wandering1
dab0d8ba17
批 2 五项全部落地（docs/任务规划/屏板链路.md §3）： - 2-1 sb_link_frame_update()：uiTask 渲染后按需组帧，不留 3200 B 影子 副本，直接拿活显存与帧内点阵段 memcmp；组完自校验，过了才置 ready。 静态 4208 B 帧缓冲实测落 RW_IRAM1（0x20006d98），不在 CCM。 - 2-2 空闲中断校完 6 B 召唤帧直接点 TX DMA（sb_tx_kick），不排队不攒批； busy 期间再来的召唤丢帧并计数，绝不叠发（屏板收帧一次 IDLE 一包）。 - 2-3 按键走环形队列（中断入、任务出），uiTask 按 §4.3 表映射 UI_KEY_* 后调 ui_port_queue_key；9/10（RESET/FACTORY）按决策四先丢弃并留痕。 - 2-4 HAL_UART_TxCpltCallback 在 rs485.c 加第三行转发（三个全局回调 落点收一处，防日后重复定义）；busy 冻结帧缓冲，错误中断按 gState 收拾被打断的 TX，防残留 busy 把链路永久锁死。 - 2-5 连续 >=10 s 无有效召唤帧才判离线（不按 500 ms——屏板约 5000 s 自复位有 1 s 空窗），恢复即清标志；CRC 错帧静默丢弃并计数。 实测：台架 40 s（PC 顶替屏板，--key-fixed 2 持续改画面）rx=143 ok=143 keys=143 crc=0 / tx=143 done=143 drop=0 abor=0 fb=144 bad=0；脚本一停 10 s 准点出 OFFLINE。组帧耗时 509 µs 典型 / 709 µs 峰值——原 0.3 ms 判据系估算，已按实测在规划文档改口为 1 ms 并给出压降路径（未做）。 附带：rs485_on_rx 补 CODE-RULE-09 文档块（本轮改 rs485.c 触发整文件 重扫被拦）；CRC 循环计数改 32 位（消掉 ARMCC 每轮 UXTH）；bench 脚本 加 --reply/--key-fixed/--dump，并写明 CH340 收不了 700 kbaud 连续流、 --reply 收不全 4208 B 不是固件问题。 主机单测 146/146 PASSED（+65）；Keil 0 错误 0 警告；ci_local 全绿 （SKIP=nested-comment，worktree 限制，主树脚本另查 0 新发）。 Code=238,936 B / RW_IRAM1 65.5 % / RW_CCM 87.9 %。
252 lines
12 KiB
C
252 lines
12 KiB
C
/*
|
||
* 模块名称：RS-485 半双工通信驱动
|
||
* 模块功能：RS-485 半双工通信驱动实现，封装任意 UART 外设实现 485 方向控制，
|
||
* 提供阻塞发送、中断接收（IDLE 空闲帧检测）。DE 建立延时用 HAL_Delay(1)
|
||
* （HAL 时基 1ms，远大于收发器 50us 的 DE 建立时间），确保 DE 使能稳定。
|
||
* 适用平台：STM32F4 系列
|
||
* 作者：王建锋
|
||
* 创建日期：2026-07-18
|
||
* 修改记录：
|
||
* 2026-07-18 王建锋 创建初始版本
|
||
* 2026-07-20 王建锋 修复 DE 时序：添加 DE 建立延时替代 for 循环
|
||
* 2026-07-20 王建锋 清理中文注释乱码，对齐代码规范
|
||
* 2026-10-05 王建锋 模块描述订正为实际实现 HAL_Delay(1)
|
||
* （原描述称 DWT CYCCNT 微秒延时，与代码不符）
|
||
*/
|
||
|
||
#include "rs485.h"
|
||
|
||
#include "sb_link.h" /* 屏板链路 USART1：本文件是全局 UART 回调的唯一实现处，见下方回调段 */
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：把 HAL 的状态码映射成项目统一的 bsp_err_t（边界映射，2026-10-22 试点）
|
||
* 入口参数：status - HAL_* 返回的状态
|
||
* 返回值：对应的 bsp_err_t；HAL_BUSY 归为 BSP_ERR_BUSY（可重试），HAL_OK 归 BSP_OK
|
||
* 限定条件：仅本文件内部使用
|
||
* 函数说明：HAL 的码**不在本模块之外出现**（见 bsp_err.h 边界纪律 1/2）；所以映射写在这里、
|
||
* 写成 static，而不是往公共头里塞一个 include HAL 的 inline。
|
||
*/
|
||
static bsp_err_t rs485_err_from_hal(HAL_StatusTypeDef status) {
|
||
switch (status) {
|
||
case HAL_OK:
|
||
return BSP_OK;
|
||
case HAL_TIMEOUT:
|
||
return BSP_ERR_TIMEOUT;
|
||
case HAL_BUSY:
|
||
return BSP_ERR_BUSY;
|
||
default:
|
||
