stm32 GPIO 速度 模式理解

2、GPIO輸出模式下，幾種速度的區(qū)別：

(1). GPIO 引腳速度： GPIO_Speed_2MHz (10MHz, 50MHz) ;

又稱輸出驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度：（芯片內(nèi)部在I/O口的輸出部分安排了多個(gè)響應(yīng)速度不同的輸出驅(qū)動(dòng)電路，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路，通過選擇速度來選擇不同的輸出驅(qū)動(dòng)模塊，達(dá)到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。）

可理解為: 輸出驅(qū)動(dòng)電路的帶寬：即一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可以不失真地通過信號(hào)的最大頻率。

(如果一個(gè)信號(hào)的頻率超過了驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度，就有可能信號(hào)失真。失真因素？)

如果信號(hào)頻率為10MHz，而你配置了2MHz的帶寬，則10MHz的方波很可能就變成了正弦波。就好比是公路的設(shè)計(jì)時(shí)速，汽車速度低于設(shè)計(jì)時(shí)速時(shí)，可以平穩(wěn)地運(yùn)行，如果超過設(shè)計(jì)時(shí)速就會(huì)顛簸，甚至翻車。

關(guān)鍵是： GPIO的引腳速度跟應(yīng)用相匹配，速度配置越高，噪聲越大，功耗越大。

帶寬速度高的驅(qū)動(dòng)器耗電大、噪聲也大，帶寬低的驅(qū)動(dòng)器耗電小、噪聲也小。使用合適的驅(qū)動(dòng)器可以降低功耗和噪聲

比如：高頻的驅(qū)動(dòng)電路，噪聲也高，當(dāng)不需要高的輸出頻率時(shí)，請(qǐng)選用低頻驅(qū)動(dòng)電路，這樣非常有利于提高系統(tǒng)的EMI性能。當(dāng)然如果要輸出較高頻率的信號(hào)，但卻選用了較低頻率的驅(qū)動(dòng)模塊，很可能會(huì)得到失真的輸出信號(hào)。關(guān)鍵是GPIO的引腳速度跟應(yīng)用匹配（推薦10倍以上？）。

比如：

①　USART串口，若最大波特率只需115.2k，那用2M的速度就夠了，既省電也噪聲小。

②　I2C接口，若使用400k波特率，若想把余量留大些，可以選用10M的GPIO引腳速度。

③　SPI接口，若使用18M或9M波特率，需要選用50M的GPIO的引腳速度。

(2). GPIO的翻轉(zhuǎn)速度指：輸入/輸出寄存器的0 ，1 值反映到外部引腳(APB2上)高低電平的速度.手冊(cè)上指出GPIO最大翻轉(zhuǎn)速度可達(dá)18MHz。

@通過簡(jiǎn)單的程序測(cè)試，用示波器觀察到的翻轉(zhuǎn)時(shí)間: 是綜合的時(shí)間，包括取指令的時(shí)間、指令執(zhí)行的時(shí)間、指令執(zhí)行后信號(hào)傳遞到寄存器的時(shí)間(這其中可能經(jīng)過很多環(huán)節(jié)，比如AHB、APB、總線仲裁等)，最后才是信號(hào)從寄存器傳輸?shù)揭_所經(jīng)歷的時(shí)間。

如：有上拉電阻，其阻值越大，RC延時(shí)越大，即邏輯電平轉(zhuǎn)換的速度越慢，功耗越大。

(3).GPIO 輸出速度：與程序有關(guān)，(程序中寫的多久輸出一個(gè)信號(hào))。

2、GPIO口設(shè)為輸入時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路與端口是斷開，所以輸出速度配置無意義。

3、在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式。

4、所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。

5、GPIO口的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。

一般應(yīng)用：

模擬輸入_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電。

浮空輸入_IN_FLOATING ——可以做KEY識(shí)別，RX1

開漏輸出_Out_OD——應(yīng)用于I2C總線； （STM32開漏輸出若外部不接上拉電阻只能輸出0）

二. 管腳的復(fù)用功能 重映射

1、復(fù)用功能：內(nèi)置外設(shè)是與I/O口共用引出管腳（不同的功能對(duì)應(yīng)同一管腳）

STM32 所有內(nèi)置外設(shè)的外部引腳都是與標(biāo)準(zhǔn)GPIO引腳復(fù)用的，如果有多個(gè)復(fù)用功能模塊對(duì)應(yīng)同一個(gè)引腳，只能使能其中之一，其它模塊保持非使能狀態(tài)。

2、重映射功能：復(fù)用功能的引出腳可以通過重映射，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功 能的引出腳位是可通過程序改變到其他的引腳上！

直接好處：PCB電路板的設(shè)計(jì)人員可以在需要的情況下，不必把某些信號(hào)在板上繞一大圈完成聯(lián)接，方便了PCB的設(shè)計(jì)同時(shí)潛在地減少了信號(hào)的交叉干擾。

如：USART1： 0: 沒有重映像(TX/PA9，RX/PA10)； 1: 重映像(TX/PB6，RX/PB7)。

（參考AFIO_MAPR寄存器介紹）[0,1為一寄存器的bit值]

【注】 下述復(fù)用功能的引出腳具有重映射功能：

- 晶體振蕩器的引腳在不接晶體時(shí)，可以作為普通I/O口

- CAN模塊； - JTAG調(diào)試接口；- 大部分定時(shí)器的引出接口； - 大部分USART引出接口

- I2C1的引出接口； - SPI1的引出接口；

舉例：對(duì)于STM32F103VBT6，47引腳為PB10，它的復(fù)用功能是I2C2_SCL和 USART3_TX，表示在上電之后它的默認(rèn)功能為PB10，而I2C2的SCL和USART3的TX為它的復(fù)用功能；另外在TIM2的引腳重映射后，TIM2_CH3也成為這個(gè)引腳的復(fù)用功能。

(1)要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能，則需要配置47腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出，配置48腳為某種輸入模式，同時(shí)使能USART3并保持I2C2的非使能狀態(tài)。

(2)使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3，則需要對(duì)TIM2進(jìn)行重映射，然后再按復(fù)用功能的方式配置對(duì)應(yīng)引腳.