基于STM32F1端口复用、端口重映射经验分享

只看该作者 · 2023-5-17 10:05

端口复用功能
STM32 有很多的内置外设（比如：串口、ADC、DAC等是独立的模块和内核连接在一起），这些外设的外部引脚都是与 GPIO 复用的。也就是说，一个 GPIO如果可以复用为内置外设的功能引脚，那么当这个 GPIO 作为内置外设使用的时候，就叫做复用。
大家都知道，MCU 都有串口，STM32 有好几个串口。比如说 STM32F103ZET6 有 5 个串口，我们可以查手册知道，串口 1 的引脚对应的 IO 为 PA9,PA10.PA9，PA10 默认功能是 GPIO，所以当PA9,PA10 引脚作为串口 1 的 TX,RX 引脚使用的时候，那就是端口复用。查看芯片资料可知道那些口是复用端口。

复用端口初始化有几个步骤：

GPIO 端口时钟使能。要使用到端口复用，当然要使能端口的时钟了。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

复制代码

复用的外设时钟使能。比如你要将端口 PA9,PA10 复用为串口，所以要使能串口时钟。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

复制代码

端口模式配置。在 IO 复用为内置外设功能引脚的时候，必须设置 GPIO 端口的模式，至于在复用功能下 GPIO 的模式是怎么对应的，这个可以查看手册《STM32 中文参考手册 V10》 P110 的表格“8.1.11 外设的 GPIO 配置”。这里我们拿 Usart1 举例：

从表格中可以看出，我们要配置全双工的串口 1，那么 TX 管脚需要配置为推挽复用输出，RX 管脚配置为浮空输入或者带上拉输入。

只看该作者 · 2023-5-17 10:05

代码如下：
//USART1_TX PA.9 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//USART1_RX PA.10 浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
复制代码

我们在使用复用功能的是时候，最少要使能 2 个时钟：
GPIO 时钟使能
复用的外设时钟使能同时要初始化 GPIO 以及复用外设功能

端口重映射
      为了使不同器件封装的外设 IO 功能数量达到最优，可以把一些复用功能重新映射到其他一些引脚上。STM32 中有很多内置外设的输入输出引脚都具有重映射(remap)的功能。我们知道每个内置外设都有若干个输入输出引脚，一般这些引脚的输出端口都是固定不变的，为了让设计工程师可以更好地安排引脚的走向和功能，在 STM32 中引入了外设引脚重映射的概念，即一个外设的引脚除了具有默认的端口外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的端口。
      简单的讲就是把管脚的外设功能映射到另一个管脚，但不是可以随便映射的，具体对应关系《STM32 中文参考手册 V10》的 P116 页“8.3 复用功能和调试配置”有讲解。这里我们同样拿串口 1 为例来讲解。

st-img

      上图是截取的中文参考手册中的重映射表，从表中可以看出，默认情况下，串口 1 复用的时候的引脚位 PA9,PA10，同时我们可以将 TX 和 RX 重新映射到管脚 PB6 和 PB7 上面去。
      所以重映射我们同样要使能复用功能的时候讲解的 2 个时钟外，还要使能 AFIO 功能时钟，然后要调用重映射函数。详细步骤为：

使能 GPIOB 时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
复制代码

使能串口 1 时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
复制代码

使能 AFIO 时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
复制代码

PS：在对寄存器AFIO_MARR，AFIO_EXTICRX和AFIO_EVCP进行读写操作前，应首先打开AFIO时钟。
1、 AFIO_MARR：配置复用功能映射
2、 AFIO_EXTICRX：配置外部中断线映射
3、 AFIO_EVCP：配置EVENTOUT事件输出

开启重映射：
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
复制代码

这样就将串口的 TX 和 RX 重映射到管脚 PB6 和 PB7 上面了。至于有哪些功能可以重映射，大家除了查看中文参考手册之外，还可以从 GPIO_PinRemapConfig 函数入手查看第一个入口参数的取值范围可以得知。在stm32f10x_gpio.h 文件中定义了取值范围为下面宏定义的标识符，这里我们贴一小部分：
#define GPIO_Remap_SPI1 ((uint32_t)0x00000001)
#define GPIO_Remap_I2C1 ((uint32_t)0x00000002)
#define GPIO_Remap_USART1 ((uint32_t)0x00000004)
#define GPIO_Remap_USART2 ((uint32_t)0x00000008)
#define GPIO_PartialRemap_USART3 ((uint32_t)0x00140010)
#define GPIO_FullRemap_USART3 ((uint32_t)0x00140030)
复制代码

只看该作者 · 2023-5-17 10:05

从上面可以看出，USART1 只有一种重映射，而对于 USART3,存在部分重映射和完全重映射。所谓部分重映射就是部分管脚和默认的是一样的，而部分管脚是重新映射到其他管脚。而完全重映射就是所有管脚都重新映射到其他管脚。看看手册中的 USART3 重映射表：

部分重映射就是 PB10,PB11,PB12 重映射到 PC10,PC11，PC12 上。而 PB13 和 PB14 和没有重映射情况是一样的，都是 USART3_CTS 和 USART3_RTS 对应管脚。完全重映射就是将这两个脚重新映射到 PD11 和 PD12 上去。我们要使用 USART3 的部分重映射，我们调用函数方法为：

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_USART3, ENABLE);

复制代码