一文看懂stm32的引脚的两种用途：GPIO和AFIO
stm32的引脚有两种用途：gpio（generalpurposeio）和afio（alternatefunctionio）
对于一些引脚（视芯片而定），这两种用途都没有，如在64脚产品中，osc_in/osc_out与作为gpio端口的pd0/pd1共用一样的引脚，而在100、144引脚产品中，这四个功能各有引脚与之对应，不互相冲突，所以osc_in/osc_out既不作gpio也不作afio，当然，这样的引脚不是讨论重点。
1、引脚的配置
不论是作gpio还是做afio，都要对引脚进行配置。在固件库函数中，用gpio_init()函数对引脚进行配置，并不是说这个函数带了“gpio”字样就是要当做gpio来用，而是把它纳入gpio的范畴来讨论。
所谓配置，就是引脚上的片上资源连接方式，如上拉电阻、密特触发等等。理解了配置，也就能明白配置与模式的区别。
特别得，在下文中将会专门讨论一下输出配置中的推挽与开漏。
2、复用功能
复用功能有两种：没有重映像、重映像（包括部分重映像、完全重映像），使用引脚用作afio功能，同样需要对其进行配置。
这三句话来自参考手册，但我对第一句和注意有疑问，第三节讲。如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。输入配置则与gpio没有区别。
为什么输出模式有专门的复用模式而输入则没有呢。因为输出是由芯片内部电路驱动的，必须选择这个驱动来自哪一个外设，是gpio还是复用此管脚的其他外设，也就是选择该管脚在内部是与哪个外设相连的，不说明这个就会发生信号的错乱。而输入则不同了，输入信号是由芯片外的信号驱动的，虽然该信号进入芯片内部后可能有不同的去向，但不需要对此进行配置，因为不会发生信号的冲突，最坏的情况就是多驱动了个寄存器而已。事实上，当将引脚作为gpio输入时，相应的afio外设是处在关闭的状态，并不会耗电；当引脚作为afio的输入时，可能gpio是读不进来的，这是我猜的，没有验证，能不能读进来无所谓的，不必纠结于此。
若选择了复用，则默认是没有重映像的，可以直接使用外设，不需要再软件做设置。
但若要重映射，则需要简单设置一下，
先要配置重映射后对应的管脚，可参看参考手册或数据手册引脚定义章节，开afio时钟，使能重映射。例如重映射usart1，全部代码如下：
rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_afio,enable);
/*对寄存器afio_evcr,afio_mapr和afio_exticrx进行读写操作前，即重映射和选择外部中断线前，应当首先打开afio的时钟*/
/*configureusart1tx(pa.09)asalternatefunctionpush-pull*/
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);
/*configureusart1rx(pa.10)asinputfloating*/
gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_7;
gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_in_floating;
gpio_init(gpiob,&gpio_initstructure);
gpio_pinremapconfig(gpio_remap_usart1,enable);
这就完成了io口的配置和重映射，下边再配置相关的外设（usart1）就可以使用了。
外部中断线也是可以映射的，并且需要开afio时钟，不用gpio_pinremap函数，用gpio_extilineconfig重映射引脚到中断线。其实与其说是映射，不如说是选择，选择引脚连接到外部中断线。
重映射不是任意的，只能重映射到指定的管脚。
3、关于第二节讲到那个疑问，为甚么不能配置成模拟输入？模拟输入与浮空什么区别？
答案是可以配置成模拟输入，官方3.5版固件库例子和alientek例程都是将adc输入引脚配置成gpio_mode_ain
那么配置成浮空行么，还能adc么？
//例程
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_ain;
gpio_init(gpioc, &gpio_initstructure);
//修改
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_in_floating;
gpio_init(gpioc, &gpio_initstructure);
实验证明，这两种配置都能实现adc。那么usart的tx应配置成gpio_mode_in_floating，如果配置成gpio_mode_ain，还能接受数据么？金牛板实验结果是不能，st不我欺也。总之：
可以将引脚配置成模拟输入，使用相应的复用功能；
浮空与模拟这两种配置是不同的。
关于第二节里那个“注意“，我也不知道是什么意思。我猜测是这样的：打开某外设，这个外设将某引脚当做输入，我们偏偏把这个引脚配置为gpio输出，这样可以操作gpio来”欺骗“这个外设，这种用法应该是很微妙的。
4、推挽与开漏
不仅仅stm32有这种配置，实际上，这两种已经广泛应用在很多场合。
推挽，又叫做推拉，是个很形象的名字，一般是指两个三极管（mos管）分别受两互补信号（或者一个信号，但是用互补对管）的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止，这样的电路被称为推挽式（互补式）：
这种电路在放大中通常被用作输出级，在stm32中，推挽配置就是这种，如图：
在相应位置1时，p-mos导，通n-mos截止，输出电压为vdd；在相应位置0时，n-mos导通，p-mos截止，输出电压为vss，这就是所谓的推挽。是比较简单的。
而所谓的开漏（对三极管而言是开集，一样的原理），则要巧妙一些。所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指mos fet的漏极。同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以mos fet的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
对于stm32，开漏就是失能了p-mos，这样，当相应位置1时，引脚实际上是处在了浮空的状态，而通过外接的上拉电阻，将其拉高。
这么做有如下的好处：
