一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

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。

( s0 b! N/ n: G, g2 U/ _

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。

! ~# I5 T) ~- q5 _9 H; f% u% h9 `/ h

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：

9 B6 x8 O7 _! t; J7 Y

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】

0 |; A# f: ^: S7 j! ~2 Z

1. int main( void )
     d0 u  C5 f) {
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
   8 Y/ d2 }4 k6 }$ L* G) B
6.   GPIO_initialzation();
   
7.   uart_initialzation();
   , ?/ _( c# c, \1 p
8.   PWM1_initialzation();
   5 t" r( C4 W( Q( A$ J4 f3 W
9.   PWM2_initialzation();
   + f0 b; n4 _/ l) a
10.   TIM4_initialzation();  //TIM4初始化
    & E2 R$ f9 p0 k6 i4 J
11.   enableInterrupts();//* 开启总中断 */
    0 l2 o/ r4 l5 h1 T
12. 
      d0 l' J& Y6 y: M; U% _
13.   Ts_cnt = 1000;
    % Z2 S  ]9 A: S  ?3 R9 N9 v
14.   Ls_cnt = 500;
    
15. 
    7 F) d) b3 n! a1 e' O
16.   while(1)
    ; B, ]! }+ m5 |$ n! E% r7 \+ {
17.   {
    
18.       PLED_flash(499); //LED 闪烁
    7 A' r7 ^5 [' d) \1 r: B
19.       relay_control(); //继电器控制
    : u, i* d2 m6 k! f- S; S
20.       CCT_calculate();//获取相关AD值
    
21.       send_information();//输出提示信息
    
22.       if(Flag_rec)
    . X# L  j" e/ z" Q& j  E
23.       {
    
24.       。。。。。。【略】
    
25.       }   
    
26.   }
    
27. }

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。

6 C0 r2 w$ i$ z# [

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。

, H0 N% {1 ?# D

但事实又的确显示出TIM4的中断跟UART-RX接收有关系。

5 ]1 ~& {9 I/ M- L. t

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)
   ' x+ b- ?' r" o: q2 L
2. {
   9 \9 q* a+ |5 M$ Z6 N9 \* R
3.   TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);
   # x* l6 L9 S2 c! c
4. 
   
5.   ms_cnt++;//LED FLASH
   1 z; k# d' O2 y7 A* Q/ ]
6.   Ts_cnt++; //AD sample
   $ @0 ^! S- l5 K5 X9 e1 |
7.   Ls_cnt++; //relay control
   / U$ p1 c. I% c0 {; \0 _
8.   uart_cnt++;//send information
   
9. 
   4 Y- j8 c3 j" G6 _# H
10.   PWM2_duty_setting(Ts_cnt);
    * M' w# k- J7 X  _
11.   pwm1_correct_cnt++;
    ! ]3 `4 E* c9 d' E/ q
12.   if(pwm1_correct_cnt > 100)
    $ W( p, {0 F# i. L6 L8 p# j" Z# x
13.   {
    - r$ I9 P, ]9 T  h
14.     pwm1_correct_cnt = 0;
    
15.     if(pwm1_cnt > CCT_target)
    ( f# {8 {7 U) e( e8 j  [
16.       pwm1_cnt--;
    
17.     else
    9 U2 }1 H7 h/ m; f6 V
18.       pwm1_cnt++;
    
19.     PWM1_duty_setting(pwm1_cnt);
    0 Y* h" t& Q: E, x* G* z5 J
20.   }
    
21. }
    
22. 
    
23. INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler,18)
    6 L  ]: i$ @+ B* a9 ^' ^" F4 ]
24. {
    ! L7 P- V0 W( e" G$ n0 k
25.   static uint8_t index = 0;
    
26.   UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
    
27.   recived_data[index] = UART1_ReceiveData8(); //读数据
    4 w, u  T" z3 u% u0 B4 R1 u
28.   if(recived_data[0] == 0x41)
    : _. F% ]; f6 q. Q- E* L$ a9 X3 E
29.   {
    : ?% y! H3 [' q: [, x
30.     index++;
    
31.     if((index > 7)&&(recived_data[7] == 0x0d))
    / @  L8 q0 o# Y5 O# a/ d- C8 J3 r
32.     {
    
33.       index = 0;
    
34.       Flag_rec = 1;
    
35.     }
    8 i7 {6 Q8 `) c1 F2 P6 {% \9 H
36.   }
    
37.   else
    2 C: ^2 p& W- K& Z/ ^5 F
38.   {
    
39.     index = 0;
    ; L1 m- {' U& T; g9 q6 A8 u- w
40.     recived_data[0] = 0;
      m- L1 `* c/ H) c# R. t
41.   }
    7 r$ Y" ]6 y7 K, \8 O) [" ^& H! J
42. }

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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
   $ Z6 J% @: j: ^6 i1 l( J3 B7 }
2.   Ts_cnt++; //AD sample
   
3.   Ls_cnt++; //relay control
   
4.   uart_cnt++;//send information
   $ M0 y8 x! K! u# [' J

复制代码

, J- r5 p- Q4 n' R

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
   ' @5 F1 A6 q' X( O
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。

# y" M4 N: P, x( v) x

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)
   + l4 ~( s5 |1 w) H/ K' _
2. {
   
3.    if(Ts_cnt> 1000)
   + W" N" F& _; b" _- `% \4 B
4.    {
   
5.      Ts_cnt = 0;
   
6.      T_ad = Get_ADCCH_Value(Ts_channel);
   1 B: H3 e! X2 H" {6 x. F
7.      T_degree = cal_temp(T_ad)-11;
   + f" t0 [, |2 K' j! H
8.    
   * k+ C- z6 [" g; B3 K) g
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。

  l, Z4 }9 [5 c3 R/ q) l, {

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。

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。

1 I/ v  V& V6 G6 Z2 R( x7 D' v2 z

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。

3 r$ k% }1 N. z

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。

, w; M; g: t9 `. W

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。

2 X$ F8 ]: P# r

文章出处： 茶话MCU

! k+ N! }% w# ]: W+ e8 u