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一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

h12121 发布时间:2021-2-25 14:48
一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

4.1.jpg

一年多前写过一篇《STM8S芯片GPIO脚复用AD功能后无法回到GPIO状态问题》的小文,介绍STM8S芯片的ADC应用时相关施密特触发器未适时开关而导致的问题。

大致内容就是某一GPIO口被复用为AD输入脚做相关AD检测。之后,把该脚AD功能禁用掉,再配置切换为带下降沿触发的外部中断触发脚,让其作为芯片休眠唤醒脚。

奇怪的是,那样设置后根本没法唤醒。即使不做休眠,做好切换配置后,直接查看该脚的IDR位的电平,不管外部输入如何,发现对应IDR位始终提示为0.

后来找到原因是跟那个施密特触发器的配置有关。可能有人觉得该问题是钻牛角尖,其实,也不尽然。毕竟应用需求是五花八门的,遇到的问题往往也是五彩缤纷,问题不论大小折磨起人来也是不分男女老少的。

这里再次分享个类似话题 ,希望能让见到本文的人有所启示。工程师反馈基本情况如下:

使用STM8S芯片开发。因为TIM1/2都用做PWM了,所以用TIM4来做基本定时。
TIM4正常中断,UART1串口发送正常,就是串口接收中断进不去。
但只要把  TIM4_initialzation();屏蔽掉,串口马上正常中断接收,一旦打开TIM4,串口就接收不了,其它功能都正常。

上面是该工程师对症状的基本描述和初步判断。【当然,调试遇到麻烦时候的判断难免有偏差,偏差大小因人因景不同,有时甚至完全误判。】
下面是他的主循环代码【为了排版和阅读,做了些删减】

  1. int main( void )
  2. {
  3.   CLK_DeInit(); //寄存器复位
  4.   CLK_HSICmd(ENABLE); //内部高速时钟使能
  5.   CLK_HSIPrescalerConfig( ); //分频
  6.   GPIO_initialzation();
  7.   uart_initialzation();
  8.   PWM1_initialzation();
  9.   PWM2_initialzation();
  10.   TIM4_initialzation();  //TIM4初始化
  11.   enableInterrupts();//* 开启总中断 */

  12.   Ts_cnt = 1000;
  13.   Ls_cnt = 500;

  14.   while(1)
  15.   {
  16.       PLED_flash(499); //LED 闪烁
  17.       relay_control(); //继电器控制
  18.       CCT_calculate();//获取相关AD值
  19.       send_information();//输出提示信息
  20.       if(Flag_rec)
  21.       {
  22.       。。。。。。【略】
  23.       }   
  24.   }
  25. }
复制代码

现在的情况是当注释掉上面的 TIM4_initialzation();语句后,UART-RX接收中断就正常。

TIM4只是做基本时钟,不涉及外面其它硬件,最大可能是二者中断优先级有冲突导致UART-RX的正常接收。但当把UART-RX中断优先级调高于TIM4的更新中断时问题并无好转。

但事实又的确显示出TIM4的中断跟UART-RX接收有关系。

TIM4、UART1初始化代码只是些各种相关基本配置,不跟别的外设有关联。不妨看看TIM4、UART1中断服务程序里能否找到些蛛丝马迹。

  1. INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler,23)
  2. {
  3.   TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);

  4.   ms_cnt++;//LED FLASH
  5.   Ts_cnt++; //AD sample
  6.   Ls_cnt++; //relay control
  7.   uart_cnt++;//send information

  8.   PWM2_duty_setting(Ts_cnt);
  9.   pwm1_correct_cnt++;
  10.   if(pwm1_correct_cnt > 100)
  11.   {
  12.     pwm1_correct_cnt = 0;
  13.     if(pwm1_cnt > CCT_target)
  14.       pwm1_cnt--;
  15.     else
  16.       pwm1_cnt++;
  17.     PWM1_duty_setting(pwm1_cnt);
  18.   }
  19. }

  20. INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler,18)
  21. {
  22.   static uint8_t index = 0;
  23.   UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
  24.   recived_data[index] = UART1_ReceiveData8(); //读数据
  25.   if(recived_data[0] == 0x41)
  26.   {
  27.     index++;
  28.     if((index > 7)&&(recived_data[7] == 0x0d))
  29.     {
  30.       index = 0;
  31.       Flag_rec = 1;
  32.     }
  33.   }
  34.   else
  35.   {
  36.     index = 0;
  37.     recived_data[0] = 0;
  38.   }
  39. }
复制代码

从TIM4的中断服务程序里出现了好几个全局变量,看看这些全局变量哪些函数会用到。因为TIM4的主要功能就是计数定时,下面几个计时变量肯定是给别人用的。
  1. ms_cnt++;//LED FLASH
  2.   Ts_cnt++; //AD sample
  3.   Ls_cnt++; //relay control
  4.   uart_cnt++;//send information
复制代码

问题到这里,继续往下查就需要耐心了。客户代码不复杂,用到的外设模块也不多,主循环里也就下面几个函数,一个个函数模块进行排查。

  1. PLED_flash(499); //LED闪烁
  2. relay_control(); //继电器控制
  3. CCT_calculate();//做AD转换
  4. send_information();//输出提示信息
复制代码

后来发现TIM4保持工作的同时屏蔽CCT_calculate();,UART-RX能正常接收。看来TIM4并非是影响UART接收的元凶。不过CCT_calculate()的运行还是跟TIM4中断有关,有个变量TS_CNT是在TIM4中断里进行累加的。

看看下面CCT_calculate()的代码,里面有个条件判断,即if(Ts_cnt > 1000)的判断。

  1. voidCCT_calculate(void)
  2. {
  3.    if(Ts_cnt> 1000)
  4.    {
  5.      Ts_cnt = 0;
  6.      T_ad = Get_ADCCH_Value(Ts_channel);
  7.      T_degree = cal_temp(T_ad)-11;
  8.    
  9.      。。。。。。【略】
  10.      }
  11. }
复制代码

如果TIM4被屏蔽不工作,TS_CNT就不会得到累加而大于1000然后往下执行Get_ADCCH_Value();函数。该Get_ADCCH_Value();函数对ADC做初始化之后执行AD转换并获取相关AD值。

正是在ADC初始化代码里有对相关ADC通道对应脚的施密特触发器做了禁用配置。而且该ADC通道脚跟UART-RX脚又是复用的,麻烦就此产生了。

4.2.jpg

在STM8MCU的GPIO 的各IO模块里有个施密特触发器,通过寄存器ADC_TDR控制其开和关。默认情况下是打开的,IO脚的信号可以自由通过它进到输入寄存器或其它外设模块。

如果某管脚做AD模拟输入时,建议通过ADC_TDR将相应的施密特触发器关闭,目的是为了降低GPIO的功耗。如下图所示,当施密特触发器被关闭后,不管外部引脚电平如何变化,它的输出恒定为0。

4.3.jpg

结合到本案例中的问题,因为他在AD转换函数中初始化AD时关闭了该施密特触发器,该脚又复用为UART-RX,此时RX信号根本进不到UART接收模块中,不能产生UART接收中断也就自然而然了。

后来当它打开施密特触发器后,URAT-RX接收也就正常了。

显然,客户最先认为的TIM4影响UART-RX是个错觉。因为它是每隔一定时间才去做AD转换,同时做些AD初始化配置。如果TIM4关闭了,相应的时间条件不成立也就不去做AD转换,也就不会禁用施密特触发器,进而就不会发生UART-RX失败的情况。

谈到这里,就此打住,目的想让大家通过类似案例分享而有所收获。

文章出处: 茶话MCU


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