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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)

小香干

2025-6-16 17:47:49

针对STM8S003F无法检测从机Elmos 524.09芯片返回信号的问题,结合描述的现象(示波器有波形但MCU读不到电平),以下是系统性排查和解决方案:




⚠️ 核心原因分析(按可能性排序)




  1. GPIO配置错误(最常见)  



    • 方向寄存器(DDRx)未从输出切换为输入  

    • 输入模式(悬浮/上拉)与实际电路不匹配  

    • 中断标志未清除导致后续中断被阻塞  




  2. 时序与处理逻辑问题  



    • 模式切换时间不足,错过信号起始沿  

    • 轮询检测速度低于信号变化速率  

    • 未正确处理信号边沿抖动  




  3. 硬件干扰或驱动能力不足  



    • 线路噪声导致电平阈值临界  

    • 信号上升/下降沿过缓  

    • 主控输入端电容过大  




  4. 调试工具干扰  



    • IAR调试时软件断点引入时序延迟  






? 深度排查与解决方案


一、GPIO配置验证(重点!)


// 发送完成后立刻切换为输入+上拉模式(典型配置)
PB_DDR &= ~(1 << PIN_NUM);   // 设为输入
PB_CR1 |= (1 << PIN_NUM);    // 使能上拉电阻
PB_CR2 &= ~(1 << PIN_NUM);   // 禁用中断(轮询时)

// 接收数据前清除可能存在的标志位
if (PB_IDR & (1 << PIN_NUM)) { /* 手工触发边沿检测逻辑 */ }

关键检查点



  1. 用调试器读取以下寄存器:  

    • DDRx, CR1, CR2(对照手册第5章GPIO部分)


  2. 上拉电阻必要性:若从机为开漏输出,必须在STM8端启用上拉(物理电阻或CR1上拉)


二、精准时序优化


// 发送结束到切换输入模式的延时(根据Elmos手册调整)
_delay_us(5);  // 示例:5μs延时确保从机释放总线

// 轮询检测逻辑优化(避免编译器优化移除空循环)
volatile uint8_t *idr = &PB_IDR;
while ((*idr & PIN_MASK) == EXPECTED_LEVEL);

时序要点



  1. 测量Elmos响应信号宽度(e.g., 最小脉宽50μs)

  2. STM8主频用16MHz时,一条指令约62.5ns ⏱️

  3. 若脉宽过短:  

    • 改用输入捕获中断(下降沿+上升沿触发)
      EXTI_CR1 |= 0x0A;       // 配置端口B上升沿+下降沿触发
      EXTI_CR2 |= 0x02;       // 仅针对PB端口(实际寄存器需查手册)



三、硬件信号质量诊断


使用示波器执行:



  1. 触发设置:  

    • 边沿触发抓取从机响应波形


  2. 关键测量参数

    • 上升时间(< 100ns为佳)

    • 电压幅值(VIL/VIH是否符合STM8标准)

    • 检查过冲/振铃(加10-100Ω串联电阻)


  3. 噪声排查

    • 接地探针直接接触MCU GND引脚

    • 启动FFT功能检查高频干扰



四、低干扰调试策略



  1. 禁用断点调试:  

    • 改为IO翻转+示波器观测的“软调试”
      // 在检测到信号的位置翻转IO
      PD_ODR ^= (1 << DEBUG_PIN);


  2. 烧录独立测试固件:  

    • 仅保留信号检测的最小代码


  3. 检查Vcap和供电:  

    • VCAP脚必须接2.2μF陶瓷电容(距离<5mm)

    • 工作电压跌落测试(雷达工作时电流突变)





? 终极验证步骤



  1. 代码隔离测试 → 烧录仅检测该引脚的固件  

  2. 静态电平测试 → 物理短接IO到GND/3.3V看读数变化  

  3. 替换验证法 → 换用其他GPIO引脚连接信号  

  4. 协议监听 → 用逻辑分析仪同时抓主从通信  



若以上均无问题,重点怀疑焊接/虚接:  



  • 显微镜检查STM8引脚焊点  

  • 飞线直连从机输出到MCU(避开PCB走线)



通过系统化排查,多数问题会定位在GPIO配置或时序同步上,Elmos雷达芯片的协议时序需要严格遵循数据手册——特别是总线释放时间窗的要求。如有具体波形截图或寄存器快照,可进一步精准分析! ?

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