stm32专题八：端口复用及重映射
stm32有很多的外设，这些外设的引脚都是与GPIO引脚复用的。也就是说，一个GPIO，既可以当作普通的IO口（此时按照通用配置），也可以配置为外设引脚（此时配置为复用输出/输入），如串口USART，IIC，之前提到的MCO系统时钟监测引脚等，接下来专门介绍端口复用和重映射。
在stm32中文参考手册的第8章，有专门提到端口复用的章节如下
以下是关于复用功能的描述：
根据描述我们知道，在使用复用功能前，我们需要先配置对应的GPIO。具体配置的结构框图，也在“复用功能配置”中有说明。注意，在复用开漏模式下，读输入数据寄存器IDR可以得到IO口的状态，很明显，这在软件模拟IIC时，获得应答信号ACK非常有用。那么外设的GPIO具体应该怎么配置复用功能呢？在参考手册P110 8.1.11节有详细说明，所有外设的复用都能在这里查到。
比如，当我们需要使用USART1时，按照上述复用功能的描述，首先需要开启GPIO的时钟，然后要开启USART1的时钟，然后按照上表来对相应的GPIO引脚进行配置。USART1_TX的默认引脚为PA9，则PA9要配置为推挽复用输出，RX引脚为PA10，按上表应配置为浮空输入，代码如下：
// 使能GPIOA的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
// 使能USART1串口1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式PA9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);所以，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
以上时端口复用的内容。
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。
关于重映射的描述：
OSC32_IN和OSC32_OUT实际上就是连接外部低速晶振LSE（优先为LSE），也可以重映射为通用的GPIO口（PC14 PC15）。同理，OSC_IN和OSC_OUT连接HSE，可以重映射到PD0 PD1。
如串口USART1，下图所示。可以看到，REMAP=0（未开启重映射）即默认复用引脚为PA9 PA10，而当开启了重映射之后，TX和RX被重映射到PB6和PB7。重映射还有部分重映射（改变其中一些引脚分配）和完全重映射（改变所有引脚分配）。
重映射实际上操作的是AFIO_MAPR寄存器，具体如下：
可以看到，其中包含了JTAG-SWD，ADC，TIM，USART，IIC，SPI等外设的重映射。操作起来也很简单，只需要对相应的位置1，就完成了重映射，比如USART1
因此，重映射的过程分为：
- 使能GPIO端口时钟；
- 使能外设的时钟；
- 使能AFIO的时钟（AFIO也是一个外设）；
- 开启重映射，调用库函数GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);
GOIO重映射的函数GPIO_PinRemapConfig包含在stm32f10x_gpio.h中，我们可以很方便的实现重映射，其源码如下。可以看到，其实就是往MAPR中相应的位写1。
/**
* @brief Enables or disables the Event Output.
* @param NewState: new state of the Event output.
* This parameter can be: ENABLE or DISABLE.
* @retval None
*/
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
*(__IO uint32_t *) EVCR_EVOE_BB = (uint32_t)NewState;
}
/**
* @brief Changes the mapping of the specified pin.
* @param GPIO_Remap: selects the pin to remap.