return BSP_ERR_IO;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* ======================== 全局实例 ======================== */
|
||
|
||
/* RS-485 全局实例（接收缓冲内聚于句柄的 rx_buf 字段） */
|
||
rs485_handle_t g_rs485;
|
||
|
||
/* ======================== 方向控制宏 ======================== */
|
||
|
||
#define RS485_DIR_TX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_SET)
|
||
#define RS485_DIR_RX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_RESET)
|
||
|
||
/* ======================== 公共函数实现 ======================== */
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：初始化 RS-485 句柄
|
||
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
|
||
* p_huart - UART 外设句柄指针（已由 CubeMX 初始化） UART_HandleTypeDef*（非空）
|
||
* p_dir_port - 方向控制 GPIO 端口（如 GPIOD） GPIO_TypeDef*（非空）
|
||
* dir_pin - 方向控制 GPIO 引脚号（如 GPIO_PIN_0） uint16_t
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：UART 和 GPIO 须先由 CubeMX 完成初始化
|
||
* 函数说明：初始化后默认处于接收状态（DE 引脚拉低），
|
||
* 并自动启动 IDLE 中断接收，无需再手动调用 rs485_receive_start。
|
||
*/
|
||
void rs485_init(rs485_handle_t *p_handle,
|
||
UART_HandleTypeDef *p_huart,
|
||
GPIO_TypeDef *p_dir_port,
|
||
uint16_t dir_pin) {
|
||
p_handle->huart = p_huart;
|
||
p_handle->dir_port = p_dir_port;
|
||
p_handle->dir_pin = dir_pin;
|
||
p_handle->rx_size = 0;
|
||
|
||
RS485_DIR_RX(p_handle);
|
||
|
||
/* 自动开启 IDLE 中断接收（后续在回调中重新开启） */
|
||
(void)rs485_receive_start(p_handle);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：阻塞方式发送数据
|
||
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
|
||
* p_data - 待发送数据缓冲区 uint8_t*（非空）
|
||
* len - 待发送字节数 uint16_t 1 - N
|
||
* timeout - 发送超时（ms），传 0 使用 RS485_TIMEOUT_DEFAULT uint32_t 0 / 1 - N
|
||
* 返回值：BSP_OK - 发送成功 bsp_err_t
|
||
* BSP_ERR_PARAM - 参数非法（空指针、长度 0 或超 RS485_TX_MAX_LEN）
|
||
* BSP_ERR_TIMEOUT - 发送超时（可重试：BSP_ERR_CAN_RETRY 为真）
|
||
* BSP_ERR_IO - HAL 报总线/状态错误
|
||
* 限定条件：须在主循环或 FreeRTOS 任务中调用，不可在 UART 中断中调用
|
||
* 函数说明：发送前拉高 DE，等待 HAL 时基延时确保 RS485 收发器驱动使能稳定后再启动
|
||
* UART 发送（HAL 时基最小粒度 1ms，此处延时 1ms，远大于 50us 的 DE 建立时间）。
|
||
* HAL_UART_Transmit 内部等待 TC（发送完成）标志，确保最后一字节完全移出后
|
||
* 再拉低 DE 切回接收状态。
|
||
*/
|
||
bsp_err_t rs485_transmit(rs485_handle_t *p_handle,
|
||
const uint8_t *p_data,
|
||
uint16_t len,
|
||
uint32_t timeout) {
|
||
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
|
||
|
||
if (timeout == 0U) {
|
||
timeout = RS485_TIMEOUT_DEFAULT;
|
||
}
