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熊本熊

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STM8S003为什么无法检测到引脚电平?

目前以STM8S003F芯片做作为主机MCU 控制从机Elmos524.09超声波雷达芯片,做一款汽车倒车雷达系统;在开发时遇到了一点问题:   主机与从机之间通过特定的IO引脚进行通讯,通过引脚低电平时间的长短进行数据交流。目前主机可以正常的通过IO引脚向从机发送指令,从机也可以正常的返回相应的数据,且在IO引脚上的示波器也检测出了相应的波形;但是问题在于,在从机返回相应的数据波形以后,主机在检测引脚电平变化(也就是读取数据时),始终无法获取相应的电平信息,通过IAR编译器的DEBUG功能时。发现芯片在检测无法检测到电平的上升沿,以至于程序超时。系统采用us级的计数方式,示波器波形、硬件电路设计、接收函数代码在图片和附件中;求大佬指点!!
接收代码:
u16 receive_status_data(GPIO_TypeDef * GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef PortPins)
{
uint16_t start_time, low_time;uint16_t fall_edge = 0;uint16_t rise_edge = 0;uint16_t data = 0;u16 volatile tnow=0;
uint8_t bit_count = 15;GPIO_Init(GPIOx, PortPins, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);Tim2_init();start_time = TIM2_GetCounter();// 读取10位状态数据for (int i = 0; i < bit_count; i++) {// 等待下降沿start_time = TIM2_GetCounter();// while ( 0 != GPIO_ReadInputPin(GPIOx, PortPins)){while ((GPIOx->IDR & PortPins)!=0){tnow = TIM2_GetCounter();if(tnow > start_time){if((tnow - start_time) >= 2000 ){
return 0xFFFF;}}else {if((0xFFFF -start_time +tnow) >=2000){
return 0xFFFF;}}
}
fall_edge = TIM2_GetCounter();
// 等待上升沿GPIO_WriteHigh(GPIOA, GPIO_PIN_3);while ( (GPIOx->IDR & PortPins) == 0){// while ((GPIOx->IDR & PortPins)==0){tnow = TIM2_GetCounter();if(tnow > start_time){if((tnow - start_time) >= 2000 ){GPIO_WriteLow(GPIOA, GPIO_PIN_3);return 0xFFFF;}}else {if((0xFFFF -start_time +tnow) >=2000){
return 0xFFFF;}}   
}rise_edge = TIM2_GetCounter();
low_time = rise_edge - fall_edge; // 低电平时间// data_cmd.cdm=low_time;// 判断逻辑值data_cmd.cdm=low_time;if (low_time >= 95 && low_time <= 105) {data |= (0 << (bit_count - 1 - i)); // 0} else if (low_time >= 47 && low_time <= 52) {data |= (1 << (bit_count - 1 - i)); // 1} else {return   0xFFFF; // 无效位}
}// enableInterrupts();
TIM2_Cmd(DISABLE);
echo.encho_data= data;
return data;
}

回帖(1)

杨海清

2025-6-3 17:59:13

针对STM8S003F无法检测到Elmos524.09从机返回引脚电平的问题,以下是逐步排查和解决方案:




1. 确认引脚模式与配置




  • 输入/输出模式切换

    确保主机在发送指令后将引脚从输出模式(推挽/开漏)切换为输入模式(浮空/上拉)。  


    // 发送时设置为输出
    GPIO_Init(GPIOx, GPIO_PIN_x, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST);
    // 接收前切换为输入(建议启用内部上拉)
    GPIO_Init(GPIOx, GPIO_PIN_x, GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT);

    注意:切换后需添加适当延时(如1µs)确保电平稳定。




  • 内部上拉电阻

    若从机输出为开漏或高阻态,STM8的输入引脚需启用内部上拉(通过GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT),避免电平不定。






2. 时序同步问题




  • 信号脉宽与检测间隔

    从机返回的波形可能脉宽过短,主机轮询间隔过长导致漏检。

    解决方案:  



    • 使用定时器中断精确控制采样间隔(如每10µs检测一次)。  

    • 或改用外部中断(EXTI)捕获边沿触发(需配置GPIO_MODE_IN_PU_IT)。




  • 代码示例(轮询法):  


    uint8_t ReadData(void) {
    uint8_t data = 0;
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
      while(GPIO_ReadInputPin(GPIOx, GPIO_PIN_x) == HIGH); // 等待低电平起始位
      Delay_us(50); // 根据协议调整到信号中点采样
      data |= (GPIO_ReadInputPin(GPIOx, GPIO_PIN_x) << i);
      while(GPIO_ReadInputPin(GPIOx, GPIO_PIN_x) == LOW); // 等待高电平恢复
    }
    return data;
    }





3. 电气特性验证




  • 电平匹配

    测量从机输出高电平(Voh)是否≥STM8的VIH(通常为0.7Vdd,即3.5V@5V供电)。

    问题场景:若从机为3.3V器件,可能导致高电平不足。

    解决方案:  



    • 在STM8引脚与从机间串联330Ω电阻并外接上拉至5V。  

    • 或使用电平转换电路(如MOSFET双向转换器)。




  • 信号完整性

    检查是否存在过冲/欠冲或噪声干扰。可尝试在信号线上并联100pF电容滤波。






4. 代码调试与寄存器检查




  • 直接读取寄存器

    在Debug模式下观察GPIO输入数据寄存器(如GPIOC_IDR)的值,确认硬件是否实际检测到电平变化。  



    • 若寄存器值无变化,问题可能为硬件连接或从机输出异常。  

    • 若寄存器值变化但代码未响应,问题在软件逻辑。




  • 避免优化干扰

    确保编译器未优化关键变量(如使用volatile修饰符):  


    volatile uint8_t input_level = GPIO_ReadInputPin(GPIOx, GPIO_PIN_x);





5. 硬件排查



  • 引脚冲突

    确认该引脚未复用为其他功能(如SWIM、定时器等),检查Option Bytes配置。  

  • 焊接与短路

    用万用表检测引脚是否虚焊、对地/电源短路,或与相邻引脚短路。




6. 协议与从机配置



  • 从机响应延迟

    部分传感器需在收到指令后等待一段时间(Tresponse)才能回传数据。

    解决方案

    在发送指令后添加足够延时(参考Elmos524.09手册),再切换为输入模式。




总结建议



  1. 示波器双通道捕获:同时监测主机指令发送和从机响应波形,确认时序关系是否符合协议。  

  2. 最小系统测试:剥离无关电路,仅连接主机与从机,排除外部干扰。  

  3. 参考官方示例:查阅STM8S003的GPIO应用笔记及Elmos524.09的参考代码,对比关键配置。


通过以上步骤应能定位问题根源。若仍无法解决,建议提供示波器波形截图及关键代码段进一步分析。

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