feat(adc): L1 采集层落地——STM32 ADC1 扫描 + 语义通道映射
新增 App/algo/adc_input.c/h（L1 采集与预处理层，落实 L1-3/L1-4）：
- L1-4 语义通道映射表 k_adc_map[]：UA/UN/IA → TPAFE buf[6]/[5]/[2]；
UB/UC/IB/IC/IN/TEMP → STM32 ADC1 CH14/3/6/1/2/5。消费侧一律经
adc_input_raw() 按语义取数，不写死下标（V0.2 改版只改表内容）。
- L1-3 STM32 ADC1 9 通道软件触发顺序扫描：HAL_ADC_Start + 逐通道
PollForConversion/GetValue（EOC_SINGLE_CONV + 无 DMA，可逐通道轮询）。
- adc_input_poll() 统一"TPAFE 原子快照 + STM32 扫描"；
adc_input_init() 做映射自检（STM32 映射通道必落在扫描序列内，否则
返回 -1），挡住"映射到不扫描的通道 → 恒读陈旧值"的静默错。
集成：
- adc_task.c 取数改走 L1 层（首帧日志补全 8 路 + 温度；心跳增
adc1_rc/adc1_err 观测 STM32 侧健康度）。
- app_main.c 在 tpafe5160_init() 之后调 adc_input_init()，失败记
SYSLOG_SELFTEST("ADC map fault")。
- Keil 工程挂 adc_input.c 并加 ../App/algo 包含路径。
- 文档同步：继电保护规划 §1.2/§3.1（L1-3/L1-4 改 ✅）、ADC通道映射说明
§7/§8/§9、产品需求 §5.9/§9、架构总览 §7、AGENTS.md、App/README.md、
App/task/README.md、新增 App/algo/README.md、boot_log_data 清单。
验证：
- @build 0 错 0 警；镜像无源文件新于 hex。
- 台架 @test PASS：ADC input layer init OK、adc1_rc=0/adc1_err=0
（30 s ≈27 万次转换零超时）、seq 仍 1000.0 Hz、adc 栈峰值
528→584 B（余 71%）、回读一致、零 [ERR]/HardFault。
证据 docs/测试说明/boot_log_data/20261010_prod_adc_l1_boot_log.txt
- 内存快照已刷新（Flash 269,404→270,712 B）。
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,237 @@
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/*
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* 模块名称：ADC 输入层（L1 采集与预处理）
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* 模块功能：语义通道映射（L1-4）+ STM32 ADC1 顺序扫描（L1-3）+ TPAFE 快照消费。
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* 消费侧经 adc_input_raw() 按语义取数，不写死下标。
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + TPAFE5160
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-10-10
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建：L1-3（STM32 ADC1 扫描）+ L1-4（语义映射）
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*/
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#include "adc_input.h"
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#include <stddef.h>
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#include "adc.h" /* hadc1：MX_ADC1_Init() 已配 9 通道 / 144 cycles / 软件触发 */
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#include "tpafe5160.h" /* tpafe5160_snapshot()：临界区原子快照（AGENTS 铁律） */
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/* STM32 ADC1 单次转换轮询超时（ms）。单通道 ≈ 7.4 µs（144+12 cycles @ 21 MHz），
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* 2 ms 余量充裕；超时即判本次扫描失败，绝不长时间阻塞消费节拍 */
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#define ADC_INPUT_POLL_TIMEOUT_MS 2U
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/* STM32 ADC1 通道号上限（F4 上 ADC_CHANNEL_0..15 的宏值即通道号 0..15） */
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#define ADC_INPUT_STM32_CH_MAX 16U
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/* ===== 语义映射表（L1-4）=====
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* 权威口径：docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md（2026-10-09 硬件确认的语义分配）。
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* index 含义：TPAFE 源 = 驱动 buf 下标 0..7；STM32 源 = ADC1 通道号 0..15。
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* ⚠ 消费侧一律经本表按语义取数，**不得写死下标**（V0.1 有 13/17 路被置换，
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* 网名编号与通道号不等价）；V0.2 改版（N-18）只改本表内容。 */
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static const adc_channel_desc_t k_adc_map[ADC_SEM_COUNT] = {
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[ADC_SEM_UA] = { ADC_SRC_TPAFE, 6U }, /* TPAFE buf[6]（ch7） */
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[ADC_SEM_UB] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_14 }, /* PC4 */
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[ADC_SEM_UC] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_3 }, /* PA3 */
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[ADC_SEM_UN] = { ADC_SRC_TPAFE, 5U }, /* TPAFE buf[5]（ch6） */
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[ADC_SEM_IA] = { ADC_SRC_TPAFE, 2U }, /* TPAFE buf[2]（ch3） */
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[ADC_SEM_IB] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_6 }, /* PA6 */
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[ADC_SEM_IC] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_1 }, /* PA1 */
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[ADC_SEM_IN] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_2 }, /* PA2 */
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[ADC_SEM_TEMP] = { ADC_SRC_STM32, (uint8_t)ADC_CHANNEL_5 }, /* PA5（V_ZL2） */
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};
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/* STM32 ADC1 顺序扫描顺序（Rank 1..9），须与 MX_ADC1_Init() 的 Rank 配置严格一致：
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* Rank1..8 = CH0..CH7（PA0..PA7），Rank9 = CH14（PC4）。 */
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static const uint8_t k_stm32_rank_ch[ADC_INPUT_STM32_CH_NUM] = {
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(uint8_t)ADC_CHANNEL_0, (uint8_t)ADC_CHANNEL_1, (uint8_t)ADC_CHANNEL_2,
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||||
