求助：STM32F746IG GPIO翻转频率只有不到15MHz！

只看该作者 · 2017-10-1 15:26

本帖最后由 xzrsh 于 2017-10-1 17:31 编辑

开发板：野火746核心板（STM32F746IGT6两个双排针引出IO + SDRAM + SPI Flash W25Q128）
开发环境： IAR EWARM V7.50 + JLinkV9 SWD模式
测试代码：使用STM32Cube_FW_F7_V1.4.0里面的STM32F746ZG-Nucleo --- Examples --- GPIO --- GPIO_IOToggle --- EWARM工程

其中代码略微做了修改，IO口使用PH13作为输出。代码如下：

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;

int main(void)
{
      /* 1. Enable the CPU Cache */
      CPU_CACHE_Enable();

   /* 2. STM32F7xx HAL library initialization:       */
      HAL_Init();

/* 3. Configure the system clock to 216 MHz */
SystemClock_Config();

      /* 4. Enable GPIO Clock (to be able to program the configuration registers) */
   //__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
      __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

   /* 5. Configure IO in output push-pull mode to drive external LEDs */
      GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
      GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
      GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;//GPIO_PIN_0;
      //HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
      HAL_GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStruct);

   /* 6. Toggle IO in an infinite loop */
      while (1)
      {
            //HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOH, GPIO_PIN_13);
            /* 中间有很多这样的翻转语句 */
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOH, GPIO_PIN_13);             /* Insert delay 100 ms */
            //HAL_Delay(100);
      }
}
main函数中所使用的系统初始化配置函数就不贴出来了，各个样例工程中都有，MDK使用的也是一样的函数。

下载到MCU中后，运行结果是翻转频率只有15MHz不到，如图所示：

（大概频率略有差异，但波形基本如此）

修改翻转代码，不使用库函数HAL_GPIO_TogglePin()，而使用寄存器直接赋值：
   /* 6. Toggle IO in an infinite loop */
      while (1)
      {
               GPIOH->BSRR = GPIO_PIN_13;             GPIOH->BSRR = (GPIO_PIN_13 << 16);
            /* 中间有很多这样的翻转语句 */
            GPIOH->BSRR = GPIO_PIN_13;
            GPIOH->BSRR = (GPIO_PIN_13 << 16);
            /* Insert delay 100 ms */
            //HAL_Delay(100);
      }

这个输出就很怪异了，大部分是中间电平（1.6V左右），偶尔蹦出个高电平或低电平的脉冲出来，如下两图：

对其中的中间电平部分（就是比较密集的看起来像杂波）拉宽后，如下图：

可以看出，其波动频率大约为50MHz。

对翻转代码的寄存器赋值后，都增加一条读寄存器指令：
   /* 6. Toggle IO in an infinite loop */
      while (1)
      {
               GPIOH->BSRR = GPIO_PIN_13;             (void)GPIOH->IDR;
            GPIOH->BSRR = (GPIO_PIN_13 << 16); (void)GPIOH->IDR;
            /* 中间有很多这样的翻转语句 */
            GPIOH->BSRR = GPIO_PIN_13;                (void)GPIOH->IDR;
            GPIOH->BSRR = (GPIO_PIN_13 << 16); (void)GPIOH->IDR;
            /* Insert delay 100 ms */
            //HAL_Delay(100);
      }

上述代码就可以得到正常翻转的波形，但频率仍和使用库函数HAL_GPIO_TogglePin()时差不多，也不到15MHz。

根据ST的数据手册和参考手册以及宣传资料可知，STM32F7的GPIO挂在AHB下，可以做到每2个HCLK改变一次IO的状态，216/2 = 108MHz，方波频率 = 54MHz。
从实际情况来看，好像指令也执行了，但相应的上下MOS管并没有适时彻底开通从而输出高/低电平，只是偶尔才会彻底打开一下驱动MOS管，大部分情况都是处于没彻底导通的情形。

有谁知道这是怎么回事儿吗？