gpio管腳的復(fù)用功能分析

　　General Purpose Input Output （通用輸入/輸出）簡稱為GPIO，或總線擴(kuò)展器，人們利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C、SMBus或SPI接口簡化了I/O口的擴(kuò)展。當(dāng)微控制器或芯片組沒有足夠的I/O端口，或當(dāng)系統(tǒng)需要采用遠(yuǎn)端串行通信或控制時(shí)，GPIO產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。

　　GPIO的優(yōu)點(diǎn)：

　　低功耗：GPIO具有更低的功率損耗（大約1μA，μC的工作電流則為100μA）。

　　集成IIC從機(jī)接口：GPIO內(nèi)置IIC從機(jī)接口，即使在待機(jī)模式下也能夠全速工作。

　　小封裝：GPIO器件提供最小的封裝尺寸 ― 3mm x 3mm QFN！

　　低成本：您不用為沒有使用的功能買單。

　　快速上市：不需要編寫額外的代碼、文檔，不需要任何維護(hù)工作。

　　靈活的燈光控制：內(nèi)置多路高分辨率的PWM輸出。

　　可預(yù)先確定響應(yīng)時(shí)間：縮短或確定外部事件與中斷之間的響應(yīng)時(shí)間。

　　更好的燈光效果：匹配的電流輸出確保均勻的顯示亮度。

　　布線簡單：僅需使用2條就可以組成IIC總線或3條組成SPI總線。

　　與ARM 的幾組GPIO引腳，功能相似，GPxCON 控制引腳功能，GPxDAT用于讀寫引腳數(shù)據(jù)。另外，GPxUP用于確定是否使用上拉電阻。 x為A，B，，H/J，

　　GPAUP沒有上拉電阻。

　　GPIO的確切作用：

　　----輸出值可寫（高=1，低=0）。一些芯片也可以選擇驅(qū)動這些值的方式，以便支持“線-或”或類似方案（開漏信號線）。

　　----輸入值可讀（1，0）。一些芯片支持輸出管腳回讀，這在線或的情況下非常有用（以支持雙向信號線）。GPIO控制器可能具有一個(gè)輸入防故障/防反跳邏輯，有時(shí)還會有軟件控制。

　　----輸入經(jīng)常被用作中斷信號，通常是邊沿觸發(fā)，但也有可能是電平觸發(fā)。這些中斷可以配置為系統(tǒng)喚醒事件，從而將系統(tǒng)從低功耗模式喚醒。

　　----一個(gè)GPIO經(jīng)常被配置為輸入/輸出雙向，根據(jù)不同的產(chǎn)品單板需求，但也存在單向的情況。

　　----大多是GPIO可以在獲取到spinlock自旋鎖時(shí)訪問，但那些通過串行總線訪問的通常不能如此操作（休眠的原因）。一些系統(tǒng)中會同時(shí)存在這兩種形式的GPIO。

　　----在一個(gè)給定單板上，每個(gè)GPIO用于一個(gè)特定的目的，如監(jiān)控MMC/SD卡的插入/移除，檢查卡寫保護(hù)狀態(tài)，驅(qū)動LED，配置發(fā)送器，串行總線位拆，觸發(fā)一個(gè)硬件看門狗，觸發(fā)一個(gè)開關(guān)之類的。

　　什么是管腳復(fù)用？

　　所謂的管腳復(fù)用，就是除第一功能外，增加了第二功能，如單片機(jī)89C51的P3 I/O口同時(shí)還為中斷管腳，主要為節(jié)約芯片面積。當(dāng)然在利用程序控制時(shí)是不會影響的

　　為何要有管腳復(fù)用？

　　當(dāng)：芯片上的引腳資源不夠用；芯片上，為了更高效率的利用引腳資源；就可能會出現(xiàn)引腳復(fù)用。物理上，同樣的一組引腳，pin腳；

　　可以被設(shè)置（通過軟件配置對應(yīng)的寄存器去控制）為不同的功能，這樣就可以實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)實(shí)際需要，在不同的情況下，使用同一組引腳，實(shí)現(xiàn)不同的功能，用于不同的功能。

