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關(guān)于STM32的GPIO配置不同輸出速度會有什么影響?

黃工的嵌入式技術(shù)圈 ? 來源:黃工的嵌入式技術(shù)圈 ? 作者:黃工的嵌入式技術(shù) ? 2020-03-01 11:53 ? 次閱讀

今天有人問:GPIO配置不同輸出速度會有什么影響?你知道答案嗎?

1寫在前面

這個問題看起來比較簡單,我相信很多人都能說出答案。

但是,很多人都只是停留在表面,至于深層次的含義,估計很少有人思考。

需要更深理解其中含義,可能需要結(jié)合特定場景來說,我自己也是在項(xiàng)目中才深刻體會其中含義。

2GPIO輸出速度

不管標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫,還是STM32CubeMX配置GPIO輸出引腳,都會有速度GPIO_InitStruct.Speed這個選項(xiàng)。

類似如下:

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

根據(jù)不同MCU型號,速度選項(xiàng),有些有3個,有些有4個。一般定義在xxx_gpio.h文件中。

#define GPIO_Speed_2MHz GPIO_Speed_Level_1 /*!< I/O output speed: Low 2 MHz */#define GPIO_Speed_10MHz GPIO_Speed_Level_2 /*!< I/O output speed: Medium 10 MHz */#define GPIO_Speed_50MHz GPIO_Speed_Level_3 /*!< I/O output speed: High 50 MHz */

#define GPIO_SPEED_FREQ_LOW (0x00000000u) /*!< Low speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM (0x00000001u) /*!< Medium speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_HIGH (0x00000002u) /*!< High speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH (0x00000003u) /*!< Very high speed */

對于普通輸出GPIO,使用STM32CubeMX配置,默認(rèn)配置低:

當(dāng)然,如果配置成其他模式,有可能是中,或高。

比如:配置UARTCAN引腳,速度會是高。

提問:你想過為什么會是低、高嗎?

3實(shí)驗(yàn):測量GPIO輸出波形

不知道大家用示波器測量過GPIO輸出波形沒有,特別是在高速(單位M)的時候。

我以前經(jīng)常測量MCO引腳輸出時鐘,測量過的人應(yīng)該都知道,如果輸出速度和配置速度不匹配,會明顯看到波形不正常。

波形會出現(xiàn)不完整,幅度低等失真現(xiàn)象。

相信不用我說,有一定常識的人都能理解。

4具體原因

速度的配置,就是決定IO口驅(qū)動電路的響應(yīng)速度。

我們需要結(jié)合實(shí)際情況配置速度,不同速度會有不同的影響。

高低速差異:

配置高速:輸出頻率高,噪音大,功耗高,電磁干擾強(qiáng);

配置低速:輸出頻率低,噪音小,功耗低,電磁干擾弱;提高系統(tǒng)EMI(電磁干擾)性能;


看到差異,相信很多人就能理解了。

實(shí)際情況中,比如:低功耗的產(chǎn)品,你會考慮功耗。

環(huán)境不好的場合,通信不穩(wěn)定,你會考慮電磁干擾等。

舉例:

如果你使用9600波特率UART通信,建議速度配置為低。

所以,如果你想使產(chǎn)品更加完美,速度配置也是關(guān)鍵的一項(xiàng)。

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