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【STM32】端口复用和重映射

news 2025/6/27 7:02:35

端口复用

🧩什么是端口复用？

端口复用是指一个 GPIO 引脚既可以作为通用 I/O，也可以作为外设功能引脚（如 USART、SPI、TIM）的功能引脚，通过配置该引脚的工作模式来“复用”为外设的信号输入/输出。

STM32F103 管脚图（LQFP64 & LQFP144）展示了哪些引脚支持功能复用和重映射：
在这里插入图片描述

举例：

PA9 默认是 GPIO，但也可以作为 USART1_TX；
PA10 默认是 GPIO，也可以作为 USART1_RX;

当我们通过 GPIO_Init() 把这两个引脚配置为 复用推挽输出 / 浮空输入，并启用 USART 时，它们就不再是普通 GPIO，而是串口引脚 —— 这就是端口复用。

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配置步骤（以 USART1 为例）：
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// 1. 使能 GPIO 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 2. 使能 USART1 外设时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);// 3. 配置 TX（PA9）为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 4. 配置 RX（PA10）为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

端口重映射

🧩 什么是端口重映射（Remap）？

端口重映射 是指将一个外设的 I/O 引脚从默认位置映射到其他 GPIO 引脚上，从而 灵活调整引脚布局、减少 PCB 板布线冲突。

每个内置外设都有若干个输入输出引脚，一般这些引脚的输出端口都是固定不变的，为了让设计工程师可以更好地安排引脚的走向和功能，在STM32中引入了外设引脚重映射的概念，即一个外设的引脚除了具有默认的端口外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的端口。
为了使不同器件封装的外设IO功能数量达到最优，可以把一些复用功能重新映射到其他一些引脚上。STM32中有很多内置外设的输入输出引脚都具有重映射(remap)的功能。

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参考官方手册：《STM32中文参考手册V10》的P116页“8.3复用功能和调试配置”
USART1 默认与重映射对照表：

数据手册引脚描述：

部分重映射 & 完全重映射

部分重映射：功能外设的部分引脚重新映射，还有一部分引脚是原来的默认引脚。
完全重映射：功能外设的所有引脚都重新映射。

在这里插入图片描述

部分重映射		重映射部分 I/O（如 USART3 的 TX/RX），其余保持默认
完全重映射		所有相关引脚都被重映射到新的位置

示例：USART3 重映射情况（来自表格）：

USART3_REMAP[1:0]	TX	RX	CK	CTS RTS
`00`（默认）	PB10	PB11	PB12	PB13
`01`（部分）	PC10	PC11	PC12	-
`11`（完全）	PD8	PD9	PD10	PD11

举例：

默认： USART1_TX 在 PA9，USART1_RX 在 PA10；
重映射后： 可以改为 PB6 和 PB7；
这个由 AFIO（Alternate Function I/O）模块 通过寄存器控制。

以下代码为引脚重映射配置过程（串口1为例）：使能GPIO时钟（重映射后的IO);使能功能外设时钟（例如串口1);使能AFIO时钟。重映射必须使能AFIO时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
开启重映射。GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);根据第一个参数，来确定是部分重映射还是全部重映射

// 配置步骤（以 USART1 重映射为例）：// 1. 使能重映射目标引脚的 GPIO 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);// 2. 使能 USART1 外设时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);// 3. 使能 AFIO 时钟（必须）
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);// 4. 启用 USART1 重映射
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);// 5. 配置新引脚 PB6 和 PB7
// TX - PB6
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);// RX - PB7
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

🧩相关寄存器（重映射控制）

哪些情况需要开启AFIO辅助功能时钟？

对寄存器AFIO_MAPR，AFIO_EXTICRX和AFIO_EVCR进行读写操作前，应当首先打开AFIO时钟。

寄存器	作用说明
`AFIO_MAPR`	控制端口的重映射（USARTx、TIMx等）
`AFIO_EXTICR`	控制外部中断线 EXTI 的 GPIO 映射
`AFIO_EVCR`	控制 EVENTOUT 事件输出端口

🧩端口复用与重映射的对比

项目	端口复用	端口重映射
本质区别	GPIO 改为外设功能引脚	外设功能引脚从一个 GPIO 映射到另一个
控制方式	配置 GPIO 模式	配置 `AFIO_MAPR` 寄存器
是否需要 AFIO	否	是，必须开启 `RCC_APB2Periph_AFIO`
应用场景	各外设首次初始化	当默认引脚冲突，需重新布局时使用
示例	`PA9/PA10 → USART1_TX/RX`	`PB6/PB7 → USART1_TX/RX`（重映射）

一些重映射的常见应用场景：

应用场景示例	原因
外设引脚冲突	多个外设默认用同一组引脚
PCB 布线更合理	避免交叉布线、简化走线
灵活使用多串口/多个定时器	通过重映射让它们共存
外部中断 EXTI 线冲突需另换引脚	使用 `AFIO_EXTICR` 重映射中断线

简单点说，端口复用就是把 GPIO 引脚配置为外设引脚（模式配置）；端口重映射是把外设引脚从默认位置换到其他引脚（AFIO 配置）。

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http://www.lryc.cn/news/575332.html