1、可以将多个开漏输出的引脚，连接到一条线上。形成“与逻辑”关系。当多个引脚任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。这也是i2c，smbus等总线判断总线占用状态的原理。在我的文章“stm32模拟iic——引脚配置、代码”中，还会提到这个问题。
2、可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。想想当初认为stm32输出3.3v电压带不动irf540，就直接断定要重新选型，是错误的想法，只要将推挽输出变为开漏，再加上上拉到5v的电阻，就能解决这个问题。
顺便一提，上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小。反之亦然。
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1、引脚的配置
不论是作gpio还是做afio，都要对引脚进行配置。在固件库函数中，用gpio_init()函数对引脚进行配置，并不是说这个函数带了“gpio”字样就是要当做gpio来用，而是把它纳入gpio的范畴来讨论。
所谓配置，就是引脚上的片上资源连接方式，如上拉电阻、密特触发等等。理解了配置，也就能明白配置与模式的区别。
特别得，在下文中将会专门讨论一下输出配置中的推挽与开漏。
2、复用功能
复用功能有两种：没有重映像、重映像（包括部分重映像、完全重映像），使用引脚用作afio功能，同样需要对其进行配置。
这三句话来自参考手册，但我对第一句和注意有疑问，第三节讲。如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。输入配置则与gpio没有区别。
为什么输出模式有专门的复用模式而输入则没有呢。因为输出是由芯片内部电路驱动的，必须选择这个驱动来自哪一个外设，是gpio还是复用此管脚的其他外设，也就是选择该管脚在内部是与哪个外设相连的，不说明这个就会发生信号的错乱。而输入则不同了，输入信号是由芯片外的信号驱动的，虽然该信号进入芯片内部后可能有不同的去向，但不需要对此进行配置，因为不会发生信号的冲突，最坏的情况就是多驱动了个寄存器而已。事实上，当将引脚作为gpio输入时，相应的afio外设是处在关闭的状态，并不会耗电；当引脚作为afio的输入时，可能gpio是读不进来的，这是我猜的，没有验证，能不能读进来无所谓的，不必纠结于此。
若选择了复用，则默认是没有重映像的，可以直接使用外设，不需要再软件做设置。
但若要重映射，则需要简单设置一下，
先要配置重映射后对应的管脚，可参看参考手册或数据手册引脚定义章节，开afio时钟，使能重映射。例如重映射usart1，全部代码如下：
rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_afio,enable);
/*对寄存器afio_evcr,afio_mapr和afio_exticrx进行读写操作前，即重映射和选择外部中断线前，应当首先打开afio的时钟*/
/*configureusart1tx(pa.09)asalternatefunctionpush-pull*/
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);
/*configureusart1rx(pa.10)asinputfloating*/
gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_7;
gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_in_floating;
gpio_init(gpiob,&gpio_initstructure);
gpio_pinremapconfig(gpio_remap_usart1,enable);
这就完成了io口的配置和重映射，下边再配置相关的外设（usart1）就可以使用了。
外部中断线也是可以映射的，并且需要开afio时钟，不用gpio_pinremap函数，用gpio_extilineconfig重映射引脚到中断线。其实与其说是映射，不如说是选择，选择引脚连接到外部中断线。
重映射不是任意的，只能重映射到指定的管脚。
3、关于第二节讲到那个疑问，为甚么不能配置成模拟输入？模拟输入与浮空什么区别？
答案是可以配置成模拟输入，官方3.5版固件库例子和alientek例程都是将adc输入引脚配置成gpio_mode_ain
那么配置成浮空行么，还能adc么？
//例程
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_ain;
gpio_init(gpioc, &gpio_initstructure);
//修改
gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;
gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_in_floating;
gpio_init(gpioc, &gpio_initstructure);
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这种电路在放大中通常被用作输出级，在stm32中，推挽配置就是这种，如图：
在相应位置1时，p-mos导，通n-mos截止，输出电压为vdd；在相应位置0时，n-mos导通，p-mos截止，输出电压为vss，这就是所谓的推挽。是比较简单的。
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对于stm32，开漏就是失能了p-mos，这样，当相应位置1时，引脚实际上是处在了浮空的状态，而通过外接的上拉电阻，将其拉高。
这么做有如下的好处：
1、可以将多个开漏输出的引脚，连接到一条线上。形成“与逻辑”关系。当多个引脚任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。这也是i2c，smbus等总线判断总线占用状态的原理。在我的文章“stm32模拟iic——引脚配置、代码”中，还会提到这个问题。
2、可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。想想当初认为stm32输出3.3v电压带不动irf540，就直接断定要重新选型，是错误的想法，只要将推挽输出变为开漏，再加上上拉到5v的电阻，就能解决这个问题。
顺便一提，上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小。反之亦然。
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