STM32 Comprensione delle impostazioni GPIO

Nella libreria di periferiche standard STM32, è necessario configurare GPIO.

Ma ci sono 3 funzioni che non so come configurarle;

• GPIO_InitStructure.GPIO_Speed
• GPIO_InitStructure.GPIO_OType
• GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd

In GPIO_Speed , ci sono 4 impostazioni tra cui scegliere

GPIO_Speed_2MHz  /*!< Low speed */
GPIO_Speed_25MHz /*!< Medium speed */
GPIO_Speed_50MHz /*!< Fast speed */
GPIO_Speed_100MHz

Come faccio a sapere da quale velocità scelgo? Vi sono vantaggi o svantaggi nell'utilizzo di alta o bassa velocità? (es: consumo di energia?)

Nel GPIO_OType , ci sono 2 impostazioni tra cui scegliere

GPIO_OType_PP // Push pull
GPIO_OType_OD // Open drain

Come sapere da quale scegliere? e che cos'è lo scarico aperto e push pull?

In GPIO_PuPd , ci sono 3 impostazioni tra cui scegliere

GPIO_PuPd_NOPULL // No pull
GPIO_PuPd_UP     // Pull up
GPIO_PuPd_DOWN   // Pull down

Penso che questa impostazione sia correlata all'impostazione iniziale di push pull.

• GPIO_PuPd (Pull-up / Pull-down)

  Nei circuiti digitali è importante che le linee di segnale non possano mai "fluttuare". Cioè, devono sempre essere in uno stato alto o basso. Quando fluttua, lo stato è indeterminato e causa alcuni diversi tipi di problemi.

  Il modo per correggere questo è aggiungere un resistore dalla linea del segnale a Vcc o Gnd. In questo modo, se la linea non viene pilotata attivamente in alto o in basso, il resistore causerà il potenziale di spostarsi a un livello noto.

  Il ARM (e altri microcontrollori) hanno circuiti integrati per farlo. In questo modo, non è necessario aggiungere un'altra parte al circuito. Se si sceglie "GPIO_PuPd_UP", ad esempio, è utile aggiungere un resistore tra la linea di segnale e Vcc.

• GPIO_OType (Tipo di output):

  Push-Pull: questo è il tipo di output che la maggior parte delle persone considera "standard". Quando l'uscita si abbassa, viene attivamente "tirata" a terra. Al contrario, quando l'output è impostato su high, viene attivamente "spinto" verso Vcc. Semplificato, si presenta così:

  

  Un output Open-Drain, d'altra parte, è attivo solo in una direzione. Può tirare il perno verso terra, ma non può guidarlo in alto. Immagina l'immagine precedente, ma senza il MOSFET superiore. Quando non sta tirando a terra, il MOSFET è semplicemente non conduttivo, causando il galleggiamento dell'uscita:

  

  Per questo tipo di uscita, è necessario aggiungere una resistenza di pull-up al circuito, che farà salire la linea quando non viene pilotata bassa. È possibile farlo con una parte esterna o impostando il valore GPIO_PuPd su GPIO_PuPd_UP.

  Il nome deriva dal fatto che lo scarico del MOSFET non è collegato internamente a nulla. Questo tipo di output è anche chiamato "open-collector" quando si utilizza un BJT invece di un MOSFET.

• GPIO_Speed

  Fondamentalmente, questo controlla la velocità di risposta (il tempo di salita e il tempo di caduta) del segnale di uscita. Più veloce è la velocità di risposta, maggiore è il rumore irradiato dal circuito. È buona norma mantenere la velocità di risposta lenta e aumentarla solo se si ha un motivo specifico.

GPIO Speed ​​è la frequenza massima che GPIO può produrre. Impostazioni più basse possono risparmiare energia.

Il tipo di uscita è se il pin afferma alti e bassi (push pull) o se l'uscita accende il gate di un FET che è attaccato al pin in corrispondenza dello scarico (Open drain). Ciò può essere utile se è necessario un pin collegato per poter abbassare un bus senza cortocircuitare altri pin.

Le resistenze pull-up collegano l'uscita del pin alla barra di alimentazione e pull down la collega tramite una resistenza a terra. Questo, tra le altre cose, controlla la tensione del pin anche se il bit è in uno stato di alta impedenza. Questo è importante per fare cose come usare un interruttore spot per cambiare un valore di ingresso digitale. Anche con l'interruttore aperto, l'ingresso è prevedibile.