第3章GPIO和AFIO-2-本章目標(biāo)理解GPIO的不同功能模式掌握GPIO配置方法掌握GPIO庫函數(shù)使用理解復(fù)用功能AFIO掌握復(fù)用功能IO重映射掌握AFIO庫函數(shù)的使用-3-通用IO和復(fù)用功能

GPIO（GeneralPurposeInputOutput，通用輸入輸出接口）是MCU與外部電路和設(shè)備連接的基本外設(shè)。也就是常說的端口或管腳。AFIO（AlternateFuctionIO，復(fù)用功能IO）是指某些GPIO除了通用功能外還可以設(shè)置為一些外設(shè)專用的功能STM32F107有80個GPIO端口，其中的一些還可以把復(fù)用功能重新映射到其他引腳，以實現(xiàn)優(yōu)化管腳數(shù)目和配置目的。GPIO、AFIO和重映射，分別是一個端口的三個層次。-4-通用IO和復(fù)用功能--GPIO概述

STM32F107有GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD和GPIOE五個16位通用接口，每個GPIO端口有16個口線對應(yīng)16個管腳。GPIO端口的每個位可以根據(jù)不同的功能，由軟件分別配置成八種模式：輸入浮空：用于不確定高低電平的輸入。輸入上拉：用于默認(rèn)為上拉至高電平的輸入。輸入下拉：用于默認(rèn)為下拉至低電平的輸入。模擬輸入：用于模擬量的輸入。開漏輸出：用于實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和線與功能的輸出。推挽式輸出：用于較大功率驅(qū)動的輸出。推挽式復(fù)用功能：復(fù)用功能情況下的推挽輸出。開漏復(fù)用功能：復(fù)用功能情況下的開漏輸出。-5-通用IO和復(fù)用功能--GPIO概述

-6-通用IO和復(fù)用功能--GPIO概述

STM32F107的GPIO的特點如下：復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式。所有GPIO引腳有一個內(nèi)部弱上拉和弱下拉，當(dāng)配置為輸入時，它們可以被激活也可以被斷開?？梢砸酝仆炷Ｊ交蜷_漏模式使用輸出驅(qū)動器。當(dāng)作為輸出配置時，寫到輸出數(shù)據(jù)寄存器上的值（GPIOx_ODR）輸出到相應(yīng)的I/O引腳。輸入數(shù)據(jù)寄存器（GPIOx_IDR）在每個APB2時鐘周期捕捉I/O引腳上的數(shù)據(jù)。每個GPIO都可以作為外部中斷/喚醒線。-7-通用IO和復(fù)用功能--輸入功能

GPIO作為輸入時的結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)I/O端口配置為輸入時：輸出緩沖器被禁止。施密特觸發(fā)輸入被激活。根據(jù)輸入配置(上拉，下拉或浮動)的不同，弱上拉和下拉電阻被連接。出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個APB2時鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器。對輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問可得到I/O狀態(tài)。-8-通用IO和復(fù)用功能--輸出功能

GPIO作為輸出時的結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)I/O端口被配置為輸出時：開漏模式：輸出寄存器上的“0”激活N-MOS，而輸出寄存器上的“1”將端口置于高阻狀態(tài)推挽模式：輸出寄存器上的“0”激活N-MOS，而輸出寄存器上的“1”將激活P-MOS。施密特觸發(fā)輸入被激活。弱上拉和下拉電阻被禁止。出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個APB2時鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器。在開漏模式時：對輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問可得到I/O狀態(tài)。推挽式模式時：對輸出數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問得到最后一次寫的值。-9-通用IO和復(fù)用功能--復(fù)用功能

GPIO作為復(fù)用功能時的結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)I/O端口被配置為復(fù)用功能時：在開漏或推挽式配置中，輸出緩沖器被打開。內(nèi)置外設(shè)的信號驅(qū)動輸出緩沖器(復(fù)用功能輸出)。施密特觸發(fā)輸入被激活。弱上拉和下拉電阻被禁止。在每個APB2時鐘周期，出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器。開漏模式時：讀輸入數(shù)據(jù)寄存器時可得到I/O口狀態(tài)。在推挽模式時：讀輸出數(shù)據(jù)寄存器時可得到最后一次寫的值。

