一个STM8S ADC脚与其它功能复用时的话题

, E. f7 M* [( w0 K+ O. B3 `# J

* A, n" b' x% g# O

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。

/ l8 O- e" |: o( k

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。

2 t. I% z2 a1 R& N3 W9 E( z

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。

3 J) }: N0 m5 w$ O8 X

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】

) _* u! \% U( @4 h* M- Z

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();
   & N3 k" {" Y- P- @" @' g
7.   uart_initialzation();
   
8.   PWM1_initialzation();
   
9.   PWM2_initialzation();
   9 h: g; l2 q$ p  h
10.   TIM4_initialzation();  //TIM4初始化
    
11.   enableInterrupts();//* 开启总中断 */
    
12. 
    ) N5 Y- o( ^9 _. s  i4 ^
13.   Ts_cnt = 1000;
    0 K4 G1 N3 ]* u% S" c/ p
14.   Ls_cnt = 500;
    , [) Z7 n& ~) {+ O. m
15. 
    
16.   while(1)
    ' |4 s4 r* K; L$ R
17.   {
      P7 Y' C) Q& k0 H* ~3 |% d
18.       PLED_flash(499); //LED 闪烁
    
19.       relay_control(); //继电器控制
    
20.       CCT_calculate();//获取相关AD值
    
21.       send_information();//输出提示信息
    
22.       if(Flag_rec)
    - h3 }1 V' q. J; \
23.       {
    
24.       。。。。。。【略】
    
25.       }   
    * \8 J. u" Y6 p
26.   }
    , n$ o+ E' S2 j" d" ~5 y) ]
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。

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 f5 D9 I6 x6 N, R) v
2. {
   & s" @; S. p9 @
3.   TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);
   3 A3 M; s8 W0 Z( M+ x4 z7 I
4. 
   4 ^8 A, j$ T: g* G
5.   ms_cnt++;//LED FLASH
   5 Z3 S3 U# Z) ^  a3 Q: A' F
6.   Ts_cnt++; //AD sample
   , L4 v' Y- I* Q4 ]5 E+ F
7.   Ls_cnt++; //relay control
   # q; {: m3 q# L# h% t- |
8.   uart_cnt++;//send information
   ( Y0 D, v+ m  r( A; h$ a
9. 
   
10.   PWM2_duty_setting(Ts_cnt);
    
11.   pwm1_correct_cnt++;
    
12.   if(pwm1_correct_cnt > 100)
    2 Q$ s5 S& G& v! c0 m
13.   {
    % o6 J# ^+ W' K$ T6 u8 x
14.     pwm1_correct_cnt = 0;
    ( ^! T2 _( v, ^, [; I
15.     if(pwm1_cnt > CCT_target)
    
16.       pwm1_cnt--;
    3 v3 C$ u% @6 f
17.     else
    
18.       pwm1_cnt++;
    . i% S; H! n+ l% w
19.     PWM1_duty_setting(pwm1_cnt);
    
20.   }
    
21. }
    
22. 
    9 w: D5 y6 \1 Y$ i1 c9 K$ |
23. INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler,18)
    9 s0 ^4 O" }/ d3 K4 y
24. {
    4 Y3 j7 s- ]7 o% e" c" u
25.   static uint8_t index = 0;
    # u; I0 ~4 C/ O& M3 i/ m9 B+ I
26.   UART1_ClearITPendingBit(UART1_IT_RXNE);
    
27.   recived_data[index] = UART1_ReceiveData8(); //读数据
    4 ~' e, n' n, Y: m( p  g
28.   if(recived_data[0] == 0x41)
    
29.   {
    4 J; f% L+ q- D/ ?4 v
30.     index++;
    
31.     if((index > 7)&&(recived_data[7] == 0x0d))
    ' `8 T; ^1 l; G. H
32.     {
    
33.       index = 0;
    / ^  f+ w8 [" \5 r
34.       Flag_rec = 1;
    2 v4 c4 O# i: O- A: {
35.     }
    " D3 Q' V/ C- p8 S. i6 ~( g: W
36.   }
    * K( v- A: ]# ?" H
37.   else
    ) B9 G" v9 `8 G0 ?0 }
38.   {
    , q5 L4 Z) D- J& i" i' q. D
39.     index = 0;
    # e' C  ~, l5 L; y$ T% ~  _
40.     recived_data[0] = 0;
    
41.   }
    
42. }

复制代码

4 H  }& z3 z1 T8 W) Y0 L+ {1 u! R

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
   * F/ I* G) M- s
3.   Ls_cnt++; //relay control
   1 f: c5 g) ~6 X: P0 h) w
4.   uart_cnt++;//send information
   8 U3 w  z% u, @  W: L

复制代码

+ S) G+ {8 |/ f4 H( x* L

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。

8 j$ A5 |& [2 y" M; w  X2 V

1. PLED_flash(499); //LED闪烁
   # l0 `% g) d* `, F* c
2. relay_control(); //继电器控制
   
3. CCT_calculate();//做AD转换
   : ]* E" ?; }3 u5 S- H
4. send_information();//输出提示信息

复制代码

% h  D1 P. T& S* M

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 ~+ v* a: ~/ `# g2 {8 y

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。

6 l  Y, }# U# U3 j- {

1. voidCCT_calculate(void)
   * ]2 J# q0 Q& o( p6 E
2. {
   " [- i& K( |% F( {+ x0 p
3.    if(Ts_cnt> 1000)
   
4.    {
   2 O5 }; ]4 O3 Y; |6 Z
5.      Ts_cnt = 0;
   
6.      T_ad = Get_ADCCH_Value(Ts_channel);
   
7.      T_degree = cal_temp(T_ad)-11;
   
8.    
   
9.      。。。。。。【略】
   , `6 o* o; ^; X3 X
10.      }
    
11. }

复制代码

. J0 x1 @' e( a# }$ b

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。

2 ?" o8 z' H; r' ?2 ~3 W

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。

  F8 g! E( c* ]& S9 `  s0 Y% L

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。

) d" G* g: F- u3 W4 D5 T# m* d& [

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。

$ D; X" m# O: h3 \8 d+ Z; N: h2 ]

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。

/ }1 Z! k* h* b# n+ H  @% Z3 _' V4 q7 \

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

/ N6 U4 n. N7 M+ l+ Q( ~* W

& ^& i# ^2 N; z! B0 L5 _1 w