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《STM32F4中文参考手册V10》-第7章I/O 引脚复用器和映射(GPIO和AFIO)

I/O 引脚复用器和映射

微控制器 I/O 引脚通过一个复用器连接到板载外设/模块，该复用器一次仅允许一个外设的复用功能 (AF) 连接到 I/O 引脚。这可以确保共用同一个 I/O 引脚的外设之间不会发生冲突。
每个 I/O 引脚都有一个复用器，该复用器采用 16 路复用功能输入（AF0 到 AF15），可通过GPIOx_AFRL（针对引脚 0 到 7）和 GPIOx_AFRH（针对引脚 8 到 15）寄存器对这些输入
进行配置：
● 完成复位后，所有 I/O 都会连接到系统的复用功能 0 (AF0)。
● 外设的复用功能映射到 AF1 至 AF13。
● Cortex™-M4F EVENTOUT 映射到 AF15。

比如说，STM32的串口1的引脚对应的I/O位PA9、PA10。而PA9、PA10默认的功能都是GPIO，所以说当PA9、PA10引脚作为串口1使用的时候就是端口复用。

要将 I/O 配制成所需功能，请按照以下步骤操作：
1. 系统功能
将 I/O 连接到 AF0，然后根据所用功能进行配置：
— JTAG/SWD：在各器件复位后，会将这些引脚指定为专用引脚，可供片上调试模块立即使用（不受 GPIO 控制器控制）。
— RTC_REFIN：此引脚应配置为输入浮空模式。
— MCO1 和 MCO2：这些引脚必须配置为复用功能模式。
注意： 可禁止部分或全部 JTAG/SWD 引脚，以释放相关联的引脚供 GPIO 使用。
2. GPIO
在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为输出或输入。
3. 外设复用功能
对于 ADC 和 DAC，在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为模拟通道。
对于其它外设：
— 在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为复用功能
— 通过 GPIOx_OTYPER、GPIOx_PUPDR 和 GPIOx_OSPEEDER 寄存器，分别选择类型、上拉/下拉以及输出速度。
— 在 GPIOx_AFRL 或 GPIOx_AFRH 寄存器中，将 I/O 连接到所需 AFx
4. EVENTOUT
配置用于输出 Cortex™-M4F EVENTOUT 信号的 I/O 引脚（通过将其连接到 AF15）
注意： EVENTOUT 不会映射到以下 I/O 引脚： PC13 、 PC14 、 PC15 、 PH0 、 PH1 和 PI8 。有关系统和外设的复用功能 I/O 引脚映射的详细信息，请参见数据手册中的“复用功能映射”表。

端口复用初始化步骤

接下来看一下端口复用初始化过程的步骤，拿串口1为例：

1、GPIO端口时钟使能。要使用到端口复用，首先是要使能端口的时钟了；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

2、复用的外设时钟使能。比如要将PA9、PA10引脚复用成串口，必须也要使能串口时钟；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

**3、端口模式配置。在I/O复用位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的模式怎么设置，可以查看手册《STM32F4中文参考手册》。这里拿USART1为例，进行配置，要配置全双工的串口1，TX引脚需要推挽复用输出，RX引脚需要浮空输入或者上拉输入；

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9//复用推挽输出
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);
  
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10 PA.10 浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

总而言之，使用复用功能的时候至少要使能2时钟：GPIO时钟使能、复用的外设时钟使能。同时还要初始化GPIO以及复用外设功能（端口模式配置）。

i/o端口重映射

端口重映射的定义

为了使不同的器件封装的外设I/O功能数量达到最优，可以把一些复用功能重新映射到其他的引脚上。STM32中有许多的内置外设的输入、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之外，还可以通过设定重映射寄存器的方式把这个外设的引脚映射到其他的端口。

简单讲，就是把引脚的外设功能映射到其他的引脚上，但不是可以随便映射的，具体的对应关系参考《STM32F407数据手册》。
这里同样用串口1为例来说明。

可以看出，我们可以将串口1重映射到PB6、PB7引脚上。

i/o端口重映射初始化步骤
接下来看一下端口重映射初始化过程的步骤，拿串口1为例，除了之前使能复用功能的2个时钟之外，还需要使能AFIO功能时钟，然后调用重映射函数：
1、GPIO端口时钟使能。要使用到端口复用，首先是要使能端口的时钟了；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

2、复用的外设时钟使能。比如要将PB6、PB7引脚复用成串口，必须也要使能串口时钟；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

3、使能AFIO时钟。重映射必须使能AFIO时钟；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

4、开启重映射；

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);

这样，就将串口1的TX和RX引脚映射到PB6、PB7引脚上面了。至于哪些功能可以重映射，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的值。

#define GPIO_Remap_SPI1             ((uint32_t)0x00000001)  /*!< SPI1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_Remap_I2C1             ((uint32_t)0x00000002)  /*!< I2C1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_Remap_USART1           ((uint32_t)0x00000004)  /*!< USART1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_Remap_USART2           ((uint32_t)0x00000008)  /*!< USART2 Alternate Function mapping */
#define GPIO_PartialRemap_USART3    ((uint32_t)0x00140010)  /*!< USART3 Partial Alternate Function mapping */
#define GPIO_FullRemap_USART3       ((uint32_t)0x00140030)  /*!< USART3 Full Alternate Function mapping */
#define GPIO_PartialRemap_TIM1      ((uint32_t)0x00160040)  /*!< TIM1 Partial Alternate Function mapping */
#define GPIO_FullRemap_TIM1         ((uint32_t)0x001600C0)  /*!< TIM1 Full Alternate Function mapping */
#define GPIO_PartialRemap1_TIM2     ((uint32_t)0x00180100)  /*!< TIM2 Partial1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_PartialRemap2_TIM2     ((uint32_t)0x00180200)  /*!< TIM2 Partial2 Alternate Function mapping */
#define GPIO_FullRemap_TIM2         ((uint32_t)0x00180300)  /*!< TIM2 Full Alternate Function mapping */
#define GPIO_PartialRemap_TIM3      ((uint32_t)0x001A0800)  /*!< TIM3 Partial Alternate Function mapping */
#define GPIO_FullRemap_TIM3         ((uint32_t)0x001A0C00)  /*!< TIM3 Full Alternate Function mapping */

可以看出，USART1只有一种重映射，而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引脚和默认的是一样的，完全重映射就是所有引脚都映射到了新的引脚。可以查看《STM32F4中文参考手册》查看部分重映射和完全重映射的内容。而在之前最后开启重映射的函数中，根据第一个参数，来确定是部分重映射还是全部重映射。