-10-通用IO和復(fù)用功能--模擬輸入功能

GPIO作為模擬輸入時的結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)I/O端口被配置為模擬輸入配置時：輸出緩沖器被禁止。禁止施密特觸發(fā)輸入，實現(xiàn)了每個模擬I/O引腳上的零消耗。施密特觸發(fā)輸出值被強(qiáng)置為“0”。弱上拉和下拉電阻被禁止。讀取輸入數(shù)據(jù)寄存器時數(shù)值為“0”。-11-復(fù)用功能IO重映射為了優(yōu)化64腳或100腳封裝的外設(shè)數(shù)目，可以把一些“復(fù)用功能”重新映射到“指定的引腳”上。這時，原來的引腳將不再具有該功能。例如，PB12和PB13在未開啟復(fù)用功能時，是兩個通用功能的IO管腳，一旦開啟復(fù)用功能CAN2，則PB12作為CAN2的RX管腳，PB13作為CAN2的TX管腳。如果將外設(shè)CAN2進(jìn)行了重映射，CAN2的RX功能轉(zhuǎn)移到了PB5，CAN2的TX功能轉(zhuǎn)移到了PB6而PB12和PB13又變回了通用的GPIO，不再具有CAN2的功能。-12-復(fù)用功能IO重映射重映射功能只需要調(diào)用庫函數(shù)GPIO_PinRemapConfig（）開啟和關(guān)閉即可，例如要使能CAN2的復(fù)用功能映射，可以使用如下語句：【示例3-1】使能CAN2復(fù)用功能/*執(zhí)行該函數(shù)后，CAN2的RX功能轉(zhuǎn)移到了PB5，CAN2的TX功能轉(zhuǎn)移到了PB6，而PB12和PB13又變回了通用的GPIO，不再具有CAN2的功能。*/GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_CAN2,ENABLE);

-13-復(fù)用功能IO重映射GPIO_Remap描述GPIO_Remap_SPI1SPI1復(fù)用功能映射GPIO_Remap_I2C1I2C1復(fù)用功能映射GPIO_Remap_USART1USART1復(fù)用功能映射GPIO_Remap_USART2USART2復(fù)用功能映射GPIO_PartialRemap_USART3USART3復(fù)用功能完全映射GPIO_FullRemap_USART3USART3復(fù)用功能部分映射GPIO_PartialRemap_TIM1TIM1復(fù)用功能部分映射GPIO_FullRemap_TIM1TIM1復(fù)用功能完全映射GPIO_PartialRemap1_TIM2TIM2復(fù)用功能部分映射1GPIO_PartialRemap2_TIM2TIM2復(fù)用功能部分映射2GPIO_FullRemap_TIM2TIM2復(fù)用功能完全映射GPIO_PartialRemap_TIM3TIM3復(fù)用功能部分映射GPIO_FullRemap_TIM3TIM3復(fù)用功能完全映射GPIO_Remap_TIM4TIM4復(fù)用功能映射GPIO_Remap1_CANCAN復(fù)用功能映射1GPIO_Remap2_CANCAN復(fù)用功能映射2GPIO_Remap_PD01PD01復(fù)用功能映射GPIO_Remap_SWJ_NoJTRST除JTRST外SWJ完全使能（JTAG+SW-DP）GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisableJTAG-DP失能+SW-DP使能GPIO_Remap_SWJ_DisableSWJ完全失能（JTAG+SW-DP）-14-GPIO編程實例

--GPIO配置下述函數(shù)代碼用于實現(xiàn)任務(wù)描述3.D.1，配置PC6管腳為推挽輸出，并將配置代碼封裝為配置函數(shù)GPIO_Config()。

【描述3.D.1】GPIO_Config()voidGPIO_Config(void){ /*定義一個GPIO_InitTypeDef類型的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體原型在stm32f10x_gpio.h中*/ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; /*使能GPIOC口時鐘，相當(dāng)于給GPIOC供電。使能時鐘是所有外設(shè)工作前的第一步*/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); /*選擇管腳6*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6; /*選擇管腳速度為50MHz*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

