STM32 GPIO复用功能与设置

1万 · 2018-11-16 09:46

GPOIO可作为I2C，SPI，USART等通讯接口，这就是所谓的复用功能（alternate function output）。

GPIO的复用功能由AFRL及AFRH两个寄存器来设定（因为Cortex Mx为32位CPU，所以每个寄存器有32bits可供控制）。

STM32针对每个接口pin设计了16种复用功能（AF0~AF15)，因为每个pin占用4个bits，所以每个寄存器管理8个pins（AFRL：0~7，AFRH：8~15）。如下图所示：

每个pin只能设定一种复用功能，当系统reset之后，所有的复用功能都复位为AF0（也就是系统的初始功能）。

哪些port(GPIOx，x=A~K)，pin与寄存器状态（AF0~15）对应哪些功能，可参考datasheets内的Alternate function mapping。

1万 · 2018-11-16 09:47

下面设置复用功能：

1.首先需要enable外设所对应的时钟（外设功能，如USART）与所用pin所对应的时钟（例如GPIOA.9，GPIOA.10）。这样，外设功能和pin才能在cpu控制下在正确的事件做正确的事情。

USART的时钟为APB2，而GPIOA.9，GPIO.10为AHB2，USART用哪个时钟，可参看STM32用户手册内有关clock register（RCC)章节，可搜索USART找到。

因此用以下两个函数enable对应的时钟：

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RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //enable GPIOA clock   //

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);   //enable USART1 clock//

官方提供五个用来enable GPIO和外设clock的函数：

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void        RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState); 

void        RCC_AHB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB2Periph, FunctionalState NewState); 

void        RCC_AHB3PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB3Periph, FunctionalState NewState); 

void        RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState); 

void        RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);

到目前为止可知，APB用于外设，AHB用于GPIO，其中AHB频率大于APB频率，有错再改。

1万 · 2018-11-16 09:48

2.初始化GPIO，这里要记得配置复用功能：

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GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;   

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能 

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz 

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 

 

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化 PA9，PA10

3.配置GPIOx_AFRL或GPIOx_AFRH寄存器，将IO指定到所要功能对应的AFx，可用官方提供的函数GPIO_PinAFConfig达到目的。

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/*PA9 指定为AF7，复用为USART1_TX */

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); 

 

/* PA10 指定为AF7,复用为USART1_RX*/

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);

这些格式是官方约定的，必须按照规定填写，而不能随意填写。

第一个参数为port组，GPIOx(x=A~K)

第二个参数为pin，GPIO_PinSourcey(y=0~15)，这里不用管AFRL或AFRH，官方函数会处理。

第三个参数，官方定义为：

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#define IS_GPIO_AF(AF) 

             (((AF) == GPIO_AF_RTC_50Hz) ||((AF) == GPIO_AF_TIM14)      || \

             ((AF) == GPIO_AF_MCO)          || ((AF) == GPIO_AF_TAMPER)    || \

             ((AF) == GPIO_AF_SWJ)          || ((AF) == GPIO_AF_TRACE)        || \

             ((AF) == GPIO_AF_TIM1)        || ((AF) == GPIO_AF_TIM2)          || \

             ((AF) == GPIO_AF_TIM3)        || ((AF) == GPIO_AF_TIM4)          || \

             ((AF) == GPIO_AF_TIM5)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM8)        || \

             ((AF) == GPIO_AF_I2C1)            || ((AF) == GPIO_AF_I2C2)        || \

             ((AF) == GPIO_AF_I2C3)            || ((AF) == GPIO_AF_SPI1)        || \

             ((AF) == GPIO_AF_SPI2)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM13)      || \

             ((AF) == GPIO_AF_SPI3)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM14)      || \

             ((AF) == GPIO_AF_USART1)      || ((AF) == GPIO_AF_USART2) || \

             ((AF) == GPIO_AF_USART3)      || ((AF) == GPIO_AF_UART4)      || \

             ((AF) == GPIO_AF_UART5)        || ((AF) == GPIO_AF_USART6)    || \

             ((AF) == GPIO_AF_CAN1)          || ((AF) == GPIO_AF_CAN2)        || \

             ((AF) == GPIO_AF_OTG_FS)        || ((AF) == GPIO_AF_OTG_HS)    || \

             ((AF) == GPIO_AF_ETH)          || ((AF) == GPIO_AF_OTG_HS_FS) || \

             ((AF) == GPIO_AF_SDIO)        || ((AF) == GPIO_AF_DCMI)            || \

             ((AF) == GPIO_AF_EVENTOUT)  || ((AF) == GPIO_AF_FSMC))

1万 · 2018-11-16 09:52

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 /* -2- Configure IO in output push-pull mode to drive external LEDs */

  GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;



  GPIO_InitStruct.Pin = LED1_PIN;

  HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = LED2_PIN;

  HAL_GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

  GPIO_InitStruct.Pin = LED3_PIN;

  HAL_GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

相同的初始化部分可以写一次，然后只需要修改需要变化的结构成员就行。