stm32端口复用和重映射

### STM32 微控制器中的复用引脚和重映射功能 STM32 微控制器提供了灵活的外设信号路由机制，允许通过配置来改变某些外设信号默认连接的引脚位置。这种灵活性主要体现在两个方面：复用引脚（Alternate Function Pin）和重映射（Remapping）。对于 STM32F103 和其他系列而言，这些特性使得硬件设计更加灵活。 #### 复用引脚的概念 在 STM32 中，许多 GPIO 引脚具有多种可能的功能选项，除了作为普通的输入/输出之外还可以被设置成特定外设模块的数据线或控制线。当某个引脚用于非基本 I/O 功能时，则称为该引脚处于“复用模式”。为了启用某一外设并将其分配给指定的 GPIO 引脚，在初始化阶段需正确设定相应的寄存器[^1]。 #### 重映射的作用 重映射是指重新定义标准外设接口所使用的物理引脚位置的能力。例如，默认情况下 UART 接口可能会占用一组固定的引脚；然而借助于 AFIO (Alternative Function Input Output) 寄存器组内的 REMAP 字段，可以将同一UART实例切换至另一组备用引脚上工作。这对于 PCB 布局优化以及解决资源冲突非常有用[^2]。 #### 配置过程概述 要实现上述两种功能，通常涉及以下几个方面的操作： - **使能相关时钟**：确保 APB2 或者 AHB 总线上对应的外设已经开启供电。 - **选择合适的端口与引脚编号**：查阅数据手册确认目标外设有无提供多路选择，并决定具体要用哪一对GPIO组合。 - **调整AFIO设置**：如果需要更改默认映射关系，则应访问 `SYSCFG->EXTICR` 或者专门针对某外设的REMAP位域进行编程。 - **编写启动代码片段** 下面给出一段简单的 C 语言代码示例，展示如何为 STM32F103 设置 USART1 的全重映射到 PA9(TX)/PA10(RX)，而不是其默认的位置 PB6/TX & PB7/RX: ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_USART1_UART_Init(void); int main(void){ HAL_Init(); SystemClock_Config(); /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); // 初始化 GPIO MX_USART1_UART_Init();// 初始化 USART1 while (1){} } // 定义函数体... static void MX_GPIO_Init(void){ __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE(); // 启用 AFIO 时钟 __HAL_AFIO_REMAP_USART1_ENABLE(); // 开启 USART1 全部重映射 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能 GPIOA 时钟 /**USART1 GPIO Configuration PA9 ------> USART1_TX PA10 ------> USART1_RX */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 设定为推挽输出方式下的复用功能 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } ```

### 关于端口复用与重映射在ULN2003芯片上的应用和配置 对于ULN2003芯片而言，这是一款达林顿晶体管阵列集成电路，并不涉及STM32微控制器中的那种复杂的端口复用与重映射概念。然而，在涉及到使用像STM32这样的微控制器来控制ULN2003时，则确实会遇到如何设置GPIO引脚作为不同外设的功能问题。 当利用STM32控制ULN2003驱动负载（比如继电器、电机等），如果需要改变默认的GPIO功能到其他用途上，就需要进行端口复用操作。例如，要通过SPI接口连接至另一个设备并同时保留部分IO用于直接控制ULN2003输入端的情况下[^1]。 为了实现上述目的： - 对于STM32来说，可以通过修改寄存器或使用HAL库函数完成端口复用配置。 ```c // 假设PA5被用来做SPI SCK, 同时PB0-PB7连接到了ULN2003输入端 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 开启GPIOA时钟 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // 开启GPIOB时钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; // 设置PA5为AF模式(Alternate Function)，即SPI_SCK功能 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 将PB0~PB7初始化成推挽输出模式以控制ULN2003 for(int i=0;i<8;i++){ GPIO_InitStruct.Pin = (uint16_t)(1 << i); GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } ``` 需要注意的是，这里的例子假设读者已经熟悉了基本的嵌入式编程环境搭建以及相关工具链的安装配置过程。此外，具体的引脚分配可能会依据所使用的具体型号有所不同，请参照对应的数据手册确认实际可用资源。