/*選擇PC6為推挽輸出模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; /*按照結(jié)構(gòu)體GPIO_InitStructure的配置進(jìn)行初始化*/ /*選擇端口為GPIOC*/

GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);}-15-GPIO編程實例

--GPIO配置GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct);GPIO的配置，可以調(diào)用固件庫的GPIO_Init()函數(shù)。GPIO_Init()函數(shù)的原型如下：參數(shù)GPIOxGPIOx描述GPIOA選擇設(shè)置端口為GPIOAGPIOB選擇設(shè)置端口為GPIOBGPIOC選擇設(shè)置端口為GPIOCGPIOD選擇設(shè)置端口為GPIODGPIOE選擇設(shè)置端口為GPIOE-16-GPIO編程實例

--GPIO配置參數(shù)GPIO_InitStruct

GPIO_InitStruct為GPIO_InitTypeDef類型的指針，其結(jié)構(gòu)原型為：【結(jié)構(gòu)體3-1】GPIO_InitTypeDeftypedefstruct{/*需配置的GPIO管腳，可通過“或”操作同時配置多個管腳*/uint16_tGPIO_Pin;

/*PIO速度*/GPIOSpeed_TypeDefGPIO_Speed;

/*GPIO工作模式*/GPIOMode_TypeDefGPIO_Mode;}GPIO_InitTypeDef;-17-GPIO編程實例

--GPIO配置GPIO_Pin成員

GPIO_Pin描述GPIO_Pin_0選擇設(shè)置端口的0管腳GPIO_Pin_1選擇設(shè)置端口的1管腳GPIO_Pin_2選擇設(shè)置端口的2管腳GPIO_Pin_3選擇設(shè)置端口的3管腳GPIO_Pin_4選擇設(shè)置端口的4管腳GPIO_Pin_5選擇設(shè)置端口的5管腳GPIO_Pin_6選擇設(shè)置端口的6管腳GPIO_Pin_7選擇設(shè)置端口的7管腳GPIO_Pin_8選擇設(shè)置端口的8管腳GPIO_Pin_9選擇設(shè)置端口的9管腳GPIO_Pin_10選擇設(shè)置端口的10管腳GPIO_Pin_11選擇設(shè)置端口的11管腳GPIO_Pin_12選擇設(shè)置端口的12管腳GPIO_Pin_13選擇設(shè)置端口的13管腳GPIO_Pin_14選擇設(shè)置端口的14管腳GPIO_Pin_15選擇設(shè)置端口的15管腳GPIO_Pin_ALL選擇設(shè)置端口的所有管腳-18-GPIO編程實例

--GPIO配置GPIO_Speed成員

GPIO_Speed描述GPIO_Speed_2MHz設(shè)置管腳速度為2MHzGPIO_Speed_10MHz設(shè)置管腳速度為10MHzGPIO_Speed_50MHz設(shè)置管腳速度為50MHz-19-GPIO編程實例

--GPIO配置GPIO_Mode成員

GPIO_Mode描述GPIO_Mode_AIN設(shè)置管腳工作模式為模擬輸入GPIO_Mode_IN_FLOATING設(shè)置管腳工作模式為浮空輸入GPIO_Mode_IPD設(shè)置管腳工作模式為輸入下拉GPIO_Mode_IPU設(shè)置管腳工作模式為輸入上拉GPIO_Mode_Out_OD設(shè)置管腳工作模式為開漏輸出GPIO_Mode_Out_PP設(shè)置管腳工作模式為推挽輸出GPIO_Mode_AF_OD設(shè)置管腳工作模式為復(fù)用的開漏GPIO_Mode_AF_PP設(shè)置管腳工作模式為復(fù)用的推挽-20-GPIO編程實例

--GPIO實例下述程序代碼用于實現(xiàn)任務(wù)描述3.D.2，實現(xiàn)PC6管腳輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。#include "stm32f10x.h“voidGPIO_Config(void)；intmain(void){ inti；

/*配置PC6管腳為推挽輸出，源碼參見描