STM32学习笔记--端口复用&重映射

目录:

  • 一、端口复用
  • 二、端口重映射

一、端口复用

  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。可通过芯片参考手册查询哪些引脚可以复用。
端口复用设置步骤:
  以STM32F103ZET6为例,STM32F103ZET6 有 5 个串口,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。
在这里插入图片描述
  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,至于在复用功能下 GPIO 的模式是怎么对应的,这个可以查看芯片参考手册,这里以Usart1 为例:
STM32学习笔记--端口复用&重映射_第1张图片
  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。

//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); 

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

二、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,具体对应关系可参考芯片手册。
  以串口 1 为例:
在这里插入图片描述
  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。至于有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,这里我们截取一小部分:

#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)

  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。可以查看芯片手册中的 USART3 重映射表:
STM32学习笔记--端口复用&重映射_第2张图片
  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。完全重映射的时候就是将这两个脚重新映射到 PD11 和 PD12 上去。要使用 USART3 的部分重映射,调用函数方法为:

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_USART3, ENABLE);

补充:
  在设置重映射的时候需要使能AFIO时钟,但是哪些情况需要开启AFIO辅助功能时钟呢?
  对寄存器AFIO_MAPR,AFIO_EXTICRX和AFIO_EVCR进行读写操作前,应当首先打开AFIO时钟。
⚫ AFIO_MAPR:配置复用功能重映射
⚫ AFIO_EXTICRX:配置外部中断线映射
⚫ AFIO_EVCR: 配置EVENTOUT事件输出

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