wandering1
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用户选定最彻底方案（B2）：DMA + 定时器 TRGO 硬件触发 + 消费上一拍 已完成的半区。对应 P1-5 拆出的"单拍硬上界"，现已办结。 硬件事实更正（查 CubeMX 器件库 + 本仓 HAL 头证实）：F4 上 ADC1 的 外部触发清单里没有 TIM6/TIM7 TRGO（只接 DAC）。故 1 kHz 节拍源由 TIM6 改为 TIM3（PSC 83 / ARR 999，TRGO=UPDATE），同一个更新事件 同时 ① ISR 脉冲 TPAFE CONVST ② 经 TRGO 触发 ADC1 一轮 9 通道 ③ 置位 ADC_WAKE_FLAG 唤醒 adcTask。TIM6 从 .ioc 整体移除。 代码： - Src/tim.c/h：新增 MX_TIM3_Init（含 MasterSlaveMode），删 htim6 - Src/adc.c：ExternalTrigConv=T3_TRGO + EDGE_RISING + DMAContinuousRequests=ENABLE；MspInit 挂 hdma_adc1（DMA2_Stream4 循环模式）。DDS 位关掉 = 一轮只发一次请求，静默丢 8 路 - Src/dma.c：DMA2_Stream4 NVIC 优先级 6（CubeMX 换流会把它重置为 0， 优先级 0 会抢占 FreeRTOS 临界区，违反"外设中断 ≥5"） - Src/main.c：周期回调加 TIM3 分支；stm32f4xx_it.c 向量同步 - App/algo/adc_input.c：stm32_scan() → stm32_take()，逐通道 PollForConversion 全删；乒乓半区由完成计数奇偶推出（只读一个 32 位量 → 与 ISR 无竞态）；STM32 侧数据固定滞后 1 拍 - App/task/adc_task.c：心跳日志拆出四类计数 观测性：adc1_seq（完成计数）/ adc1_gap（seq 前进 >1 = 丢帧）/ adc1_err（连续 ≥2 拍无新帧 = 停摆）/ adc1_hw（HAL 错误回调）。 单拍无新帧是消费者相位伪影（DMA 完成落在唤醒后 ≈67 µs），不计故障。 验证： - 主机单测 79 → 101 全绿；反向验证四连均咬（半区奇偶取反 11 条、 停摆拍置 valid 4 条、STALL_RUN_MAX 改 1 为 6 条、gap 阈值 1 条） - @build 0 错 0 警，Code 256872 → 257660 - @test PASS：adcp 122 µs → 8 µs、adc1_err=0、adc1_hw=0、 adc1_gap=27/20002 拍、adc1_seq 与 seq 恒定偏移 2 - stack_report 7/7 PASS，adcTask 832 B / 余 59%（不变） - cubemx-survival 新增 5 项审计（TIM3 分支 / T3_TRGO / DDS / DMA 挂载 / 流优先级），28 通过 0 失败 文档：ADC 采样节拍设计说明新增 §11；看门狗停摆分析 §4.4 与 §8 收口； 算法规划 L1-1/L1-3、通道映射、测试说明、各 README 同步。
164 lines
7.2 KiB
C
164 lines
7.2 KiB
C
/*
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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：把两片转换器的原始码值按**语义**（UA/UB/UC/UN/IA/IB/IC/IN/温度）统一
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* 暴露，使上层（UI / 自检 / 保护算法）**按语义取数，不写死下标**：
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* ① 语义通道映射表（L1-4）——权威口径 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md；
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* ② STM32 ADC1 9 通道采样（L1-3）——由 **TIM3 TRGO 硬件触发 + DMA 双缓冲
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* 搬运**（v2.0），本层只消费、不触发、不等待。
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* V0.1 上 8 路电气量分属两片转换器（硬件缺陷 N-18）：UA/UN/IA 走
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* TPAFE5160（16 位 / ±5 V 双极性），UB/UC/IB/IC/IN 走 STM32 ADC1
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* （12 位 / 0~3.3 V 单极性）。V0.2 改版（8 路电气量全部接 TPAFE）
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* 只改映射表内容，本层 API 与上层语义不动。
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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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* v2.0 2026-10-10 王建锋 STM32 侧改 TIM3 TRGO 硬件触发 + DMA 双缓冲消费：
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* 消除逐通道轮询的 2 ms 忙等；节拍源 TIM6 -> TIM3
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* （F4 上 ADC1 只认 TIM2/TIM3/TIM8 的 TRGO，TIM6 TRGO
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* 仅接 DAC）；新增 adc_input_stm32_seq()/_hw_errs()
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*/
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#ifndef ADC_INPUT_H
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#define ADC_INPUT_H
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#include <stdint.h>
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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/* 语义通道（V0.1：8 路电气量 + 温度）。枚举值即语义编号，顺序不得随意变更；
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* 备用通道（RESERVED）不接入语义，故不在此枚举内。 */
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typedef enum {
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ADC_SEM_UA = 0, /* A 相电压（TPAFE） */
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ADC_SEM_UB, /* B 相电压（STM32） */
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ADC_SEM_UC, /* C 相电压（STM32） */
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ADC_SEM_UN, /* 零线电压（TPAFE） */
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ADC_SEM_IA, /* A 相电流（TPAFE） */
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ADC_SEM_IB, /* B 相电流（STM32） */
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ADC_SEM_IC, /* C 相电流（STM32） */
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ADC_SEM_IN, /* 零线电流（STM32） */
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ADC_SEM_TEMP, /* 温度（STM32，V_ZL2） */
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ADC_SEM_COUNT /* 语义通道数（哨兵） */
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} adc_semantic_t;
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/* 数据来源：V0.1 的 8 路电气量分属两片转换器（N-18） */
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typedef enum {
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ADC_SRC_TPAFE = 0, /* TPAFE5160：16 位、±5 V 双极性、8 通道同步 */
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ADC_SRC_STM32 /* STM32 ADC1：12 位、0~3.3 V 单极性、9 通道顺序扫描 */
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} adc_source_t;
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/* 语义通道 → 物理通道描述 */
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typedef struct {
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adc_source_t source; /* 数据来源 */
