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標題: STM32 GPIO復用功能之畫龍點睛 [打印本頁]

作者: xuwei 時間: 2015-6-13 21:10
標題: STM32 GPIO復用功能之畫龍點睛
最近在學習STM32，在BZ上一篇關(guān)于的串口通信文章里有這么一段代碼：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

當初是參考開發(fā)的里子寫的一直對GPIOD或上“RCC_APB2Periph_AFIO”這句話的意思沒搞懂，通過這幾天在網(wǎng)上查找資料和看手冊，終于高清楚了，不敢獨享，希望能對跟我一樣的新手有所幫助吧o(∩_∩)o...

STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設想I2C,ADC,ISP,USART等，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復用內(nèi)置的外設的I/O引腳可以通過重映射功能，從不同的I/O管腳引出，即復用功能的引腳是可通過程序改變的。知道了這些我們就不難理解上面代碼的意思了，程序中用到的USART2外設的TX，RX分別對應PA2，PA3，但是我的學習板上的PA2,PA3引腳接了其他設備，但是為了還要用USART2，“RCC_APB2Periph_GPIOD |RCC_APB2Periph_AFIO”就打開了GPIOD重映射功能把USART2設備的TX，RX映射到PD5,PD6上，我們在這兩個引腳上接上MAX232串口芯片就可以使用USART2串口通信了。那為看官該問：“USART2是不是可以映射到任意管腳呢？”答案是否定的，它只能映射到固定的管腳，下圖是USART2重映射表

其他外設的重映射可以參考STM32100X手冊。

為了節(jié)省IO資源單片機會在一個IO上復用很多功能，一般的單片機用到一個功能后就能再用兩外復用的功能了，這就體現(xiàn)出了STM32 GPIO的強大功能了，我們用重映射的方法把其中一個外設映射到其他IO腳上，這樣就可以充分利用片內(nèi)資源！

也許你以為IO和AFIO是很簡單的，事實上有幾個誤區(qū)可能很多人都沒注意過，當你只用現(xiàn)成的開發(fā)板來學習的時候，別人已經(jīng)幫你做好了資源分配，所有的外設功能學習都是照著別人給你的例程去做的，這才沒讓你覺得奇怪。
先問自己一個問題：STM32中，USART2和TIM2是共用相同IO的，你如何決定這幾個IO到底是做USART2還是做TIM2呢？如果你要同時使用USART2和TIM2，該怎么辦？
1、不是說使用了IO的復用功能就一定要啟動RCC_APB2Periph_AFIO的Clock的,參考下圖

只有使用了AFIO的事件控制寄存器、AFIO的重映射功能以及外部中斷(EXTI)控制寄存器才需要開啟AFIO的時鐘，STM32參考手冊從來沒說過使用IO的復用功能就一定要開啟AFIO時鐘，這是個誤區(qū)。
例如下面的，最常用的USART1，如果你的板子上，默認用的就是PA9和PA10這兩個IO作為USART1的TX和TX，那么也就是沒有重映射，No Remap，這種情況下根本不需要開啟AFIO時鐘，只要開啟USART1的外設時鐘就行了。這個實驗很簡單，自己試試就知道了。

2、從上面的圖你可以看到，原來USART1是可以放在PB6和PB7上面的，只不過幾乎所有的原理圖封裝中都不會在PB6和PB7的復用功能上標出它可以當USART1用，畢竟這種重映射的情況太多，幾乎所有外設都可以重映射，每個都標出來會非常混亂。
STM32中，USART2的CTS、RTS、TX、RX和TIM2的CH1~CH4都在PA0～PA3上面，具體要如何選擇這兩個功能呢？
如果要使用USART2，就開始USART2的外設時鐘，如果要使用TIM2，就開啟TIM2的外設時鐘，如果你同時開啟，我也不知道會怎么樣，你可以自己試試，我覺得應該是兩個都不能用。如果你一定要在PA0~PA3上使用這兩個功能，只能是時分復用。
正確的同時使用USART2和TIM2，應該是使用上面提到的AFIO_Remap寄存器，將其中的一個重映射到其他IO上去，當然這樣其他IO的本身的復用功能你就不能開啟了。

