在PLC的編程調(diào)試中，首先是要對系統(tǒng)的輸入/輸出（IO）進(jìn)行配置，也就是通常說的硬件組態(tài)。有了正確的IO分配，才能在編程的時(shí)候正確的讀取信號的輸入及控制信號的輸出。因此，IO配置是PLC調(diào)試最基礎(chǔ)也是最重要的工作。從這個(gè)方面來說，單片機(jī)的調(diào)試與PLC的調(diào)試有著異曲同工之妙。

對于單片機(jī)而言，GPIO引腳的配置是很基礎(chǔ)也是很重要的。錯(cuò)誤的引腳配置非但不能實(shí)現(xiàn)想要的功能，而且出錯(cuò)時(shí)往往不容易查找，耽誤調(diào)試的時(shí)間。這就需要編程調(diào)試人員對GPIO引腳的配置有很好的理解。今天這篇文章，我們就來談?wù)凷TM32Fxx系列單片機(jī)引腳的復(fù)用功能（Alternate Function)。

STM32Fxx系列單片機(jī)的GPIO引腳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）、模擬量（Analog）、開漏輸出（Output Open-drain）、推挽輸出（Output Push-pull）、復(fù)用開漏（Alternate function open-drain）輸出和復(fù)用推挽（Alternate function push-pull）輸出等八種模式。

先來介紹下開漏輸出和推挽輸出的區(qū)別：

STM32Fxx系列單片機(jī)的輸出電路有兩個(gè)MOS管：P-MOS和N-MOS。

在開漏輸出模式下，P-MOS管不工作，只有N-MOS管起作用。若輸出數(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)。

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；

我們知道STM32Fxx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（普通）開漏輸出和（普通）推挽輸出有什么區(qū)別呢？

這就涉及到針腳的復(fù)用功能。

我們知道，STM32Fxx內(nèi)部集成了很多的外設(shè)控制器，比如USART、SPI、bxCAN等等，這些外設(shè)控制器，也需要通過引腳與外設(shè)連接。復(fù)用功能是相對于單片機(jī)的引腳而言的。所謂“復(fù)用功能”，是指單片機(jī)的引腳既可以做普通GPIO使用，也可以作為內(nèi)部外設(shè)控制器的引腳來使用。

比如我們來看看STM32F103xx單片機(jī)的PA5引腳，如下圖：

首先，PA5可以做為普通GPIO來使用；其次，如果作為外設(shè)的引腳，它可以作為SPI1的時(shí)鐘（SPI1_SCK）、DAC的輸出通道1（DAC_OUT1）或者ADC的輸入通道5（ADC12_IN5）。

PA5支持的三種外設(shè)（SPI1、DAC、ADC）在同一時(shí)刻只能選擇一種，選擇的方法是開啟相應(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的任何外設(shè)的時(shí)鐘，它的輸出是不確定的。

復(fù)用推挽輸出和（普通）推挽輸出在輸出的時(shí)候均使用兩個(gè)MOS管（P-MOS和-MOS），其輸出電路是相同的。區(qū)別在于控制輸出的信號來源：（普通）推挽輸出控制MOS管的信號來自輸出數(shù)據(jù)寄存器，而復(fù)用推挽輸出的控制信號來自單片機(jī)的內(nèi)置外設(shè)控制器（比如SPI1）。

復(fù)用開漏輸出和（普通）開漏輸出的道理是一樣的。

下面這張圖，是普通GPIO輸出的引腳配置圖，可以看到其輸出信號來自輸出數(shù)據(jù)寄存器（Output data register）：

下面這張圖，是選擇復(fù)用功能后的引腳配置圖，可以看到其輸出信號來自芯片內(nèi)置的外設(shè)控制器：

注：雖然復(fù)用模式的控制信號來自內(nèi)置外設(shè)控制器，但是單片機(jī)（CPU）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)可以通過讀取輸出數(shù)據(jù)寄存器（Output Data Register）的數(shù)據(jù)來獲取上次輸出的值；在復(fù)用開漏輸出的模式下，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)。

好了，關(guān)于STM32Fxx系列單片機(jī)引腳的復(fù)用功能就先聊到這里。關(guān)于引腳的配置還有一個(gè)重定位（Remap）的功能，我們以后再聊。