STM32的GPIO配置不同输出速度会有什么影响?

strongerHuang 2019-06-14 20:05

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今天有人问:GPIO配置不同输出速度会有什么影响? 你知道答案吗?


1写在前面

这个问题看起来比较简单,我相信很多人都能说出答案。


但是,很多人都只是停留在表面,至于深层次的含义,估计很少有人思考


需要更深理解其中含义,可能需要结合特定场景来说,我自己也是在项目中才深刻体会其中含义。



2GPIO输出速度

不管标准外设库,还是STM32CubeMX配置GPIO输出引脚,都会有速度GPIO_InitStruct.Speed这个选项。


类似如下:

  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);


根据不同MCU型号,速度选项,有些有3个,有些有4个。一般定义在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 */


对于普通输出GPIO,使用STM32CubeMX配置,默认配置低:


当然,如果配置成其他模式,有可能是中,或高。


比如:配置UART、CAN引脚,速度会是高。


提问:你想过为什么会是低、高吗?



3实验:测量GPIO输出波形

不知道大家用示波器测量过GPIO输出波形没有,特别是在高速(单位M)的时候。


我以前经常测量MCO引脚输出时钟,测量过的人应该都知道,如果输出速度和配置速度不匹配,会明显看到波形不正常。


波形会出现不完整,幅度低等失真现象。


相信不用我说,有一定常识的人都能理解。



4具体原因

速度的配置,就是决定IO口驱动电路的响应速度。


我们需要结合实际情况配置速度,不同速度会有不同的影响


高低速差异:

配置高速:输出频率高,噪音大,功耗高,电磁干扰强; 


配置低速输出频率低,噪音小,功耗低,电磁干扰弱;提高系统EMI(电磁干扰)性能;


看到差异,相信很多人就能理解了。


实际情况中,比如:低功耗的产品,你会考虑功耗。


环境不好的场合,通信不稳定,你会考虑电磁干扰等。


举例:

如果你使用9600波特率UART通信,建议速度配置为低。


所以,如果你想使产品更加完美,速度配置也是关键的一项。



推荐阅读:

1.关于GPIO的几种模式

2.STM32开发工具之STM Studio调试和诊断工具讲解


5最后

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