?stm32的引腳有兩種用途

stm32的引腳有兩種用途：GPIO（general purpose io）和AFIO（alternate function io）

對于一些引腳（視芯片而定），這兩種用途都沒有，如在64腳產(chǎn)品中，OSC_IN/OSC_OUT與作為GPIO端口的PD0/PD1共用一樣的引腳，而在100、144引腳產(chǎn)品中，這四個功能各有引腳與之對應(yīng)，不互相沖突，所以O(shè)SC_IN/OSC_OUT既不作GPIO也不作AFIO，當(dāng)然，這樣的引腳不是討論重點。

1、引腳的配置

不論是作GPIO還是做AFIO，都要對引腳進行配置。在固件庫函數(shù)中，用GPIO_Init()函數(shù)對引腳進行配置，并不是說這個函數(shù)帶了“GPIO”字樣就是要當(dāng)做GPIO來用，而是把它納入GPIO的范疇來討論。

所謂配置，就是引腳上的片上資源連接方式，如上拉電阻、密特觸發(fā)等等。關(guān)于配置的問題，請見http://www.cnblogs.com/king-77024128/articles/1999395.html?1?3。理解了配置，也就能明白配置與模式的區(qū)別。

特別得，在下文中將會專門討論一下輸出配置中的推挽與開漏。

2、復(fù)用功能

復(fù)用功能有兩種：沒有重映像、重映像（包括部分重映像、完全重映像），使用引腳用作AFIO功能，同樣需要對其進行配置。

這三句話來自參考手冊，但我對第一句和注意有疑問，第三節(jié)講。如果把端口配置成復(fù)用輸出功能，則引腳和輸出寄存器斷開，并和片上外設(shè)的輸出信號連接。輸入配置則與GPIO沒有區(qū)別。

為什么輸出模式有專門的復(fù)用模式而輸入則沒有呢。因為輸出是由芯片內(nèi)部電路驅(qū)動的，必須選擇這個驅(qū)動來自哪一個外設(shè)，是GPIO還是復(fù)用此管腳的其他外設(shè)，也就是選擇該管腳在內(nèi)部是與哪個外設(shè)相連的，不說明這個就會發(fā)生信號的錯亂。而輸入則不同了，輸入信號是由芯片外的信號驅(qū)動的，雖然該信號進入芯片內(nèi)部后可能有不同的去向，但不需要對此進行配置，因為不會發(fā)生信號的沖突，最壞的情況就是多驅(qū)動了個寄存器而已。事實上，當(dāng)將引腳作為GPIO輸入時，相應(yīng)的AFIO外設(shè)是處在關(guān)閉的狀態(tài)，并不會耗電；當(dāng)引腳作為AFIO的輸入時，可能GPIO是讀不進來的，這是我猜的，沒有驗證，能不能讀進來無所謂的，不必糾結(jié)于此。

若選擇了復(fù)用，則默認是沒有重映像的，可以直接使用外設(shè)，不需要再軟件做設(shè)置。

但若要重映射，則需要簡單設(shè)置一下，

先要配置重映射后對應(yīng)的管腳，可參看參考手冊或數(shù)據(jù)手冊引腳定義章節(jié)，開AFIO時鐘，使能重映射。例如重映射USART1，全部代碼如下：

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); 

  /*對寄存器AFIO_EVCR,AFIO_MAPR和AFIO_EXTICRX進行讀寫操作前，即重映射和選擇外部中斷線前，應(yīng)當(dāng)首先打開AFIO的時鐘*/

  /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */

  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);

  /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);

這就完成了IO口的配置和重映射，下邊再配置相關(guān)的外設(shè)（USART1）就可以使用了。

外部中斷線也是可以映射的，并且需要開AFIO時鐘，不用GPIO_PinRemap函數(shù)，用GPIO_EXTILineConfig重映射引腳到中斷線。其實與其說是映射，不如說是選擇，選擇引腳連接到外部中斷線。

重映射不是任意的，只能重映射到指定的管腳。

3、關(guān)于第二節(jié)講到那個疑問，為甚么不能配置成模擬輸入？模擬輸入與浮空什么區(qū)別？

答案是可以配置成模擬輸入，官方3.5版固件庫例子和alientek例程都是將ADC輸入引腳配置成GPIO_Mode_AIN

那么配置成浮空行么，還能ADC么？

     //例程

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

     //修改

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

實驗證明，這兩種配置都能實現(xiàn)ADC。那么USART的Tx應(yīng)配置成GPIO_Mode_IN_FLOATING，如果配置成GPIO_Mode_AIN，還能接受數(shù)據(jù)么？金牛板實驗結(jié)果是不能，ST不我欺也?？傊?/p>

可以將引腳配置成模擬輸入，使用相應(yīng)的復(fù)用功能；

浮空與模擬這兩種配置是不同的。

關(guān)于第二節(jié)里那個“注意“，我也不知道是什么意思。我猜測是這樣的：打開某外設(shè)，這個外設(shè)將某引腳當(dāng)做輸入，我們偏偏把這個引腳配置為GPIO輸出，這樣可以操作GPIO來”欺騙“這個外設(shè)，這種用法應(yīng)該是很微妙的。

4、推挽與開漏

不僅僅stm32有這種配置，實際上，這兩種已經(jīng)廣泛應(yīng)用在很多場合。

推挽，又叫做推拉，是個很形象的名字，一般是指兩個三極管（MOS管）分別受兩互補信號（或者一個信號，但是用互補對管）的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止，這樣的電路被稱為推挽式（互補式）：

這種電路在放大中通常被用作輸出級，在STM32中，推挽配置就是這種，如圖：

在相應(yīng)位置1時，P-MOS導(dǎo)，通N-MOS截止，輸出電壓為VDD；在相應(yīng)位置0時，N-MOS導(dǎo)通，P-MOS截止，輸出電壓為VSS，這就是所謂的推挽。是比較簡單的。

而所謂的開漏（對三極管而言是開集，一樣的原理），則要巧妙一些。所謂開漏電路概念中提到的“漏”就是指MOS FET的漏極。同理，開集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開漏電路就是指以MOS FET的漏極為輸出的電路。一般的用法是會在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開漏電路應(yīng)該由開漏器件和開漏上拉電阻組成。

對于stm32，開漏就是失能了P-MOS，這樣，當(dāng)相應(yīng)位置1時，引腳實際上是處在了浮空的狀態(tài)，而通過外接的上拉電阻，將其拉高。

這么做有如下的好處：

1、可以將多個開漏輸出的引腳，連接到一條線上。形成“與邏輯”關(guān)系。當(dāng)多個引腳任意一個變低后，開漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。在我的文章“stm32模擬iic——引腳配置、代碼”中，還會提到這個問題。
2、 可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。想想當(dāng)初認為stm32輸出3.3v電壓帶不動IRF540，就直接斷定要重新選型，是錯誤的想法，只要將推挽輸出變?yōu)殚_漏，再加上上拉到5v的電阻，就能解決這個問題。

順便一提，上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小。反之亦然。