有讀者問:GPIO配置不同輸出速度會有什么影響?
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,沒有在項目中經歷過,也沒有更深入的去了解。
很早之前年的單片機可能沒有輸出速度這個配置選項,但是這后面的單片機基本都有配置速度的選項,下面結合STM32來簡單介紹一下。
2、GPIO輸出速度
不管標準外設庫,還是STM32CubeMX配置GPIO輸出引腳,都會有速度GPIO_InitStruct.Speed這個選項。
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);
根據不同MCU型號,速度選項,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,默認配置低:
當然,如果配置成其他模式,有可能是中,或高。
提問:你想過為什么會是低、高嗎?
3、實驗: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。
我以前經常測量MCO引腳輸出時鐘,測量過的人應該都知道,如果輸出速度高于配置速度,會明顯看到波形不正常。
波形會出現不完整,幅度低等失真現象。
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口驅動電路的響應速度。
我們需要結合實際情況配置速度,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;
配置低速:輸出頻率低,噪音小,功耗低,電磁干擾弱;提高系統EMI(電磁干擾)性能;
看到差異,相信很多人就能理解了。
實際情況中,比如:低功耗的產品,你會考慮功耗。
環境不好的場合,通信不穩定,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,如果你想使產品更加完美,速度配置也是關鍵的一項。
審核編輯:彭菁
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