不同速度單片機(jī)IO配置差異的原因是什么

這是一個初學(xué)者不會去了解的問題，但會使老司機(jī)掉坑的問題。

這也是最近在技術(shù)交流群看到的一個問題，今天我們就簡單聊一聊。

概 述

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(jīng)歷過，也沒有更深入的去了解。

很早以前的單片機(jī)可能沒有輸出速度這個配置選項，但后來的單片機(jī)基本都有配置速度的選項。下面，我們結(jié)合STM32簡單介紹一下。

GPIO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。

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，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UART、CAN引腳，速度會是高。

提問：你想過為什么會是低、高嗎？

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，如果輸出速度高于配置速度，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。

差異原因

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。

在實際情況中，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。

編輯：黃飛

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