|
||
|
||
/* 防御性边界（2026-09-24，UART 缓冲遍历类 HardFault 加固）：
|
||
* 长度必须非零且不超过收发缓冲上限——脏长度交给 HAL 会变成"按长度遍历整片内存" */
|
||
if ((p_handle == NULL) || (p_data == NULL) || (len == 0U) || (len > RS485_TX_MAX_LEN)) {
|
||
return BSP_ERR_PARAM;
|
||
}
|
||
|
||
RS485_DIR_TX(p_handle);
|
||
|
||
/* DE 建立延时：HAL 时基为 1ms 粒度，1ms 已充分覆盖收发器驱动使能稳定时间 */
|
||
HAL_Delay(1);
|
||
|
||
status = HAL_UART_Transmit(p_handle->huart,
|
||
(uint8_t *)p_data,
|
||
len,
|
||
timeout);
|
||
|
||
RS485_DIR_RX(p_handle);
|
||
|
||
|
||
return rs485_err_from_hal(status);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：启动中断方式接收（IDLE 空闲帧检测）
|
||
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
|
||
* 返回值：HAL_OK - 启动成功 HAL_StatusTypeDef
|
||
* HAL_ERROR - 启动失败
|
||
* 限定条件：UART 须已开启全局中断（NVIC 使能）
|
||
* 函数说明：使用 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 实现变长帧接收，
|
||
* 接收缓冲固定使用句柄内部的 rx_buf（RS485_RX_BUF_SIZE）。
|
||
* 当 UART 总线空闲超过 1 个字符时间后硬件触发 IDLE 中断，
|
||
* HAL 自动调用 HAL_UARTEx_RxEventCallback 并返回已接收字节数。
|
||
* 用户须在回调中重新调用本函数重新开启接收。
|
||
*/
|
||
bsp_err_t rs485_receive_start(rs485_handle_t *p_handle) {
|
||
HAL_StatusTypeDef status;
|
||
|
||
if (p_handle == NULL) {
|
||
return BSP_ERR_PARAM;
|
||
}
|
||
p_handle->rx_size = 0;
|
||
status = HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(p_handle->huart, p_handle->rx_buf, RS485_RX_BUF_SIZE);
|
||
|
||
return rs485_err_from_hal(status);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：缓存最近一次接收的字节数
|
||
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
|
||
* size - 本次接收到的字节数 uint16_t
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 中调用
|
||
* 函数说明：将 HAL 回调中接收到的数据大小回写到句柄的 rx_size 字段
|
||
*/
|
||
void rs485_rx_set_size(rs485_handle_t *p_handle, uint16_t size) {
|
||
p_handle->rx_size = size;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：获取最近一次接收的字节数
|
||
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 const rs485_handle_t*（非空）
|
||
* 返回值：最近一次接收的字节数 uint16_t
|
||
* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 触发后调用
|
||
* 函数说明：获取 rx_size 字段中缓存的接收字节数
|
||
*/
|
||
uint16_t rs485_rx_get_size(const rs485_handle_t *p_handle) {
|
||
return p_handle->rx_size;
|
||
}
|
||
|
||
/* ==================== HAL 回调（本工程唯一实现处） ====================
|
||
*
|
||
* ⚠ 下面三个回调是 HAL 的**全局单例**：一个工程只能有一份定义
|
||
* （Inc/stm32f4xx_hal_conf.h 的 USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS = 0，
