不管是硬件工程师还是嵌入式软件工程师，都应该能够熟练的看懂数据手册，尤其是英文。在设计单片机外围电路时，工程师需要了解单片机的GPIO口的各项功能来满足自己的设计需求，单片机小白们在查看单片机数据手册时，看到Additional Functions和 Alternate Functions是否会感觉困惑呢？我也感到困惑，所以我来说下这两者的区别。
一、Alternate Functions（复用功能）
定义
复用功能是指单片机引脚在默认功能之上，通过配置可以切换的附加外设功能。
默认功能：通常为通用输入/输出（GPIO）。
复用功能：如 UART、SPI、I2C、PWM、定时器输入捕获等。
核心特点
1.硬件级切换：通过配置寄存器的复用功能选择位（如 STM32 的 AF0~AF15）或类似机制实现。
2.独占性：启用复用功能后，引脚不再作为通用 GPIO 使用（需关闭 GPIO 模式）。
典型应用场景：
// 示例（以 STM32 配置 UART 复用功能为例）:
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1); // 配置 PA9 为 USART1_TX
二、Additional Functions（附加功能）
定义
附加功能是指引脚在复用功能之外，可能提供的其他灵活功能，需根据芯片特性启用的辅助模块或模式。
常见附加功能：模拟输入/输出（ADC、DAC）
外部中断（EXTI）
事件触发（Event Trigger）
片内外设的特定模式（如输入上拉/下拉、开漏输出）
核心特点
1. 并行性：附加功能可能与其他功能共存（例如，某引脚既是 GPIO，同时支持外部中断）。
2.配置依赖性：需通过独立寄存器或模式设置启用（例如使能 EXTI、配置模拟模式）。
典型应用场景
// 示例（配置 PA0 为外部中断输入）：
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; // 输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; // 上拉电阻
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; // 启用 PA0 的外部中断
三、关键对比
| 特性 | Alternate Functions（复用功能） | Additional Functions（附加功能） |
| 功能切换层级 | 外设级（硬件功能切换，如 UART/SPI） | 模块级（输入模式、中断、模拟模式等） |
| 是否与 GPIO 共存 | 强制切换，禁用 GPIO | 可能共存（如 GPIO 输入 + EXTI 中断） |
| 典型配置寄存器 | 复用功能选择寄存器（如 AFSEL 或 AFR） | 中断控制寄存器（如 EXTI_IMR）、模拟模式控制寄存器（ADC_CR） |
| 示例说明 | PA9 配置为 USART1_TX（替代 GPIO） | PB5 配置为上拉输入并触发 EXTI 中断 |
四、实际应用中的陷阱
1.复用功能优先于附加功能： 当引脚被设为 I2C_SDA（复用功能）时，其外部中断（附加功能）可能被自动禁用。
解决方式：参考手册 "Pin Function Table"，确保功能兼容性。
2.模拟输入的特殊性：若配置引脚为 ADC 输入（附加功能），通常会强制禁用上拉/下拉电阻。
五、总结
Alternate Functions：是代替 GPIO 的硬件外设功能（如 PWM、UART），必须通过专用寄存器切换。
Additional Functions：是辅助模块或灵活模式（如中断、模拟输入），可与部分其他功能共存。
复用功能是取代 GPIO，切换为固定外设；
附加功能是给引脚添加新能力，但可能受复用功能限制。