一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

4 v3 I5 x4 Q* K$ u7 A

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.

' @. q$ o0 ?+ [* I

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：

% A: G* s$ T3 u8 z

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 )
   % Z$ _* s9 u4 B* R6 n$ O8 K3 B
2. {
   9 y' d  N8 Y7 a, J2 P
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
   1 {5 A) Z9 K2 w
6.   GPIO_initialzation();
   4 H9 v& H8 p3 M8 U
7.   uart_initialzation();
   % A2 z1 z% Q! k
8.   PWM1_initialzation();
   - C; ?+ t% L5 p$ i
9.   PWM2_initialzation();
   
10.   TIM4_initialzation();  //TIM4初始化
    
11.   enableInterrupts();//* 开启总中断 */
    * d$ P6 y& H" L1 d3 s( @4 z
12. 
    
13.   Ts_cnt = 1000;
    6 o9 @# Y% n3 A) F- U  L2 c. Q
14.   Ls_cnt = 500;
    * I3 c$ X% Q; e
15. 
    
16.   while(1)
    
17.   {
    
18.       PLED_flash(499); //LED 闪烁
    + B9 o7 g* K) l6 ?4 F( S, [4 w
19.       relay_control(); //继电器控制
    8 M& o, U: U+ {. L3 G. N
20.       CCT_calculate();//获取相关AD值
    0 p% D. U  _: u
21.       send_information();//输出提示信息
      s+ m* a8 C2 F, l
22.       if(Flag_rec)
    4 F0 j% S* B) s$ U, X
23.       {
    * ~4 P) e. x( L; Z6 |
24.       。。。。。。【略】
    
25.       }   
    . N( g, M( W# A. Q& [+ R% P
26.   }
    
27. }

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# B* R* A* I# C7 v

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。

9 e6 }2 G2 _7 M( ?- P: f

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。

: L/ D; L3 c4 k. o8 N7 w

1. INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler,23)
   
2. {
   ! k( @) w$ p' v
3.   TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);
   
4. 
     z7 L) W! v  [5 t% ~0 u! f
5.   ms_cnt++;//LED FLASH
   ; I1 O' E. ^( I: V8 W
6.   Ts_cnt++; //AD sample
   
7.   Ls_cnt++; //relay control
   0 k8 h+ X8 _1 m( V! d
8.   uart_cnt++;//send information
   
9. 
   * |/ _* B7 U8 ^5 ?' S# A
10.   PWM2_duty_setting(Ts_cnt);
    
11.   pwm1_correct_cnt++;
    " x) L: h/ ~3 k) T8 ~2 Z3 L
12.   if(pwm1_correct_cnt > 100)
    1 ?7 r. c1 _8 q; \0 {! K
13.   {
    $ w3 n3 l, a6 I# W* U2 E
14.     pwm1_correct_cnt = 0;
    8 `) a2 ~8 ?. a# @( A' h% g
15.     if(pwm1_cnt > CCT_target)
    
16.       pwm1_cnt--;
    * J0 k8 Q* l( U  ?
17.     else
    
18.       pwm1_cnt++;
    
19.     PWM1_duty_setting(pwm1_cnt);
    / Y* w  J- l5 l% |$ N
20.   }
    3 w- G2 G9 V" h' v4 X8 i
21. }
    " K8 `" @  }4 q7 {' D% G* P
22. 
    
23. INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler,18)
    
24. {
    
25.   static uint8_t index = 0;
    
26.   UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
    
27.   recived_data[index] = UART1_ReceiveData8(); //读数据
    ; B1 p6 b) R) J8 g* t& i6 K! Q
28.   if(recived_data[0] == 0x41)
    
29.   {
    7 P: I  n0 Y# ~; N
30.     index++;
    , A" |: K5 _( L( g+ E+ y/ _9 v
31.     if((index > 7)&&(recived_data[7] == 0x0d))
    % ?0 R, O3 V# i" P& i& a( {
32.     {
    / h" Q% b9 Y( e6 ^4 ]* V
33.       index = 0;
    / R8 b8 ~- Z+ R( k% j
34.       Flag_rec = 1;
    
35.     }
    
36.   }
    $ Z( }( Z7 T4 K1 w/ _+ H
37.   else
    5 z4 v1 Q; D: p
38.   {
    
39.     index = 0;
    ; R$ b$ p' W: ?$ C- p  j
40.     recived_data[0] = 0;
    . B. x! l; u/ A$ E  n% Y, Q
41.   }
      n: w8 D5 a/ |$ Z
42. }

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) f4 E7 O9 O- G6 L

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
   * B8 X6 l7 L+ g% s7 m3 r
4.   uart_cnt++;//send information
     f5 r" w9 O! g; c1 `

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; i, @9 [$ s2 h0 C: ]; c5 v

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
   - N# w9 ^- v* ^/ W
2. relay_control(); //继电器控制
   
3. CCT_calculate();//做AD转换
   ' H; t$ X: ~! X. c2 N( t
4. send_information();//输出提示信息

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5 ^) i2 v6 [. P# \4 }

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。

% N5 a, J! Q' D7 q6 N

1. voidCCT_calculate(void)
   ( {2 ^/ f, N1 x0 k) `
2. {
   6 \6 S% @9 o) p; w% C7 b4 o+ ]7 T  x* p
3.    if(Ts_cnt> 1000)
   1 K9 Z8 S8 t( s2 a& D9 N( c' O
4.    {
   
5.      Ts_cnt = 0;
   
6.      T_ad = Get_ADCCH_Value(Ts_channel);
   
7.      T_degree = cal_temp(T_ad)-11;
   ' F2 j7 d; Q' R2 C3 @  d' D
8.    
   
9.      。。。。。。【略】
   
10.      }
    
11. }

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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。

/ U  O& B0 X7 ?1 {6 B6 W: X

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。

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

2 A5 U' j: p* D8 x3 w5 [4 I* G

# ]( F* d6 z# t* i* p