對(duì)于單片機(jī)而言，GPIO引腳配置是最基本的，也是最重要的，因?yàn)樗械模?a target="_blank">信號(hào)）輸入和（控制）輸出都是通過這些配置起作用的。這里就不得不提到單片機(jī)的復(fù)用功能AF（Alternate Function），這篇文章我們說一說復(fù)用功能。

STM32Fxx系列單片機(jī)的GPIO可以配置為浮空輸入（input floating）、上拉輸入（input pull-up）、下拉輸入（input pull-down）、模擬輸入（analog）、開漏輸出（output open-drain）、推挽輸出（ouput push-pull）、復(fù)用開漏輸出（alternate function open-drain）、復(fù)用推挽輸出（alternate function push-pull）等8種模式。

先說明一下開漏輸出和推挽輸出的區(qū)別。

STM32Fxx系列單片機(jī)的輸出電路由兩個(gè)MOS管，分別是P-MOS和N-MOS。

在開漏輸出模式下，P-MOS管不工作，只有N-MOS管工作。若輸入數(shù)據(jù)寄存器的值為0，則N-MOS導(dǎo)通，IO口輸出低電平；若輸出數(shù)據(jù)寄存器的值為1,則N-MOS截止；由于P-MOS不工作，此時(shí)IO口既不是高電平，也不是低電平，這種狀態(tài)被稱為高阻態(tài)。

STM32F1xx IO口基本結(jié)構(gòu)

在推挽輸出模式下，若輸出數(shù)據(jù)寄存器的值為0，則N-MOS導(dǎo)通，P-MOS截止，IO口輸出低電平；若輸出數(shù)據(jù)寄存器的值為1，則N-MOS截止，P-MOS導(dǎo)通，IO口輸出高電平。

上面提到了STM32Fxx系列單片機(jī)還有復(fù)用開漏輸出和復(fù)用推挽輸出，它們和上面講到的（通用）開漏輸出和（普通）推挽輸出有什么區(qū)別？

這就涉及到引腳復(fù)用的功能。

使用過單片機(jī)的工程師都了解，STM32Fxx內(nèi)部集成了很多的外設(shè)控制器，比如USART、SPI、CAN等，這些外設(shè)控制器，也需要通過引腳與外設(shè)連接。復(fù)用功能就是相對(duì)于單片機(jī)的引腳而言，所謂“復(fù)用功能”，是指單片機(jī)的引腳既可以作為普通GPIO使用，也可以作為內(nèi)部外設(shè)控制的引腳使用。

比如看STM32F103xx 單片機(jī)的PA5引腳，如下圖：

首先，PA5可以作為普通GPIO使用；其次，如果作為外設(shè)的引腳，它也可以作為SPI1的時(shí)鐘（SPI1_SCK）使用、DAC的輸出通道2(DAC_OUT2)或者作為ADC的輸入通道5(ADC12_IN5)。PA5支持三種外設(shè)（SPI1,DAC,ADC）在同一時(shí)刻只能選擇其中一種，選擇的方法是開啟響應(yīng)外設(shè)的時(shí)鐘，并使其它外設(shè)的時(shí)鐘保持關(guān)閉狀態(tài)。如果PA5被配置為復(fù)用功能，但是沒有開啟它支持任何外設(shè)的時(shí)鐘，它的輸出是不確定的。

復(fù)用推挽輸出和通用推挽輸出在輸出時(shí)都用到了N-MOS和P-MOS，其輸出電路是相同的，區(qū)別在于控制輸出的信號(hào)來源：普通推挽輸出控制MOS管的信號(hào)來自輸出數(shù)據(jù)寄存器，而復(fù)用推挽輸出的控制信號(hào)來自單片機(jī)的內(nèi)置外設(shè)控制器。

復(fù)用開漏輸出和普通開漏輸出是一樣的道理。

下面兩張圖，分別是普通GPIO輸出的引腳配置圖（其輸出信號(hào)來自輸出數(shù)據(jù)寄存器）和復(fù)用功能的引腳配置圖（其輸出信號(hào)來自芯片內(nèi)置的外設(shè)控制器）。

雖然復(fù)用模式的控制信號(hào)來自內(nèi)置的外設(shè)控制器，但是單片機(jī)依然可以讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在復(fù)用推挽輸出模式下，單片機(jī)可以通過輸出數(shù)據(jù)寄存器（output data register）的數(shù)據(jù)獲取上次輸出的值，在復(fù)用開漏輸出模式下，單片機(jī)可以通過讀取輸入數(shù)據(jù)寄存器（input data register）的值來獲取引腳的狀態(tài)。

引腳的重映射（Remap）

在STM32Fxx單片機(jī)上，為了是不同器件封裝的外設(shè)IO口功能數(shù)量達(dá)到最優(yōu)，可以把一些復(fù)用功能重新映射到其他一些引腳上，目的是為了讓工程師更好安排引腳走向和功能，每一個(gè)外設(shè)的引腳除了具有默認(rèn)的端口外，還可以通過設(shè)置重映射寄存器的方式，把這個(gè)外設(shè)的引腳映射到其他的端口。簡(jiǎn)而言之，就是管腳不夠用的條件下，把這個(gè)外設(shè)功能映射到另外一個(gè)管腳去使用。

以串口3為例

上圖中，Remap對(duì)應(yīng)的IO就是可以重映射到的IO,default就是該IO默認(rèn)可復(fù)用的功能。上圖中可以看到，串口3可以重映射到PC10和PC11引腳，也就是說如果PB10,PB11引腳不好用的時(shí)候，或者被占用了，就可以用PC10和PC11實(shí)現(xiàn)串口3的功能。

映射也分為部分重映射和完全重映射

-部分重映射：功能外設(shè)的部分引腳重新映射，還有一部分引腳是原來的默認(rèn)引腳

-完全重映射：功能外設(shè)的所有引腳都重新映射。

引腳重映射配置過程（串口3為例）：

1. 使能GPIO時(shí)鐘（重映射后的IO);
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
2. 使能功能外設(shè)時(shí)鐘（例如串口3);
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART3,ENABLE);
3. 使能AFIO時(shí)鐘。重映射必須使能AFIO時(shí)鐘：
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
4. 開啟重映射。
   ** RCC_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART3,ENABLE);**

注意以下要點(diǎn)：

1）對(duì)于復(fù)用的輸入功能，配置必須為上拉/下拉或者浮空；

2）對(duì)于復(fù)用輸出功能，配置必須為復(fù)用功能輸出模式（推挽，開漏）。

對(duì)于雙向復(fù)用功能，必須配置為復(fù)用功能輸出模式（推挽或者開漏），此時(shí)輸入驅(qū)動(dòng)器配置為浮空輸入模式。

如果將一端口配置成復(fù)用輸出功能，會(huì)將引腳和輸入寄存器斷開，并和片上外設(shè)的輸出信號(hào)連接，

如果軟件將一GPIO 口配置為復(fù)用輸出功能，但外設(shè)沒有被激活，它的輸出將不確定。

要正常使用GPIO 復(fù)用功能，分三步來配置：

第一步，位寄存器配置；

第二步，開啟對(duì)應(yīng)的外設(shè)時(shí)鐘；

第三步，激活該端口。

二、端口重映射

優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)化電路設(shè)計(jì)；擴(kuò)展功能，減少外設(shè)芯片資源；