代码收藏家技术教程 2023-12-29

端口复用和重映射原理及应用解析

一、端口复用

（1）端口复用概念

端口复用是将一个I/O赋予多个功能，通过设置I/O的工作模式来切换不同的功能。

STM32有很多的内置外设，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。

例如串口1的发送接收引脚是PA9,PA10，当我们把PA9,PA10不用作GPIO，而用做复用功能串口1的发送接收引脚的时候，叫端口复用。

（2）端口复用设置步骤

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。
复用端口初始化有几个步骤：

1） 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);

2） 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);

3） 端口模式配置。 在 IO 复用位内置外设功能引脚的时候，必须设置 GPIO 端口的模式
    //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);

二、重映射

（1）重映射概念

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。

（2）AFIO重映射的操作步骤：

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：

1）使能 GPIOB 时钟：
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
2）使能串口 1 时钟：
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
3）使能 AFIO 时钟：
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
4）开启重映射：
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);

这样就将串口的 TX 和 RX 重映射到管脚 PB6 和 PB7 上面了。

（3）AFIO 是什么？AFIO 时钟什么时候需要开启？

我们从《STM32中文参考手册_V10》中找到：对寄存器 AFIO_EVCR、AFIO_MAPR 和 AFIO_EXTICRX 进行读写操作前，应当首先打开 AFIO 的时钟（设置 APB2 外设时钟使能寄存器 RCC_APB2ENR）。也就是说：当你需要配置 AFIO 这些寄存器的时候，需要把RCC_APB2ENR 寄存器的 AFIO 位置‘1’打开 AFIO 时钟。
　　跟 AFIO 相关的寄存器有：
　　1、事件控制寄存器（AFIO_EVCR）
　　2、 复用重映射和调试I/O 配置寄存器（AFIO_MAPR）
　　3、 外部中断配置寄存器1（AFIO_EXTICR1）
　　4、外部中断配置寄存器2（AFIO_EXTICR2）
　　5、外部中断配置寄存器3（AFIO_EXTICR3）
　　6、外部中断配置寄存器4（AFIO_EXTICR4）
　　看看这些寄存器的定义，我们就明白，这些寄存器是用于“事件控制”、“重映射”、“调试IO配置”、“外部中断”的。例如 AFIO_EXTICRX 用于选择 EXTIx 外部中断的输入源。
　　总结：当我们需要配置这些 AFIO 寄存器的时候，就需要打开 RCC_APB2ENR 寄存器的 AFIO 时钟，而不是用到引脚复用功能的时候打开。

（4）部分重映射 & 完全重映射

a）部分重映射：功能外设的部分引脚重新映射，还有一部分引脚是原来的默认引脚。

b）完全重映射：功能外设的所有引脚都重新映射。

例如：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);