一个与STM32 GPIO输出速率相关的话题

STMCU小助手 · 2021-02-04T05:32:55+00:00

一个与STM32GPIO输出速率相关的话题 3 ^1 r; \5 o' z; r 对于STM32芯片，其GPIO输出可根据不同的应用需求而灵活选择不同档次的输出速率。一般分为低、中、高或者很高几个档次，具体速率视不同的STM32芯片而定。 . O8 L( A* w9 x1 a/ C不妨以STM32F407为例，它分四个输出档次，具体的数值范围参考芯片数据手册的I/O的交流特性部分。 7 G/ S$ e/ Y$ d( o) N % z; G0 z& U b $ ], S5 }1 z; |! c* `5 d0 N 这个输出速率主要体现I/O驱动电路的输出反应能力，通过选择不同的输出驱动速率，实现最佳的噪声与和功耗控制。不难理解，选择输出驱动速率越高，噪声也越大，相应的芯片功耗也会越大。所以对于这个输出频率的选择，不要太随意，合适就好。在满足应用的需求的前提下，就不要随意往高端速率选择。 1 N/ @% Q+ ?8 [4 P W; J9 k 这里说几个简单的应用案例，以加深印象和理解。' h: Q" Q" L* w( p5 J; G% n! A 1、LED闪烁快慢不一致* i; i4 N& S( b0 r: T 某客户使用STM32F4芯片做产品开发，其中用到 while( count++ > 0xffffff) 做软件delay,然后让LED闪烁。相关代码甚为简单，却发现产品的一致性不好，LED 闪烁有的快有的慢。 + j5 b' T8 W' }, f! I0 C0 _反复排查代码原因，未发现程序逻辑错误。后来尝试将LED 驱动脚的Output Speed设置从very high调整为 low 后一切正常。 7 \3 D7 ?7 E, C, t$ V \/ T' f# R- q 2、Audio 噪声 * e: S/ D0 r* q# K" A某客户使用STM32芯片做产品开发。其中有I2S的音频播放功能。客户在调试时用到Printf串口打印，发现使用printf输出时会出现噪音，如果关闭printf则正常。1 @7 S2 l+ O+ d" H5 K7 J$ Q+ I u, R5 u 后来，反复查看代码，直到将UART的TX输出端口的管脚输出速率由very high改为Low后噪声消失。. n. S; [% P4 y% H 3、SPI通信异常 3 ?* i4 r: M) u' c [4 y4 m# Y7 ^) @有人使用STM32芯片开发产品，其中用到SPI通信。STM32做主，其它外围器件做从，有时发现SPI读取数据总是出错。 ! K; @* P% {. N; u0 S ?对于这里的通信出错，如果SPI通信端口脚的输出速率选择跟实际通信速率不合适的话也会出现。相比实际速率需求，过高或过低了都会导致通信出错。好，抛砖引玉似地罗列上面几个案例。这里顺便聊下跟GPIO输出速率有关的I/O补偿单元。( k" N5 m; T' A5 K; ^0 e$ N 目前STM32家族的9大系列里面，其中高性能的STM32F2/STM32F4/STM32F7系列的芯片，都带有GPIO补偿单元。0 v9 d3 h6 l2 o& C% C" Z; C/ }" j - a4 d$ e3 R* O, k' J 该补偿单元的功能就是对GPIO的输出摆率进行合理控制以降低I/O噪声和功耗。当你在产品开发中需要配置50M或更高的输出速率时，强烈建议开启该补偿单元。- E# q$ R* K; X 总之，对于STM32 GPIO输出速率的选择问题，我们在开发应用中要多加注意。如果因为这个输出速率选择导致麻烦，原因往往比较隐晦，很难直接从代码语句或程序逻辑上找到突破。在满足实际应用需求的前提下，速率就低不就高，这对降低功耗、减少噪声、改善EMI都有好处。当然，如果选择过低于实际需求的输出速率也不可取，那样会导致输出失真、通信异常等问题，自然也违背了ST设计多档位输出速率的初衷。 1 O' Q! ^* \8 p7 }* @文章出处：茶话MCU % L$ O$ F" ]5 s& Q

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STMCU小助手发布时间：2021-2-4 13:32

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一个与STM32GPIO输出速率相关的话题

对于STM32芯片，其GPIO输出可根据不同的应用需求而灵活选择不同档次的输出速率。一般分为低、中、高或者很高几个档次，具体速率视不同的STM32芯片而定。

不妨以STM32F407为例，它分四个输出档次，具体的数值范围参考芯片数据手册的I/O的交流特性部分。

这个输出速率主要体现I/O驱动电路的输出反应能力，通过选择不同的输出驱动速率，实现最佳的噪声与和功耗控制。不难理解，选择输出驱动速率越高，噪声也越大，相应的芯片功耗也会越大。所以对于这个输出频率的选择，不要太随意，合适就好。在满足应用的需求的前提下，就不要随意往高端速率选择。

这里说几个简单的应用案例，以加深印象和理解。

1、LED闪烁快慢不一致

* i; i4 N& S( b0 r: T

某客户使用STM32F4芯片做产品开发，其中用到 while( count++ > 0xffffff) 做软件delay,然后让LED闪烁。相关代码甚为简单，却发现产品的一致性不好，LED 闪烁有的快有的慢。

反复排查代码原因，未发现程序逻辑错误。后来尝试将LED 驱动脚的Output Speed设置从very high调整为 low 后一切正常。

2、Audio 噪声

* e: S/ D0 r* q# K" A

某客户使用STM32芯片做产品开发。其中有I2S的音频播放功能。客户在调试时用到Printf串口打印，发现使用printf输出时会出现噪音，如果关闭printf则正常。

后来，反复查看代码，直到将UART的TX输出端口的管脚输出速率由very high改为Low后噪声消失。

3、SPI通信异常

3 ?* i4 r: M) u' c [4 y4 m# Y7 ^) @

有人使用STM32芯片开发产品，其中用到SPI通信。STM32做主，其它外围器件做从，有时发现SPI读取数据总是出错。

对于这里的通信出错，如果SPI通信端口脚的输出速率选择跟实际通信速率不合适的话也会出现。相比实际速率需求，过高或过低了都会导致通信出错。

好，抛砖引玉似地罗列上面几个案例。这里顺便聊下跟GPIO输出速率有关的I/O补偿单元。

目前STM32家族的9大系列里面，其中高性能的STM32F2/STM32F4/STM32F7系列的芯片，都带有GPIO补偿单元。

该补偿单元的功能就是对GPIO的输出摆率进行合理控制以降低I/O噪声和功耗。当你在产品开发中需要配置50M或更高的输出速率时，强烈建议开启该补偿单元。

总之，对于STM32 GPIO输出速率的选择问题，我们在开发应用中要多加注意。如果因为这个输出速率选择导致麻烦，原因往往比较隐晦，很难直接从代码语句或程序逻辑上找到突破。在满足实际应用需求的前提下，速率就低不就高，这对降低功耗、减少噪声、改善EMI都有好处。当然，如果选择过低于实际需求的输出速率也不可取，那样会导致输出失真、通信异常等问题，自然也违背了ST设计多档位输出速率的初衷。

文章出处：茶话MCU