(uint8_t)ADC_CHANNEL_3, (uint8_t)ADC_CHANNEL_4, (uint8_t)ADC_CHANNEL_5,
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||||
(uint8_t)ADC_CHANNEL_6, (uint8_t)ADC_CHANNEL_7, (uint8_t)ADC_CHANNEL_14,
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||||
};
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||||
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||||
/* STM32 ADC1 最新一帧原始码值，按 ADC1 通道号索引（0..15） */
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static uint16_t s_stm32_raw[ADC_INPUT_STM32_CH_MAX];
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/* TPAFE5160 最新一帧原始码值（16 位二进制补码），按驱动 buf 下标索引 */
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static int16_t s_tpafe_raw[ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM];
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static uint8_t s_tpafe_valid; /* TPAFE 侧是否已有有效帧 */
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static uint8_t s_stm32_valid; /* STM32 侧是否已有有效扫描 */
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static int s_stm32_rc; /* STM32 最近一次扫描状态码 */
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static uint32_t s_stm32_errs; /* STM32 扫描累计失败次数 */
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/*
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* 函数功能：STM32 ADC1 顺序扫描一次（L1-3）
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 启动失败；-2 - 转换轮询超时
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* 限定条件：仅任务上下文调用；MX_ADC1_Init() 已完成
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* 函数说明：软件触发一次 9 通道扫描（ScanConvMode=ENABLE、ContinuousConvMode=
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* DISABLE），按 Rank 顺序逐通道轮询 EOC 并读 DR，结果按 ADC1 通道号
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* 存入 s_stm32_raw[]。EOCSelection=SINGLE_CONV 且未用 DMA → 每个通道
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||||
* 产生一次 EOC，可逐通道轮询（见 HAL_ADC_PollForConversion 说明）。
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*/
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static int stm32_scan(void) {
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||||
uint8_t i;
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||||
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||||
if (HAL_ADC_Start(&hadc1) != HAL_OK) {
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||||
s_stm32_rc = ADC_INPUT_RC_START;
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||||
s_stm32_errs++;
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||||
return ADC_INPUT_RC_START;
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||||
}
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||||
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||||
for (i = 0u; i < ADC_INPUT_STM32_CH_NUM; i++) {
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||||
if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, ADC_INPUT_POLL_TIMEOUT_MS) != HAL_OK) {
|
||||
(void)HAL_ADC_Stop(&hadc1);
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||||
s_stm32_rc = ADC_INPUT_RC_TIMEOUT;
|
||||
s_stm32_errs++;
|
||||
return ADC_INPUT_RC_TIMEOUT;
|
||||
}
|
||||
s_stm32_raw[k_stm32_rank_ch[i]] = (uint16_t)HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
|
||||
}
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||||
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||||
(void)HAL_ADC_Stop(&hadc1);
|
||||
s_stm32_valid = 1u;
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||||
s_stm32_rc = ADC_INPUT_RC_OK;
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||||
return ADC_INPUT_RC_OK;
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||||
}
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||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：语义映射表自洽性自检
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||||
* 入口参数：无
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* 返 回 值：0 - 自洽；-1 - 存在不自洽条目
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||||
* 限定条件：无
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||||
* 函数说明：逐条校验映射表与扫描配置是否一致——① TPAFE 源下标须落在
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||||
* buf[0..7]；② STM32 源的通道号必须出现在 k_stm32_rank_ch[] 中，
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||||
* 否则该通道永远不会被扫描（读到的恒为陈旧值）。这是"通道宏写错 →
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||||
* 读到另一只脚/读不到"这一 §5 警告的代码级兜底（无信号源时无法做
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||||
* 引脚级注入验证，见 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §8）。
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||||
*/
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||||
static int map_check(void) {
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||||
uint8_t s;
|
||||
int rc = 0;
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||||
|
||||
for (s = 0u; s < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; s++) {
|
||||
if (k_adc_map[s].source == ADC_SRC_TPAFE) {
|
||||
if (k_adc_map[s].index >= ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM) {
|
||||
rc = -1;
|
||||
}
|
||||
} else {
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||||
