關(guān)于STM32的 I/O 復(fù)用功能

今天給大家分享兩點(diǎn)內(nèi)容： 一是，為什么我們要先開啟STM32外設(shè)時(shí)鐘；二是，關(guān)于STM32的 I/O 復(fù)用功能及什么時(shí)候開啟AFIO時(shí)鐘。

STM32為什么要先開啟外設(shè)時(shí)鐘？

相信很多朋友都曾遇到過這種坑，我最初學(xué)習(xí)STM32的時(shí)候同樣也遇到過。下面，我就來說說為什么我們要先開啟STM32外設(shè)模塊時(shí)鐘，再對(duì)其外設(shè)模塊初始化配置？

1、系統(tǒng)架構(gòu)

不同類型的STM32，它的系統(tǒng)架構(gòu)各有不同，但原理都類似，由多條主控總線和多條被控總線組成（請(qǐng)參看【參考手冊(cè)】存儲(chǔ)器和總線架構(gòu)章節(jié)）。

以STM32F4為例：

● 八條主控總線：

— Cortex-M4F 內(nèi)核 I 總線、 D 總線和 S 總線 — DMA1 存儲(chǔ)器總線 — DMA2 存儲(chǔ)器總線 — DMA2 外設(shè)總線 — 以太網(wǎng) DMA 總線 — USB OTG HS DMA 總線 ● 七條被控總線： — 內(nèi)部 Flash ICode 總線 — 內(nèi)部 Flash DCode 總線 — 主要內(nèi)部 SRAM1 (112 KB) — 輔助內(nèi)部 SRAM2 (16 KB) — 輔助內(nèi)部 SRAM3 (64 KB)（僅適用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 器件） — AHB1 外設(shè)（包括 AHB-APB 總線橋和 APB 外設(shè)） — AHB2 外設(shè) — FSMC ? 借助總線矩陣，可以實(shí)現(xiàn)主控總線到被控總線的訪問，這樣即使在多個(gè)高速外設(shè)同時(shí)運(yùn)行期間，系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)訪問和高效運(yùn)行。 2、關(guān)于AHB和APB總線 AHB：Advanced High-performance Bus，即先進(jìn)的高性能總線。 APB：Advanced Peripheral Bus，即先進(jìn)的外圍（外設(shè)）總線。 上面說了系統(tǒng)總線的架構(gòu)引伸出來的就是AHB和APB總線，那為什么要講述AHB和APB總線呢？ 我們操作的外圍設(shè)備一般都是位于AHB和APB總線上，而AHB可以引伸出AHB1、AHB2，甚至AHB3。同樣APB也存在APB1、APB2等。 比如，USART1外設(shè)位于APB1總線上，GPIOA位于AHB1高速總線上。 請(qǐng)注意參考手冊(cè)中“AHB/APB 總線橋”這一小節(jié)，有一條重要的內(nèi)容：每次芯片復(fù)位后，所有外設(shè)時(shí)鐘都被關(guān)閉（ SRAM 和 Flash 接口除外）。使用外設(shè)前，必須在 RCC_AHBxENR 或 RCC_APBxENR 寄存器中使能其時(shí)鐘。 3、STM32時(shí)鐘控制 請(qǐng)參看STM32參考手冊(cè)關(guān)于【復(fù)位與時(shí)鐘控制RCC】章節(jié)。 ? STM32的時(shí)鐘控制模塊因MCU芯片不同，各有差異，但原理都類似，功能也相當(dāng)豐富。主要的目的就是給相對(duì)獨(dú)立的外設(shè)模塊提供時(shí)鐘，也是為了降低整個(gè)芯片的功能。 降低功耗是主要原因，還有一個(gè)原因，就是為了兼容不同速度的設(shè)備，有些高速，有些低速，如果都用高速時(shí)鐘，勢(shì)必造成浪費(fèi)。 RCC給外設(shè)提供時(shí)鐘是一個(gè)主要目的，那么為什么要提供時(shí)鐘呢？原因在于外圍設(shè)備的寄存器需要時(shí)鐘才能工作。你可以把外設(shè)當(dāng)做一個(gè)設(shè)備，而這個(gè)設(shè)備需要給它提供電源（時(shí)鐘）才能工作。 你在STM32參考手冊(cè)的“RCC”章節(jié)可能會(huì)看到這么一句話：當(dāng)外設(shè)時(shí)鐘沒有啟用時(shí)，軟件不能讀出外設(shè)寄存器的數(shù)值，返回的數(shù)值始終是0x0。 4、總結(jié) 看到這里，相信聰明的你已經(jīng)明白了為什么我們要先開啟STM32外設(shè)模塊時(shí)鐘，再配置其外設(shè)模塊了。 簡(jiǎn)單來說，就是操作外設(shè)是通過外設(shè)總線來實(shí)現(xiàn)，只有外設(shè)總線有時(shí)鐘了才能操作外設(shè)。 坑： A.先使能外設(shè)時(shí)鐘，再對(duì)其進(jìn)行配置 ? B.時(shí)鐘配置需對(duì)應(yīng)總線 ? 這種基于標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的低級(jí)錯(cuò)誤，相信肯定有不少人遇到過，希望提高警惕。 ?

AFIO復(fù)用時(shí)鐘

有朋友問：“什么時(shí)候開啟AFIO時(shí)鐘”。寫了上面章節(jié)，就順便再講述一下關(guān)于STM32的I/O復(fù)用功能及什么時(shí)候開啟AFIO時(shí)鐘。

1、什么是I/O 復(fù)用功能？

簡(jiǎn)單來說，就是把普通I/O用作其它的功能。如：將PA9引腳用作USART1的Tx引腳，那么我們就把這個(gè)Tx引腳稱為PA9的復(fù)用功能。

打開數(shù)據(jù)手冊(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)類似如下的列表：

2、什么時(shí)候開啟AFIO時(shí)鐘？

為了優(yōu)化芯片引腳封裝的外設(shè)數(shù)目，可以把一些復(fù)用功能重新映射到其他引腳上。設(shè)置復(fù)用重映射和調(diào)試I/O配置寄存器實(shí)現(xiàn)引腳的重新映射。這時(shí)，復(fù)用功能不再映射到它們的原始分配上，而是映射到“重定義功能”上（見上圖）。

這種將引腳重定義到其它引腳上的功能在幾乎所有STM32芯片中都有這個(gè)功能，但是實(shí)現(xiàn)的方法可能有所不同，其中STM32F1就是通過事件控制的方式將特定功能引腳連接到對(duì)應(yīng)PORT和PIN上。

簡(jiǎn)單來說，如果需要使用重定義功能，那么就需要開啟AFIO時(shí)鐘。

最后，如果你覺得你的程序可能是因?yàn)闀r(shí)鐘配置的問題，不妨上電第一步使能所有時(shí)鐘試試。