几乎所有 STM32 入门者都会困惑：

👉 STM32 到底有多少个引脚？
👉 GPIOA 的第 0 引脚和 GPIOB 的第 0 引脚是不是重复？
👉 为什么一个引脚能有好几种功能却不会冲突？

我们来系统、工程化地讲清楚。

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🧩 一、STM32 引脚数量 ≠ 功能数量

STM32 芯片的 “引脚数量” 是指 物理脚位 数量（例如 48 脚、64 脚、100 脚封装等）；
而 “引脚功能” 是指 逻辑功能（GPIO、UART、I2C、ADC、TIM、SPI 等）。

例如：

• STM32F103C8T6 是 48 引脚封装；

• 实际可用 GPIO 约 37 个；

• 但每个引脚可以有多种复用功能，所以总“功能数” > 物理引脚数。

  
  

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🧮 二、命名规则：端口 + 引脚编号

STM32 的 GPIO 命名遵循统一规则：

名称部分

含义

端口号表示 GPIO 组（如 GPIOA、GPIOB、GPIOC 等）
引脚号表示该端口内的第几个引脚（0–15）

📘 每个端口最多有 16 个引脚（0~15），但并非所有芯片型号都完整引出。

例如：

• STM32F103C8T6：具有 GPIOA~GPIOC，共 3×16=48 引脚，但部分未封装；

• STM32F407：具有 GPIOA~GPIOI，可达 144 引脚封装。

  
  

👉 即使 GPIOA 的第 0 引脚与 GPIOB 的第 0 引脚编号相同，
它们仍是不同的物理引脚，由不同端口寄存器控制，互不干扰。

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⚙️ 三、每个引脚的多功能设计（复用功能）

STM32 的引脚通常具备多达 3~5 种功能，这是通过 复用功能机制（Alternate Function, AF） 实现的。

🔹 举例：

GPIOA 的第 9 引脚（GPIOA Pin 9）可以被配置为：

• 普通 GPIO 输出；

• 串口 USART1_TX；

• 定时器 TIM1_CH2；

• I2C_SCL（部分型号）。

  
  

这些都是通过设置引脚的 复用模式寄存器（AFR） 来决定的。

示例代码：

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;  // 复用推挽输出
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1; // 指定复用功能
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

✅ 不会冲突的原因：

• 引脚在任意时刻只能工作在一种模式下；

• 即便它支持多种功能，只有在你通过寄存器选定的那个功能才生效；

• 其他功能逻辑上“断开”。

  
  

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🔩 四、复用冲突的现实例子

如果两个外设复用了同一个引脚：

• 比如 USART1_TX 和 TIM1_CH2 都需要 GPIOA Pin 9；

• 你只能选择其中一个外设使用；

• 另一个就无法启用（CubeMX 会提示冲突）。

  
  

🧠 工程思路：

• 打开 CubeMX；

• 选定你想启用的外设；

• CubeMX 自动分配可用引脚；

• 若冲突会提示红色警告，要求你更换脚位。

  
  

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🧰 五、引脚唯一索引的计算

从软件层面看，GPIO(端口) + Pin(编号) 组合已经是唯一索引。

你可以把「端口号」映射为数字编号，并计算唯一索引：

端口

数字编号

索引公式

GPIOA0(0 × 16 + PinNum)
GPIOB1(1 × 16 + PinNum)
GPIOC2(2 × 16 + PinNum)
GPIOD3(3 × 16 + PinNum)
GPIOE4(4 × 16 + PinNum)

例如：

• GPIOA Pin 3 → index = 3

• GPIOB Pin 0 → index = 16

• GPIOC Pin 15 → index = 47

  
  

这样软件就能用统一编号管理所有引脚。

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🧭 六、命名设计逻辑

STM32 的引脚命名体系体现了四个设计理念：

设计目标

说明

统一架构Cortex-M 系列 GPIO 模块均支持 16 位端口结构
模块化封装不同封装型号可裁剪端口数量以匹配封装尺寸
灵活复用外设数量多于引脚数量，通过 AF 机制实现最大兼容
硬件隔离同一时间仅一种功能有效，避免电气冲突

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🔎 七、快速总结

概念

含义

物理引脚封装上的真实金属脚
GPIO 端口GPIOA~GPIOE，每组最多 16 个引脚
逻辑编号GPIOx Pin_y，用于软件访问
复用功能同一引脚可被多个外设共享，通过寄存器选择
冲突机制一个引脚不能被多个功能同时使用
唯一索引端口号 × 16 + 引脚号，保证全局唯一性

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🌟 八、示例（STM32F103C8T6）

引脚

功能1

功能2

功能3

GPIOA Pin 9GPIOUSART1_TXTIM1_CH2
GPIOA Pin 10GPIOUSART1_RXTIM1_CH3
GPIOB Pin 6GPIOI2C1_SCLTIM4_CH1
GPIOB Pin 7GPIOI2C1_SDATIM4_CH2

在实际工程中：

• 若使用串口 1，则配置 GPIOA 的第 9、10 引脚；

• 若使用 I2C1，则配置 GPIOB 的第 6、7 引脚；

• 两者不可同时复用。

  
  

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📘 九、一句话记忆法

“每个引脚可以叫很多名字，但在同一时间只穿一套衣服。”