2021年10月20日 | 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)