STM32 GPIO速度，模式等理解
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1、輸入/輸出模式（參考stm32手冊(cè)）
2、GPIO輸出模式下，幾種速度的區(qū)別：
(1). GPIO 引腳速度： GPIO_Speed_2MHz
(如果一個(gè)信號(hào)的頻率超過(guò)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(guò)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(guò)簡(jiǎn)單的程序測(cè)試，用示波器觀察到的翻轉(zhuǎn)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(xiě)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(kāi)，所以輸出速度配置無(wú)意義。
3、在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)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(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。
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(kāi)漏輸出_Out_OD——應(yīng)用于I2C總線； （STM32開(kāi)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(guò)重映射，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功
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(méi)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：
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(kāi)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T(mén)IM2_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.
2、GPIO輸出模式下，幾種速度的區(qū)別：
(1). GPIO 引腳速度： GPIO_Speed_2MHz
(如果一個(gè)信號(hào)的頻率超過(guò)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(guò)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(guò)簡(jiǎn)單的程序測(cè)試，用示波器觀察到的翻轉(zhuǎn)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(xiě)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(kāi)，所以輸出速度配置無(wú)意義。
3、在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)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(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。
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(kāi)漏輸出_Out_OD——應(yīng)用于I2C總線； （STM32開(kāi)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(guò)重映射，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功
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(méi)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：
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(kāi)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T(mén)IM2_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.
評(píng)論