　　GPIO管腳的復(fù)用功能重映：

　　1、復(fù)用功能：內(nèi)置外設(shè)是與I/O口共用引出管腳（不同的功能對應(yīng)同一管腳）STM32 所有內(nèi)置外設(shè)的外部引腳都是與標(biāo)準(zhǔn)GPIO引腳復(fù)用的，如果有多個(gè)復(fù)用功能模塊對應(yīng)同一個(gè)引腳，只能使能其中之一，其它模塊保持非使能狀態(tài)。

　　2、重映射功能：復(fù)用功能的引出腳可以通過重映射，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功能的引出腳位是可通過程序改變到其他的引腳上！

　　直接好處：PCB電路板的設(shè)計(jì)人員可以在需要的情況下，不必把某些信號在板上繞一大圈完成聯(lián)接，方便了PCB的設(shè)計(jì)同時(shí)潛在地減少了信號的交叉干擾。如：USART1：0： 沒有重映像（TX/PA9，RX/PA10）；1： 重映像（TX/PB6，RX/PB7）［0，1為一寄存器的bit值］

　　下述復(fù)用功能的引出腳具有重映射功能：

　　- 晶體振蕩器的引腳在不接晶體時(shí)，可以作為普通I/O口

　　- CAN模塊； - JTAG調(diào)試接口；- 大部分定時(shí)器的引出接口； - 大部分USART引出接口 - I2C1的引出接口； - SPI1的引出接口；

　　舉例：對于STM32F103VBT6，47引腳為PB10，它的復(fù)用功能是I2C2_SCL和 USART3_TX，表示在上電之后它的默認(rèn)功能為PB10，而I2C2的SCL和USART3的TX為它的復(fù)用功能；另外在TIM2的引腳重映射后，TIM2_CH3也成為這個(gè)引腳的復(fù)用功能。

　?。?）要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能，則需要配置47腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出，配置48腳為某種輸入模式，同時(shí)使能USART3并保持I2C2的非使能狀態(tài)。

　?。?）使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3，則需要對TIM2進(jìn)行重映射，然后再按復(fù)用功能的方式配置對應(yīng)引腳。

　　下面跟大家說一下STM32單片機(jī)的端口重映射，因?yàn)槭且宰约簽閷?shí)例。這里是以USART1的重映射為例：

　　STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設(shè)想I2C，ADC，ISP，USART等，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設(shè)基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復(fù)用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復(fù)用內(nèi)置的外設(shè)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(fù)用功能的引腳是可通過程序改變的。

　　以上是我在配置GPIO管腳PA9 PA10時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)的復(fù)用功能，

　　直到我添加了RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_AFIO，ENABLE）;這個(gè)函數(shù)才通。

　　重映射步驟為：

　　1.打開重映射時(shí)鐘和USART重映射后的I/O口引腳時(shí)鐘， RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA | 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_9;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init（GPIOA，&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(gè)小時(shí)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(jìn)步。不要眼高手低，嗯我正朝這個(gè)方向前進(jìn)。

　　最后總結(jié)一下：

　　簡單的說 STM32的io有3個(gè)功能一個(gè)是默認(rèn)的一個(gè)是復(fù)用一個(gè)是重映射功能（這個(gè)其實(shí)也屬于復(fù)用）

　　如果配置成復(fù)用則將使用第2個(gè)功能如果配置成復(fù)用同時(shí)相應(yīng)的重映射配置了則將使用第3個(gè)功能

　　通常一個(gè)口的復(fù)用+重映射有好多不止兩個(gè)這時(shí)候就看你使能哪個(gè)設(shè)備了（哪個(gè)被使能就用哪個(gè)）

　　開復(fù)用 + 使能設(shè)備+ 是否重映射就可以決定這個(gè)io口到底使用哪個(gè)功能 別忘了開啟USART1的外設(shè)時(shí)鐘。