STM32 复用功能（AF）配置的常见误区

问题

USART 配好了、SPI 也配好了，代码调了 HAL_UART_Transmit 但引脚没波形，示波器量是 0V 或 3.3V 不动。

大概率：GPIO 没有配置成对应的复用功能（AF）。

什么是复用功能

STM32 的每个 GPIO 引脚可以干很多事：

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PA9 可以是：
- 普通 GPIO 输出
- 普通 GPIO 输入
- USART1_TX（复用 AF7）
- TIM1_CH2（复用 AF1）
- SPI2_SCK（复用 AF5）

想让引脚做 USART 的 TX，需要在 GPIO 寄存器中选择对应的复用号。

典型错误

错误一：配成了普通输出

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// ❌ CubeMX 里 PA9 选 GPIO_Output
// 然后代码里 HAL_UART_Transmit...
// 引脚只能手动高低，UART 外设控制不了它

错误二：复用号选错了

CubeMX 自动配对的，不会错。但如果你手写寄存器：

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// ❌ 想配 USART1_TX（AF7），却写成了 AF1（TIM）
GPIOA->AFR[1] |= (0x01 << 4);  // AFRH 的 bit 4~7 = 0001 → AF1
// 实际上应该写 0111（AF7）
// ✅ 正确做法——先清零再赋值：
GPIOA->AFR[1] &= ~(0x0F << 4);   // 先清零目标字段
GPIOA->AFR[1] |= (0x07 << 4);    // 再写入 AF7

CubeMX 里的操作

选中 PA9 → 选 USART1_TX（不是 GPIO_Output）→ CubeMX 自动配好 AF。

验证：在 Pinout 视图里，PA9 旁边会显示 USART1_TX 字样，引脚颜色也会变成复用功能的绿色。

常用复用功能速查

外设	引脚	AF 号	AF 名称
USART1_TX	PA9	AF7	AF7_USART1
USART1_RX	PA10	AF7	AF7_USART1
SPI1_SCK	PA5	AF5	AF5_SPI1
SPI1_MOSI	PA7	AF5	AF5_SPI1
I2C1_SCL	PB6	AF4	AF4_I2C1
I2C1_SDA	PB7	AF4	AF4_I2C1
TIM2_CH1	PA0	AF1	AF1_TIM2
TIM3_CH3	PB0	AF2	AF2_TIM3

每个引脚的可用 AF 怎么看：

方法一：CubeMX 点中引脚，弹出的菜单只显示可用的功能。

方法二：查 STM32F407 的 datasheet（不是参考手册）→ Pinouts 章节 → 那几张巨大的引脚功能表。

代码层面验证

初始化后检查寄存器：

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// 检查 PA9 的 MODER
uint32_t moder = (GPIOA->MODER >> (9 * 2)) & 0x03;
printf("PA9 MODER = %lu (2=Alternate)\r\n", moder);

// 检查 PA9 的 AFRH
uint32_t afr = (GPIOA->AFR[1] >> ((9 - 8) * 4)) & 0x0F;
printf("PA9 AF = %lu (7=USART1)\r\n", afr);

如果 MODER 不是 2（Alternate Function）或者 AF 不是 7，引脚就起不到 USART1_TX 的作用。

总结

一句话
GPIO 要做外设功能，必须配成 Alternate Function + 正确的 AF 编号
CubeMX 会自动配好，不要手动改成 GPIO_Output/Input
如果怀疑引脚功能不对，读 MODER 和 AFR 寄存器确认