STM32 GPIO复用功能与设置

时间:2022-05-07 17:49:59

GPOIO可作为I2C,SPI,USART等通讯接口,这就是所谓的复用功能(alternate function output)。

GPIO的复用功能由AFRL及AFRH两个寄存器来设定(因为Cortex Mx为32位CPU,所以每个寄存器有32bits可供控制)。

STM32针对每个接口pin设计了16种复用功能(AF0~AF15),因为每个pin占用4个bits,所以每个寄存器管理8个pins(AFRL:0~7,AFRH:8~15)。如下图所示:

STM32 GPIO复用功能与设置

STM32 GPIO复用功能与设置

STM32 GPIO复用功能与设置

STM32 GPIO复用功能与设置

每个pin只能设定一种复用功能,当系统reset之后,所有的复用功能都复位为AF0(也就是系统的初始功能)。

哪些port(GPIOx,x=A~K),pin与寄存器状态(AF0~15)对应哪些功能,可参考datasheets内的Alternate function mapping。

下面设置复用功能:

1.首先需要enable外设所对应的时钟(外设功能,如USART)与所用pin所对应的时钟(例如GPIOA.9,GPIOA.10)。这样,外设功能和pin才能在cpu控制下在正确的事件做正确的事情。

USART的时钟为APB2,而GPIOA.9,GPIO.10为AHB2,USART用哪个时钟,可参看STM32用户手册内有关clock register(RCC)章节,可搜索USART找到。

因此用以下两个函数enable对应的时钟:

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //enable GPIOA clock   //
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);   //enable USART1 clock//

官方提供五个用来enable GPIO和外设clock的函数:

void        RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState); 
void        RCC_AHB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB2Periph, FunctionalState NewState); 
void        RCC_AHB3PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB3Periph, FunctionalState NewState); 
void        RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState); 
void        RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);

到目前为止可知,APB用于外设,AHB用于GPIO,其中AHB频率大于APB频率,有错再改。

2.初始化GPIO,这里要记得配置复用功能:

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;   
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz 
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化 PA9,PA10

3.配置GPIOx_AFRL或GPIOx_AFRH寄存器,将IO指定到所要功能对应的AFx,可用官方提供的函数GPIO_PinAFConfig达到目的。

/*PA9 指定为AF7,复用为USART1_TX */
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); 

/* PA10 指定为AF7,复用为USART1_RX*/
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); 
这些格式是官方约定的,必须按照规定填写,而不能随意填写。

第一个参数为port组,GPIOx(x=A~K)

第二个参数为pin,GPIO_PinSourcey(y=0~15),这里不用管AFRL或AFRH,官方函数会处理。

第三个参数,官方定义为:

#define IS_GPIO_AF(AF) 
             (((AF) == GPIO_AF_RTC_50Hz) ||((AF) == GPIO_AF_TIM14)      || \
             ((AF) == GPIO_AF_MCO)          || ((AF) == GPIO_AF_TAMPER)    || \
             ((AF) == GPIO_AF_SWJ)          || ((AF) == GPIO_AF_TRACE)        || \
             ((AF) == GPIO_AF_TIM1)        || ((AF) == GPIO_AF_TIM2)          || \
             ((AF) == GPIO_AF_TIM3)        || ((AF) == GPIO_AF_TIM4)          || \
             ((AF) == GPIO_AF_TIM5)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM8)        || \
             ((AF) == GPIO_AF_I2C1)            || ((AF) == GPIO_AF_I2C2)        || \
             ((AF) == GPIO_AF_I2C3)            || ((AF) == GPIO_AF_SPI1)        || \
             ((AF) == GPIO_AF_SPI2)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM13)      || \
             ((AF) == GPIO_AF_SPI3)            || ((AF) == GPIO_AF_TIM14)      || \
             ((AF) == GPIO_AF_USART1)      || ((AF) == GPIO_AF_USART2) || \
             ((AF) == GPIO_AF_USART3)      || ((AF) == GPIO_AF_UART4)      || \
             ((AF) == GPIO_AF_UART5)        || ((AF) == GPIO_AF_USART6)    || \
             ((AF) == GPIO_AF_CAN1)          || ((AF) == GPIO_AF_CAN2)        || \
             ((AF) == GPIO_AF_OTG_FS)        || ((AF) == GPIO_AF_OTG_HS)    || \
             ((AF) == GPIO_AF_ETH)          || ((AF) == GPIO_AF_OTG_HS_FS) || \
             ((AF) == GPIO_AF_SDIO)        || ((AF) == GPIO_AF_DCMI)            || \
             ((AF) == GPIO_AF_EVENTOUT)  || ((AF) == GPIO_AF_FSMC)) 


参考网址