不同速度单片机IO配置差异的原因是什么

这是一个初学者不会去了解的问题,但会使老司机掉坑的问题。
这也是最近在技术交流群看到的一个问题,今天我们就简单聊一聊。
概 述
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。
很早以前的单片机可能没有输出速度这个配置选项,但后来的单片机基本都有配置速度的选项。下面,我们结合stm32简单介绍一下。
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?
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。
差异原因
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。
在实际情况中,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。


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