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STM32的功能引腳重映射和復(fù)用功能

STM32中有很多內(nèi)置外設(shè)的輸入輸出引腳都具有重映射(remap)的功能，本文對(duì)一些在使用引腳重映射時(shí)所遇到的有關(guān)問(wèn)題加以說(shuō)明。

我們知道每個(gè)內(nèi)置外設(shè)都有若干個(gè)輸入輸出引腳，一般這些引腳的輸出腳位都是固定不變的，為了讓設(shè)計(jì)工程師可以更好地安排引腳的走向和功能，在STM32中引入了外設(shè)引腳重映射的概念，即一個(gè)外設(shè)的引腳除了具有默認(rèn)的腳位外，還可以通過(guò)設(shè)置重映射寄存器的方式，把這個(gè)外設(shè)的引腳映射到其它的腳位。下面是STM32F103xC中有關(guān)USART3引腳的摘要片段；

從這里可以看出，USART3_TX的默認(rèn)引出腳是PB10，USART3_RX的默認(rèn)引出腳是PB11；但經(jīng)過(guò)重映射后，可以變更USART3_TX的引出腳為PD8，變更USART3_RX的引出腳為PD9。

STM32中的很多內(nèi)置外設(shè)都具有重映射的功能，比如USART、定時(shí)器、CAN、SPI、I2C等，詳細(xì)請(qǐng)看STM32參考手冊(cè)(RM0008)和STM32數(shù)據(jù)手冊(cè)。

有些模塊(內(nèi)置外設(shè))的重映射功能還可以有多種選擇，下面是RM0008上有關(guān)USART3輸入輸出引腳的重映射功能表：

從這個(gè)表中可以看出，USART3的TX和RX引腳默認(rèn)的引出腳位是PB10和PB11，根據(jù)配置位的設(shè)置，可以重映射到PC10和PC11，還可以重映射到PD8和PD9。

一個(gè)模塊的功能引腳不管是從默認(rèn)的腳位引出還是從重映射的腳位引出，都要通過(guò)GPIO端口模塊實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的GPIO端口必須配置為輸入(對(duì)應(yīng)模塊的輸入功能，如USART的RX)或復(fù)用輸出(對(duì)應(yīng)模塊的輸出功能，如USART的TX)，對(duì)于輸出引腳，可以按照需要配置為推挽復(fù)用輸出或開(kāi)漏復(fù)用輸出。

上圖是STM32的GPIO端口模塊，使用復(fù)用功能時(shí)的配置。從圖中可以看出，配置為復(fù)用輸出時(shí)，該端口對(duì)應(yīng)的GPIO輸出功能將不起作用。例如當(dāng)配置PB10對(duì)應(yīng)的引腳為復(fù)用輸出功能時(shí)，操作PB10對(duì)應(yīng)的輸出寄存器將不影響引腳上的信號(hào)。

從圖中還可以看出，普通的GPIO端口輸入功能與復(fù)用的輸入功能的配置方式?jīng)]有分別，這意味著在使用引腳的復(fù)用輸入功能時(shí)，可以在這個(gè)引腳的輸入寄存器上讀出引腳上的信號(hào)。例如在使能了USART3模塊時(shí)，可以讀GPIOB_IDR寄存器，得到PB11信號(hào)線上的當(dāng)前狀態(tài)。

有不少引腳上配備了來(lái)自多個(gè)模塊的復(fù)用功能引出腳，例如本文第一張圖中顯示的PB10，默認(rèn)復(fù)用功能就有I2C2_SCL和USART3_TX兩個(gè)功能，TIM2重映射后，TIM2_CH3也使用PB10的復(fù)用功能。

在使用引腳的復(fù)用功能時(shí)，需要注意在軟件上只可以使能一個(gè)外設(shè)模塊，否則在引出腳上可能產(chǎn)生信號(hào)沖突。例如，如果使能了USART3模塊，同時(shí)沒(méi)有對(duì)USART3進(jìn)行重映射配置，則不可以使能I2C2模塊；同理如果需要使用I2C2模塊，則不能使能USART3模塊。但是如果配置了USART3的引腳重映射，USART3的TX和RX信號(hào)將從PC10和PC11，或PD8和PD9引出，避開(kāi)了I2C2使用的PB10和PB11，這時(shí)就可以同時(shí)使用I2C2模塊和USART3模塊了。

USART3模塊共有5個(gè)信號(hào)，分別為T(mén)X、RX、CK、CTS和RTS，從上面給出的第二張圖中可以看出，重映射是對(duì)所有信號(hào)同時(shí)有效。

這5個(gè)信號(hào)中，在使能了USART3模塊后，只有TX和RX是始終與對(duì)應(yīng)的引出腳相連，而其它3個(gè)信號(hào)分別有獨(dú)立的控制位，控制它們是否與外部引腳相連，如果程序中不使用某個(gè)信號(hào)的功能，則可以關(guān)閉這個(gè)信號(hào)的功能，對(duì)應(yīng)的引腳可以做為其它功能的引出腳。例如，當(dāng)關(guān)閉了USART3的CK、CTS和RTS功能并且沒(méi)有重映射USART3時(shí)，PB12、PB13和PB14可以作為通用輸入輸出端口使用，也可以作為其它模塊的復(fù)用功能引出腳。

下面這張圖是一個(gè)內(nèi)部控制連接的等效示意圖，它并不表示真正的內(nèi)部連接，但可以有效地幫助理解重映射和復(fù)用引腳的概念。圖中右邊引出的信號(hào)，分別連接到了本文第三張圖的輸入輸出模塊。