一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

$ g) I5 H& A% ^8 Y! G$ X

& h9 z7 ]0 e3 \, ^6 k( E; H# U

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。

$ l. b2 m: ]7 `% X3 t4 m  V, B% ~

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。

2 J# U5 `. o  }

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。

1 V" S% Z+ ~8 y. r- E, H# r; u

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】

9 {! }/ Z. n0 C& Y8 W" @( t

1. int main( void )
   ' Z9 `  p( J/ @9 [8 Y
2. {
     W/ Y* s  E- M' o
3.   CLK_DeInit(); //寄存器复位
   
4.   CLK_HSICmd(ENABLE); //内部高速时钟使能
   , Z  M' k4 {9 H% i
5.   CLK_HSIPrescalerConfig( ); //分频
   
6.   GPIO_initialzation();
   ! a) k8 Y* t3 ^- W) G
7.   uart_initialzation();
   " S! M* y' O& M
8.   PWM1_initialzation();
   
9.   PWM2_initialzation();
   
10.   TIM4_initialzation();  //TIM4初始化
    
11.   enableInterrupts();//* 开启总中断 */
    ) Z: s8 q7 Q- m0 E2 L0 k
12. 
    ' M4 y! A0 o* ]  |8 o5 S) V
13.   Ts_cnt = 1000;
    
14.   Ls_cnt = 500;
    
15. 
    
16.   while(1)
    
17.   {
    
18.       PLED_flash(499); //LED 闪烁
    & [1 L7 R; Y- i6 X
19.       relay_control(); //继电器控制
    9 ?* V+ C; i! I) d: |: z7 z
20.       CCT_calculate();//获取相关AD值
    
21.       send_information();//输出提示信息
    
22.       if(Flag_rec)
    % u1 Y  U8 N: {, K, w
23.       {
    
24.       。。。。。。【略】
      j* [1 h" m: @
25.       }   
    
26.   }
    ) p1 c" e1 N! u
27. }

复制代码

4 t# x3 z+ R, W2 {: r# I. s3 N

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。

. a4 R, |& K6 W' v" i3 d

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)
   4 d- @# R0 w$ J3 |! {% x: }2 I0 S
2. {
   7 c" C& D1 Q! v$ Q& j
3.   TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);
   ! ~' G2 I- a) L% a6 s3 e, g! K+ F
4. 
   
5.   ms_cnt++;//LED FLASH
   + {" a+ P: V+ q1 o
6.   Ts_cnt++; //AD sample
   
7.   Ls_cnt++; //relay control
   : x; N* w% Y" F' j  u* k
8.   uart_cnt++;//send information
   ' h8 q3 D0 m1 q0 E: n2 n
9. 
   
10.   PWM2_duty_setting(Ts_cnt);
    . T* p1 N5 p  n* M3 C
11.   pwm1_correct_cnt++;
    ( ^. U, c6 V+ @2 I4 i
12.   if(pwm1_correct_cnt > 100)
    9 o8 u/ A8 |/ S$ z
13.   {
    
14.     pwm1_correct_cnt = 0;
    
15.     if(pwm1_cnt > CCT_target)
    ! o3 v* P% x: C; j1 b/ Z
16.       pwm1_cnt--;
    . z& H" L0 R' }" ~5 z% U
17.     else
    
18.       pwm1_cnt++;
    7 m, E" x/ ^3 p1 b6 V1 Y, {
19.     PWM1_duty_setting(pwm1_cnt);
    
20.   }
    
21. }
    % i# K6 c- w: g4 N
22. 
    ) ]2 S/ a# K3 }& d& D7 |
23. INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler,18)
    4 G2 g4 A+ }7 ]3 {
24. {
    ) e# S7 u1 D, q% T$ n
25.   static uint8_t index = 0;
    7 N8 e% v* x5 U' T, j
26.   UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
    
27.   recived_data[index] = UART1_ReceiveData8(); //读数据
    " @8 I  ]/ W+ ?6 [5 W2 o% @
28.   if(recived_data[0] == 0x41)
    
29.   {
    
30.     index++;
    
31.     if((index > 7)&&(recived_data[7] == 0x0d))
    
32.     {
    " u1 L- G: {, G, d0 f9 {. S
33.       index = 0;
    
34.       Flag_rec = 1;
    
35.     }
    4 h. v& t! l3 E. L$ D5 G2 q4 w
36.   }
    
37.   else
    ( F+ k. q2 }, r" v0 w! {
38.   {
    
39.     index = 0;
    4 _2 _' K3 J, z, ~9 x  J0 Y
40.     recived_data[0] = 0;
    - O' R0 P" I; U! k" A! ?
41.   }
    
42. }

复制代码

! Y# {3 K' ~+ B

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
   8 X" z1 K  N  t2 G& e  S
4.   uart_cnt++;//send information
   5 N! s: v2 v  V/ g" Q; p

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, ]+ y  q+ V3 Q: T6 ?

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
   & |+ N2 r3 V' [# D- t+ \+ }
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

! m4 u  W/ z) O' T! o

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。

7 {& K% p, \# a

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。

: v9 y. }; v# d7 d. a

1. voidCCT_calculate(void)
   
2. {
   ' _! A# B+ P5 e2 p4 L  E
3.    if(Ts_cnt> 1000)
   / @. D2 A. \- E% W: ?  W8 u
4.    {
   1 N- i  v2 R1 R8 P5 c3 k. \
5.      Ts_cnt = 0;
   & y( b0 L4 @; G2 Z! x( J; t
6.      T_ad = Get_ADCCH_Value(Ts_channel);
   0 z* T  I& V) ?9 \3 l
7.      T_degree = cal_temp(T_ad)-11;
   3 J' x9 F' q# \7 y  C
8.    
   
9.      。。。。。。【略】
   
10.      }
    * Q( ~' f7 E, S) A1 @+ r
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。

9 V9 H  k( l# z8 f# R0 o

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。

8 Y9 h4 a# D7 K, u- p& V

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。

) x2 [$ G- C- s' {6 F

% z1 O, P1 H% j6 k( d$ g, }3 f

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。

. h, g  q! x: o0 H/ e; o

后来当它打开施密特触发器后，URAT-RX接收也就正常了。

* e  Q' ~7 f5 o* m' I$ W

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。

3 \# V' e. E! `) t) t! W7 r

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。

6 Q" l5 `3 Z" U# s/ |

文章出处： 茶话MCU

) k+ t# u% ~8 g3 b/ |# y