GPIO（通用输入输出）是微控制器中的重要组成部分，它们的输出速度配置看似是个小细节，实则对整个系统的性能有着不可忽视的影响。许多人在使用时可能并未深究其背后的原因，今天我们就来聊聊GPIO配置不同输出速度的影响。
在过去，老式的单片机可能并不提供输出速度的配置选项，但现代的单片机，如STM32系列，都已经支持这一功能。在配置GPIO输出引脚时，我们常常会遇到一个名为Speed的选项，用于定义GPIO的输出速度。
以STM32为例，Speed选项可能有三个或四个，这取决于具体的MCU型号。它们通常在xxx_gpio.h头文件中定义，如GPIO_Speed_2MHz、GPIO_Speed_10MHz等，分别对应不同的输出速度。
那么，为什么我们需要关心GPIO的输出速度呢？这与驱动电路的响应速度密切相关。不同的输出速度会带来不同的影响：
1. 高速输出：当输出频率较高时，信号在传输过程中可能会产生较大的噪音，功耗也会相应增加，同时电磁干扰也会更强。这在高速通信接口如uart、CAN中尤为明显。
2. 低速输出：相对地，低速输出时，信号传输的噪音较小，功耗较低，电磁干扰也较弱，有助于提高系统的EMI（电磁干扰）性能。
因此，在实际应用中，我们需要根据实际情况来选择合适的输出速度。例如，在低功耗产品设计中，我们会优先考虑功耗；在电磁干扰较强的环境中，我们会考虑如何降低干扰。
举一个具体的例子，如果使用9600波特率的UART进行通信，那么建议将GPIO的输出速度配置为低速，这样可以确保信号传输的稳定性和可靠性。
此外，我们还应该考虑到信号完整性。在使用示波器测量GPIO输出波形时，如果输出速度高于配置速度，波形可能会出现失真，如不完整或幅度降低等。这些失真可能会对信号的传输造成影响，特别是在高速信号传输时。
综上所述，GPIO输出速度的配置并不是一个可以随意设置的参数。它影响着系统的功耗、电磁兼容性以及信号传输的稳定性。作为一名电子工程师，了解并合理配置GPIO的输出速度，是优化产品设计的重要一环。
在实践中，我们还需不断积累经验，结合具体的场景和需求，做出最合适的选择。只有这样，我们的产品才能在性能和可靠性上更上一层楼。
有读者问：GPIO配置不同输出速度会有什么影响？
1、写在前面
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。
很早之前年的单片机可能没有输出速度这个配置选项，但是这后面的单片机基本都有配置速度的选项，下面结合STM32来简单介绍一下。
2、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？
3、实验：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。
4、具体原因
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。
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。
审核编辑：彭菁
