【CW32L012】MCU的IO口阈值判断

MCU的GPIO外设是我们最常用的外设，也是应用场景最多的外设，我们时常需要读取IO口的高低电平，输出IO口的高低电平，输出的是模拟电压或者是数字电压，模拟电压是根据模拟外设输出的连续电压，不在这篇文章的探讨范围，输出的数字电压是0和1，只有0V或者给芯片供电的VDD。使用GPIO数字输入功能的时候，读取外部电压，高于多少V的电压MCU判断为高电平，低于多少V的电压判断为低电平，这就是一个比较有意思的事情了，而我这篇文章就是要探讨我们MCU对于外部输入电压高低电平的判断。

首先给大家阐明的就是我们测试的平台：

MCU:CW32L012

MCU供电电压：VDD=3.264V：

测试IO：PA10

测试方法：使用了两种测试方法，后文详细阐述

接着我们看一下官方给出的理想实验数据，这是IO口的电气特性：

这是GPIO外设的结构框图：

结构框图中的这个符号需要提前给大家介绍一下,这个三角符号代表的硬件就是施密特触发器，这个器件对于IO口高低电平的判断有极大的影响，他的本质就是带两个不同阈值电压的比较器，有回差（滞环），抗抖动、抗噪声能力极强，专门解决信号毛刺、开关弹跳、波形整形问题，这对于读取外部电压是极其重要的。

施密特触发器的特征是：电压从低往高上升：必须冲到 ≥上限阈值，输出才翻转为高电平，电压从高往高下降：必须跌到 ≤下限阈值，输出才翻转为低电平

方法一：

按数据手册，先调节好相应的电压值（如：0.3*VDD、0.4*VDD、0.5*VDD……），然后分别直接加到IO口上，看MCU程序的高低电平读取结果；

测试结果：

低电平：<0.4*VDD（1.305V）

高电平：>0.5*VDD（1.634V）

中间的电平（1.3~1.6）：可能为高，也可能为低

由于测试时，是先调好电压，再接到IO口上，测试完后去掉连接（此时IO口悬空），等调好下一个电压，又再接到IO口上），故此对中间的电平不能起到“施密特触发迟滞”的作用！

方法二：

IO口固接在一个电位器的调节输出端，从0开始增加电压，或者从3.3V开始减少电压，看看MCU程序的高低电平读取结果；

方法二的IO口是一直接在电位器的输出上的，方法一是先调好电压，再接到IO上，测试完后去掉连接（此时IO口悬空），等调好下一个电压，又再接到IO上

测试结果：

1. 从0开始增加电压，增到1.37V时，MCU从原来的低，判定为高。（约为0.4*VDD）

2. 从3.3V开始减少电压，减到1.84V时，MCU从原来的高，判定为低。（约为0.56*VDD）

回差约为：1.84-1.37=0.47V，与数据手册基本一致；并且确认是“施密特触发迟滞电压”起作用了

这是测量的过程，用万用表实测加在PA10IO口上的电压，软件进入调试模式，打断点看程序断在了高电平的判断里还是停在了低电平的判断里。

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