* This parameter can be one of the following values:
* @arg GPIO_Remap_SPI1 : SPI1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_I2C1 : I2C1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_USART1 : USART1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_USART2 : USART2 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_PartialRemap_USART3 : USART3 Partial Alternate Function mapping
* @arg GPIO_FullRemap_USART3 : USART3 Full Alternate Function mapping
* @arg GPIO_PartialRemap_TIM1 : TIM1 Partial Alternate Function mapping
* @arg GPIO_FullRemap_TIM1 : TIM1 Full Alternate Function mapping
* @arg GPIO_PartialRemap1_TIM2 : TIM2 Partial1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_PartialRemap2_TIM2 : TIM2 Partial2 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_FullRemap_TIM2 : TIM2 Full Alternate Function mapping
* @arg GPIO_PartialRemap_TIM3 : TIM3 Partial Alternate Function mapping
* @arg GPIO_FullRemap_TIM3 : TIM3 Full Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_TIM4 : TIM4 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap1_CAN1 : CAN1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap2_CAN1 : CAN1 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_PD01 : PD01 Alternate Function mapping
* @arg GPIO_Remap_TIM5CH4_LSI : LSI connected to TIM5 Channel4 input capture for calibration
* @arg GPIO_Remap_ADC1_ETRGINJ : ADC1 External Trigger Injected Conversion remapping
* @arg GPIO_Remap_ADC1_ETRGREG : ADC1 External Trigger Regular Conversion remapping
* @arg GPIO_Remap_ADC2_ETRGINJ : ADC2 External Trigger Injected Conversion remapping
* @arg GPIO_Remap_ADC2_ETRGREG : ADC2 External Trigger Regular Conversion remapping
* @arg GPIO_Remap_ETH : Ethernet remapping (only for Connectivity line devices)
* @arg GPIO_Remap_CAN2 : CAN2 remapping (only for Connectivity line devices)
* @arg GPIO_Remap_SWJ_NoJTRST : Full SWJ Enabled (JTAG-DP + SW-DP) but without JTRST
* @arg GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable : JTAG-DP Disabled and SW-DP Enabled
* @arg GPIO_Remap_SWJ_Disable : Full SWJ Disabled (JTAG-DP + SW-DP)
* @arg GPIO_Remap_SPI3 : SPI3/I2S3 Alternate Function mapping (only for Connectivity line devices)
* When the SPI3/I2S3 is remapped using this function, the SWJ is configured
* to Full SWJ Enabled (JTAG-DP + SW-DP) but without JTRST.
* @arg GPIO_Remap_TIM2ITR1_PTP_SOF : Ethernet PTP output or USB OTG SOF (Start of Frame) connected
* to TIM2 Internal Trigger 1 for calibration (only for Connectivity line devices)
* If the GPIO_Remap_TIM2ITR1_PTP_SOF is enabled the TIM2 ITR1 is connected to
* Ethernet PTP output. When Reset TIM2 ITR1 is connected to USB OTG SOF output.
* @arg GPIO_Remap_PTP_PPS : Ethernet MAC PPS_PTS output on PB05 (only for Connectivity line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM15 : TIM15 Alternate Function mapping (only for Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM16 : TIM16 Alternate Function mapping (only for Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM17 : TIM17 Alternate Function mapping (only for Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_CEC : CEC Alternate Function mapping (only for Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM1_DMA : TIM1 DMA requests mapping (only for Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM9 : TIM9 Alternate Function mapping (only for XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM10 : TIM10 Alternate Function mapping (only for XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM11 : TIM11 Alternate Function mapping (only for XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM13 : TIM13 Alternate Function mapping (only for High density Value line and XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM14 : TIM14 Alternate Function mapping (only for High density Value line and XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_FSMC_NADV : FSMC_NADV Alternate Function mapping (only for High density Value line and XL-density devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM67_DAC_DMA : TIM6/TIM7 and DAC DMA requests remapping (only for High density Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_TIM12 : TIM12 Alternate Function mapping (only for High density Value line devices)
* @arg GPIO_Remap_MISC : Miscellaneous Remap (DMA2 Channel5 Position and DAC Trigger remapping,
* only for High density Value line devices)
* @param NewState: new state of the port pin remapping.
* This parameter can be: ENABLE or DISABLE.
* @retval None
*/
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
{
uint32_t tmp = 0x00, tmp1 = 0x00, tmpreg = 0x00, tmpmask = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_REMAP(GPIO_Remap));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
{
tmpreg = AFIO->MAPR2;
}
else
{
tmpreg = AFIO->MAPR;
}
tmpmask = (GPIO_Remap & DBGAFR_POSITION_MASK) >> 0x10;
tmp = GPIO_Remap & LSB_MASK;
if ((GPIO_Remap & (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK)) == (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK))
{
tmpreg &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
AFIO->MAPR &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
else if ((GPIO_Remap & DBGAFR_NUMBITS_MASK) == DBGAFR_NUMBITS_MASK)
{
tmp1 = ((uint32_t)0x03) << tmpmask;
tmpreg &= ~tmp1;
tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
else
{
tmpreg &= ~(tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
if (NewState != DISABLE)
{
tmpreg |= (tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
}
if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
{
AFIO->MAPR2 = tmpreg;
}
else
{
AFIO->MAPR = tmpreg;
}
}