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[应用相关] STM32 GPIO复用功能与设置

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 楼主| 643757107 发表于 2018-11-16 09:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
STM32, GPIO, AC, TE, 寄存器
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：
961385bee2143f14ff.png
346715bee214b6847f.png
648415bee2151dc880.png


656195bee2158a6411.png



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。

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 楼主| 643757107 发表于 2018-11-16 09:47 | 显示全部楼层
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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  1. RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //enable GPIOA clock   //
    

  2. 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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  1. void        RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState); 
    

  2. void        RCC_AHB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB2Periph, FunctionalState NewState); 
    

  3. void        RCC_AHB3PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB3Periph, FunctionalState NewState); 
    

  4. void        RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState); 
    

  5. 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。

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 楼主| 643757107 发表于 2018-11-16 09:48 | 显示全部楼层
2.初始化GPIO，这里要记得配置复用功能：
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  1. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;   
    

  2. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能 
    

  3. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz 
    

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

  5. GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 
    

  6.  
    

  7. 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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  1. /*PA9 指定为AF7，复用为USART1_TX */
    

  2. GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); 
    

  3.  
    

  4. /* PA10 指定为AF7,复用为USART1_RX*/
    

  5. 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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  1. #define IS_GPIO_AF(AF) 
    

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  19.              ((AF) == GPIO_AF_EVENTOUT)  || ((AF) == GPIO_AF_FSMC))


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 楼主| 643757107 发表于 2018-11-16 09:52 | 显示全部楼层
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  1.  /* -2- Configure IO in output push-pull mode to drive external LEDs */
    

  2.   GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  3.   GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
    

  4.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    


  5. 

  6.   GPIO_InitStruct.Pin = LED1_PIN;
    

  7.   HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    

  8.   GPIO_InitStruct.Pin = LED2_PIN;
    

  9.   HAL_GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    

  10.   GPIO_InitStruct.Pin = LED3_PIN;
    

  11.   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。
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 楼主| 643757107 发表于 2018-11-16 09:53 | 显示全部楼层
另外上面的还可以使用逻辑位运算操作，只需要调用一次写入结构变量的函数就行了。
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zhuotuzi 发表于 2018-11-16 18:05 | 显示全部楼层
好深刻好有道理
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heisexingqisi 发表于 2018-11-18 14:14 | 显示全部楼层
设置端口为串口是调用哪个
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磨砂 发表于 2018-11-19 15:29 | 显示全部楼层
我还真没关心过 都是用cube直接生成了
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晓伍 发表于 2018-11-19 15:36 | 显示全部楼层
非常感谢分享
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八层楼 发表于 2018-11-19 16:37 | 显示全部楼层
楼主直接操作的寄存器？
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heimaojingzhang 发表于 2018-11-21 12:57 | 显示全部楼层
多看看手册吧还是
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wowu 发表于 2018-11-21 15:45 | 显示全部楼层
引脚复用的话 看手册就可以了
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