间计数。
支持闹钟中断、周期性中断等功能。
支持备份电源供电，确保在主电源掉电时仍能运行。

应用：

日历时钟、定时任务、低功耗唤醒等。

2.5 DMA（直接存储器存取）

特性：

支持多通道DMA传输，减轻CPU负担。
支持存储器到存储器、外设到存储器、存储器到外设等传输模式。
支持循环传输、链表传输等高级功能。

应用：

ADC采样、DAC输出、UART通信等高速数据传输场景。

3. 电源管理

GD32F103ZET6支持多种低功耗模式，能够根据应用需求优化功耗表现。

3.1 供电系统

工作电压范围：2.6V~3.6V。
电源监控：

支持上电复位（POR）、掉电复位（PDR）。
支持可编程电压检测器（PVD），用于监测电源电压。

3.2 低功耗模式

睡眠模式（Sleep Mode）：

CPU内核停止运行，外设继续运行。
通过中断或事件唤醒。

停止模式（Stop Mode）：

CPU内核和外设停止运行，SRAM和寄存器内容保留。
通过外部中断、RTC闹钟等唤醒。

待机模式（Standby Mode）：

整个芯片进入低功耗状态，仅RTC和备份寄存器保留。
通过WKUP引脚、RTC闹钟等唤醒。

3.3 功耗优化

时钟管理：

支持多时钟源（HSI、HSE、LSI、LSE、PLL）。
支持时钟分频、时钟门控等功能，降低功耗。

外设管理：

支持外设时钟使能/禁用，减少不必要的功耗。

4. 开发支持

GD32F103ZET6提供了完整的开发工具链和开发资源，方便开发人员进行软件开发和调试。

4.1 开发工具链

编译器：支持Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC等。
调试器：支持J-Link、ST-Link、U-Link等调试工具。
开发板：兆易创新提供了GD32F103ZET6的开发板，支持快速原型开发。

4.2 开发资源

数据手册：提供了详细的芯片规格、外设描述、电气特性等信息。
用户手册：提供了芯片编程指南、外设使用说明、示例代码等信息。
应用笔记：提供了多种应用场景的解决方案和示例代码。

4.3 操作系统支持

GD32F103ZET6支持多种实时操作系统（RTOS），包括：

RT-Thread：轻量级开源RTOS，支持多任务、线程管理、消息队列等功能。
FreeRTOS：开源RTOS，支持任务调度、中断管理、内存管理等功能。
UCOS-III：商业RTOS，支持实时任务调度、优先级继承、互斥锁等功能。

5. 电气特性

GD32F103ZET6的电气特性包括绝对最大额定值、推荐工作条件、功耗等。

5.1 绝对最大额定值

供电电压：-0.3V~4.0V。
输入电压：-0.3V~VCC+0.3V。
工作温度范围：-40℃~+85℃（工业级）。
存储温度范围：-65℃~+150℃。

5.2 推荐工作条件

供电电压：2.6V~3.6V。
工作温度范围：-40℃~+85℃。

5.3 功耗

典型功耗：

运行模式：36mA（108MHz，3.3V）。
睡眠模式：2mA（3.3V）。
停止模式：10μA（3.3V）。
待机模式：2μA（3.3V）。

6. 封装与引脚

GD32F103ZET6采用LQFP-144封装，引脚数量为144个。

6.1 封装尺寸

尺寸：20mm×20mm×1.4mm。
引脚间距：0.5mm。

6.2 引脚分配

GD32F103ZET6的引脚分为电源引脚、GPIO引脚、外设功能引脚等。以下是对主要引脚的描述：

电源引脚：

VDD：数字电源，连接至3.3V。
VSS：数字地，连接至GND。
VDDA：模拟电源，连接至3.3V。
VSSA：模拟地，连接至GND。

GPIO引脚：

PA0~PA15：GPIO端口A。
PB0~PB15：GPIO端口B。
PC0~PC15：GPIO端口C。
PD0~PD15：GPIO端口D。
PE0~PE15：GPIO端口E。
PF0~PF15：GPIO端口F。
PG0~PG15：GPIO端口G。

外设功能引脚：

USART：TX、RX、RTS、CTS等。
I2C：SCL、SDA等。
SPI：SCK、MISO、MOSI、NSS等。
CAN：CAN_TX、CAN_RX等。
USB：DP、DM等。

7. 示例应用

以下是一个基于GD32F103ZET6的简单应用示例，展示如何使用其外设接口实现功能。

7.1 示例：LED闪烁

硬件连接

将LED连接至PA0引脚，通过限流电阻接地。

代码实现

#include "gd32f10x.h"

void gpio_config(void) {
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); // 使能GPIOA时钟
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0); 
// 配置PA0为推挽输出
}

int main(void) {
gpio_config(); // 初始化GPIO
while(1) {
gpio_bit_set(GPIOA, GPIO_PIN_0); // PA0输出高电平，LED熄灭
delay_1ms(500); // 延时500ms
gpio_bit_reset(GPIOA, GPIO_PIN_0); // PA0输出低电平，LED点亮
delay_1ms(500); // 延时500ms
}
}

功能说明

通过PA0引脚控制LED的亮灭，实现LED闪烁效果。

7.2 示例：ADC采样

硬件连接

将模拟信号输入至PA0引脚（ADC通道0）。

代码实现

#include "gd32f10x.h"

void adc_config(void) {
rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC0); // 使能ADC0时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); // 使能GPIOA时钟

gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0); 
// 配置PA0为模拟输入

adc_struct_para adc_initstruct;
adc_deinit(ADC0); // 复位ADC0
adc_initstruct.adc_resolution = ADC_12BIT; // 12位分辨率
adc_initstruct.adc_scanmode = DISABLE; // 单通道模式
adc_initstruct.adc_continuemode = DISABLE; // 单次转换模式
adc_initstruct.adc_externaltrigconv = DISABLE; // 软件触发
adc_initstruct.adc_externaltrigconvedge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; 
// 无边沿触发
adc_initstruct.adc_datalign = ADC_DATALIGN_RIGHT; // 右对齐
adc_initstruct.adc_channel_length = ADC_REGULAR_CHANNEL_LENGTH_1; // 1个转换通道
adc_init(ADC0, &adc_initstruct); // 初始化ADC0

adc_regular_channel_config(ADC0, 0, ADC_CHANNEL_0, ADC_SAMPLETIME_55POINT5); 
// 配置通道0为PA0
adc_enable(ADC0); // 使能ADC0
delay_1ms(1); // 延时1ms
adc_calibration_enable(ADC0); // ADC校准
}

uint16_t adc_read(void) {
adc_software_trigger_enable(ADC0, ADC_REGULAR_CHANNEL); 
// 软件触发ADC转换
while(!adc_flag_get(ADC0, ADC_FLAG_EOC)); // 等待转换完成
return adc_regular_data_read(ADC0); // 读取转换结果
}

int main(void) {
adc_config(); // 初始化ADC
while(1) {
uint16_t adc_value = adc_read(); // 读取ADC值
// 处理ADC值（例如：显示、传输等）
}
}