|
||
* 没法按句柄注册各自的回调）。所以新增通道时**在这里加一行转发**，
|
||
* 不要在别处再定义一份 —— 重复定义是链接期的 multiple definition，编不过。
|
||
* 三个 = RxEvent / Error / TxCplt。加通道时**三个都要看一遍**：只用收的通道
|
||
* 也得知道 TxCplt 有没有被占，免得日后自己想发东西时找不到落点。
|
||
*
|
||
* 按句柄过滤放在各通道自己的模块里（如 sb_link_on_rx_event 内部判 p_huart），
|
||
* 本文件不必知道别的通道用的是哪个 huart，也就不会因为它们换口而改动。
|
||
*/
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：应用层接收钩子的默认实现（弱符号，可被应用重定义）
|
||
* 入口参数：buf - 本次接收数据首地址（中断上下文，回调返回后即被复写）
|
||
* size - 本次接收字节数
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：中断上下文调用（HAL_UARTEx_RxEventCallback 内），默认实现仅做占位
|
||
* 函数说明：业务解析由应用侧重定义本函数提供；弱符号定义与 rs485.h 的声明同名，
|
||
* 应用侧给出强符号时链接器取强符号，本实现被覆盖。
|
||
*/
|
||
__weak void rs485_on_rx(uint8_t *buf, uint16_t size) {
|
||
(void)buf;
|
||
(void)size;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* HAL UART 扩展接收回调（IDLE 空闲帧中断触发）。
|
||
* 当 RS-485 总线空闲超过 1 个字符时间后触发，由 HAL 自动调用。
|
||
* 注意：回调按实例分发，仅处理本驱动绑定的 UART，不写死 UART5。
|
||
*/
|
||
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size) {
|
||
if (huart == g_rs485.huart) {
|
||
rs485_rx_set_size(&g_rs485, Size);
|
||
|
||
/* 通知应用处理本次接收（中断上下文，应尽快返回） */
|
||
rs485_on_rx(g_rs485.rx_buf, Size);
|
||
|
||
/* 重新开启接收 */
|
||
rs485_receive_start(&g_rs485);
|
||
}
|
||
|
||
/* 屏板链路（USART1）：非本链路的句柄在 sb_link 内部被忽略 */
|
||
sb_link_on_rx_event(huart, Size);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* HAL UART 错误回调（ORE/NE/FE/PE 等）。
|
||
* 读 SR + DR 清除错误标志后重新开启接收，避免中断锁死。
|
||
*/
|
||
void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
|
||
if (huart == g_rs485.huart) {
|
||
/* STM32F4 通过读 SR + DR 清除 ORE/NE/FE/PE 错误标志 */
|
||
(void)huart->Instance->SR;
|
||
(void)huart->Instance->DR;
|
||
/* 重新开启接收 */
|
||
rs485_receive_start(&g_rs485);
|
||
}
|
||
|
||
/* 屏板链路（USART1）：清 ORE 并重挂接收（不清 ORE 会永久静默），见 sb_link.c */
|
||
sb_link_on_error(huart);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* HAL UART 发送完成回调（DMA 传输结束 / 阻塞发送结束）。
|
||
* 全工程原本零实现（2026-10-29 核实），屏板链路是第一个用户：它靠这个回调清 TX busy。
|
||
*
|
||
* 为什么放在本文件而不是 sb_link.c：三个全局 UART 回调必须一眼能找到全部落点。
|
||
* 分开写的话，下一个加通道的人只在本文件看到两个回调，会以为 TxCplt 没人用、
|
||
* 于是自己在别处再定义一份 —— 那是链接期 multiple definition。
|
||
* 本文件只做一行转发，**按句柄过滤在 sb_link 内部做**，与上面两个回调同一约定。
|
||
*/
|
||
void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
|
||
/* 屏板链路（USART1）：清 TX busy 标志并计数，见 sb_link.c */
|
||
sb_link_on_tx_cplt(huart);
|
||
}
|