电子说
有读者问:GPIO配置不同输出速度会有什么影响?
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,没有在项目中经历过,也没有更深入的去了解。
很早之前年的单片机可能没有输出速度这个配置选项,但是这后面的单片机基本都有配置速度的选项,下面结合STM32来简单介绍一下。
2、GPIO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,如果输出速度高于配置速度,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。
审核编辑:彭菁
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