回到前面的問題，如果你不做Remap，你根本不可能同時在PA0~PA3上同時使用這兩個外設，現(xiàn)在你的方案有兩種：
一、保留USART2在PA口上，將TIM2完全重映射(Full Remap)到其他IO上，或者，如果你不用RTS和CTS的硬件流控制，PA0(CTS)和PA1(RTS)上對應的CH1和CH2是可以不用重映射的，只需要將Bit9：8改成10，也就是將CH3和CH4部分重映射到PB10和PB11上去，而CH1和CH2繼續(xù)保留在PA0和PA1上。但這種情況下，PB10和PB11上的I2C2和USART3就不能用了。
二、保留TIM2在PA口，將USART2重映射到PD口上，很明顯，當TIM2完全不重映射時，USART2必須的信號線只有Clock不受影響，這種情況下也沒有部分映射可言了，必須將USART2完全重映射到PD3～PD7上，同樣的，這種情況下FSMC就不能用了。

STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設想I2C,ADC,ISP,USART等，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復用內(nèi)置的外設的I/O引腳可以通過重映射功能，從不同的I/O管腳引出，即復用功能的引腳是可通過程序改變的.讀到這里相信大家都應該了解了端口重映射的一些概念了.原理上的東西不細說了,大家可以看手冊或者網(wǎng)上查,這方面的資料還是很多的.下面說說我的調(diào)試經(jīng)歷.
上面說過,我用的CPU是STM32F103VCT6 ,說到這兒跟大家提一個小插曲.當時在老板讓我換方案也就是CPU時,只說用VC的CPU,讓我把要買的CPU告訴負責買器件的人,由于我是第一次做,所以傻乎乎的寫了張紙給了對方.內(nèi)容是"STM32F103VC 10PCS"對方看了一眼就給我退了回來并加一句"型號不對,沒寫全".我沒明白,便也不好繼續(xù)問白癡問題,所以跑網(wǎng)上查,原來光這個CPU就不止一種.我們選用的是T6也就是LQFP封裝的工作環(huán)境為-40C -- 80C.所以說大家以后小心點兒 ..言規(guī)正傳.不知道是什么原因 PCB制圖時把串口接到USART1上了,當時也沒在意,等我把USART測試程序?qū)懞脽M去硬件仿真時,串口給的是亂碼,我當時就覺得奇怪.把程序檢查了好幾遍就是查不出問題來,以為是硬件有問題,但突然想到了STM有復用功能,心想會不會是這里有鬼?于是找來datasheet 一看 ,真相大白

三個紅框交匯處.STM32F103VCT6 這個CPU的USART1接的是PB6/PB7 但是上電初始化后默認功能并非是USART1.所以想要用串口功能 .必須用端口重映射..
大家知道,STM32的單片機每個功能模塊有自己的時鐘系統(tǒng),所以要想要調(diào)用STM32單片機的功能模塊時必須先配置對應時鐘,然后才能去操作相應的功能模塊.端口重映射也一樣.如圖示:

重映射步驟為:
1.打開重映射時鐘和USART重映射后的I/O口引腳時鐘,
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
2.I/O口重映射開啟.
                  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);
3.配制重映射引腳, 這里只需配置重映射后的I/O,原來的不需要去配置.
                           GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
                           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
                           GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
                           GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

                           GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
                           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
                           GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
   只需要這三步,串口就可以正常使用了,簡單吧?  但是我糾結(jié)了大半個小時才搞定的,好多事情都是說起來容易做起來難的,希望我以后多多進步.不要眼高手低,嗯我正朝這個方向前進.

以上內(nèi)容，是在網(wǎng)上找到對AFIO解釋最為詳細的。感謝作者！！！

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