uint8_t i;
|
||||
uint8_t found = 0u;
|
||||
|
||||
for (i = 0u; i < ADC_INPUT_STM32_CH_NUM; i++) {
|
||||
if (k_stm32_rank_ch[i] == k_adc_map[s].index) {
|
||||
found = 1u;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (found == 0u) {
|
||||
rc = -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return rc;
|
||||
}
|
||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：ADC 输入层初始化
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||||
* 入口参数：无
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||||
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 语义映射表自检失败
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||||
* 限定条件：内核启动前调用（无 RTOS 依赖）；STM32 ADC1 外设已由 MX_ADC1_Init 配好
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||||
* 函数说明：清空原始码值缓冲与统计，并做一次映射表自洽性自检；本层不重复配置
|
||||
* 外设，也不启动任何转换（STM32 侧为软件触发，按拍扫描）。
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||||
*/
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||||
int adc_input_init(void) {
|
||||
uint8_t i;
|
||||
|
||||
for (i = 0u; i < ADC_INPUT_STM32_CH_MAX; i++) {
|
||||
s_stm32_raw[i] = 0u;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0u; i < ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM; i++) {
|
||||
s_tpafe_raw[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
s_tpafe_valid = 0u;
|
||||
s_stm32_valid = 0u;
|
||||
s_stm32_rc = ADC_INPUT_RC_NOT_RUN;
|
||||
s_stm32_errs = 0u;
|
||||
return map_check();
|
||||
}
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||||
|
||||
/*
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||||
* 函数功能：采集一拍（TPAFE 原子快照 + STM32 ADC1 顺序扫描）
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||||
* 入口参数：无
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||||
* 返 回 值：TPAFE 快照结果（1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）
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||||
* 限定条件：仅**任务上下文**调用（TPAFE 快照走临界区）
|
||||
* 函数说明：先取 TPAFE 一帧，再做 STM32 ADC1 扫描；两者相互独立，STM32 扫描
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||||
* 失败不影响 TPAFE 快照与返回值语义（STM32 侧状态另由
|
||||
* adc_input_stm32_rc() 暴露）。
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||||
*/
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||||
int adc_input_poll(void) {
|
||||
int r = tpafe5160_snapshot(s_tpafe_raw, (uint8_t)ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM);
|
||||
|
||||
if (r == 1) {
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||||
s_tpafe_valid = 1u;
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||||
}
|
||||
|
||||
(void)stm32_scan();
|
||||
return r;
|
||||
}
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||||
|
||||
/*
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||||
* 函数功能：取语义通道的物理描述
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||||
* 入口参数：ch - 语义通道
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||||
* 返 回 值：指向静态描述表的指针；ch 越界返回 NULL
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||||
* 限定条件：无
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||||
* 函数说明：返回的是静态存储地址，调用方不得修改。
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||||
*/
|
||||
const adc_channel_desc_t *adc_input_desc(adc_semantic_t ch) {
|
||||
if ((unsigned int)ch >= (unsigned int)ADC_SEM_COUNT) {
|
||||
return NULL;
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||||
}
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||||
return &k_adc_map[ch];
|
||||
}
|
||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：读取语义通道的原始码值（未标定）
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||||
* 入口参数：ch - 语义通道
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||||
* out - 输出原始码值（TPAFE 侧为 16 位补码；STM32 侧为 0..4095）
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||||
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 参数错；-2 - 该来源当前无有效数据
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||||
* 限定条件：无
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||||
* 函数说明：消费侧取数的唯一入口（按语义，不写死下标）。
|
||||
*/
|
||||
int adc_input_raw(adc_semantic_t ch, int32_t *out) {
|
||||
if ((out == NULL) || ((unsigned int)ch >= (unsigned int)ADC_SEM_COUNT)) {
|
||||
return -1;
|
||||
}
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||||
|
||||
if (k_adc_map[ch].source == ADC_SRC_TPAFE) {
|
||||
if (s_tpafe_valid == 0u) {
|
||||
return -2;
|
||||
}
|
||||
*out = (int32_t)s_tpafe_raw[k_adc_map[ch].index];
|
||||
} else {
|
||||
if (s_stm32_valid == 0u) {
|
||||
return -2;
|
||||
}
|
||||
*out = (int32_t)s_stm32_raw[k_adc_map[ch].index];
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 最近一次扫描状态码
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返 回 值：ADC_INPUT_RC_xxx
|
||||
* 限定条件：无
|
||||
* 函数说明：供心跳日志 / 自检观测 STM32 侧健康度。
|
||||
*/
|
||||
int adc_input_stm32_rc(void) {
|
||||
return s_stm32_rc;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 扫描累计失败次数
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返 回 值：累计失败次数（启动失败或转换超时均计入）
|
||||
* 限定条件：无
|
||||
* 函数说明：单调递增，供心跳日志观测。
|
||||
*/
|
||||
uint32_t adc_input_stm32_errs(void) {
|
||||
return s_stm32_errs;
|
||||
}
|
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