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uint8_t index; /* TPAFE 源：驱动 buf 下标 0..7；STM32 源：ADC1 通道号 0..15 */
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} adc_channel_desc_t;
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/* TPAFE5160 一帧通道数（= 驱动 buf 长度） */
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#define ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM 8U
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/* STM32 ADC1 顺序扫描通道数（Rank 1..9） */
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#define ADC_INPUT_STM32_CH_NUM 9U
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/* STM32 ADC1 最近一次取帧状态码（v2.0：DMA 消费，已无"轮询超时"这一档） */
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#define ADC_INPUT_RC_OK (0) /* 取到新一帧 */
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#define ADC_INPUT_RC_START (-1) /* HAL_ADC_Start_DMA 挂载失败 */
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#define ADC_INPUT_RC_STALL (-2) /* 本拍无新帧（TIM3 未启动 / ADC 停摆 / DMA 出错） */
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#define ADC_INPUT_RC_NOT_RUN (-3) /* 尚未取过帧 */
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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（映射指向了不会被扫描的通道）；
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* -2 - STM32 ADC1 的 DMA 挂载失败
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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：清缓冲与统计 + 映射表自洽性自检 + 挂载一次 ADC1 DMA（此后转换由
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* TIM3 TRGO 硬件触发、DMA 自动搬运）。须在启动采样节拍之前调用。
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*/
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int adc_input_init(void);
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/*
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* 函数功能：采集一拍（TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1 DMA 采样）
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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）；STM32 侧状态另见
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* adc_input_stm32_rc() / adc_input_stm32_seq()
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* 限定条件：仅**任务上下文**调用（TPAFE 快照走临界区）
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* 函数说明：本函数只搬运原始码值，不做标定/运算；STM32 侧**零忙等**（不触发、
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* 不等待转换）。STM32 侧无新帧不阻断 TPAFE 快照，也不影响返回值语义。
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* ⚠ STM32 侧数据滞后 1 拍（乒乓双缓冲固有延迟，9 路一致）。
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*/
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int adc_input_poll(void);
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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：供自检注入 / UI 通道序等需要"语义 → 物理通道"映射的场景使用。
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*/
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const adc_channel_desc_t *adc_input_desc(adc_semantic_t 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 位二进制补码；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）。取数前须先成功
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* adc_input_poll() 一次。
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*/
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int adc_input_raw(adc_semantic_t ch, int32_t *out);
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/*
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* 函数功能：读取 STM32 ADC1 最近一次取帧状态码
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：ADC_INPUT_RC_xxx
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* 限定条件：无
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* 函数说明：供心跳日志 / 自检观测 STM32 侧健康度。
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*/
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int adc_input_stm32_rc(void);
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/*
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* 函数功能：读取 STM32 ADC1 停摆故障累计次数
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：DMA 挂载失败次数 + "连续 >=2 拍无新帧"的次数
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* 限定条件：无
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* 函数说明：单调递增，供心跳日志观测。单拍无新帧（消费者相位伪影）不计入。
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*/
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uint32_t adc_input_stm32_errs(void);
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/*
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* 函数功能：读取 STM32 ADC1 的丢帧次数
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：DMA 完成计数一次前进 >1 的次数（中间那帧已被覆盖，未及消费）
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* 限定条件：无
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* 函数说明：与 errs 分开——gap = 消费者超拍（单拍耗时 > 1 ms），
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* err = 节拍源/ DMA 停摆。两类故障处置不同，混在一起就查不了。
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*/
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uint32_t adc_input_stm32_gaps(void);
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/*
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* 函数功能：读取 STM32 ADC1 的 DMA 整帧完成计数
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：DMA 半区/整区完成中断的累计次数（正常时每拍 +1）
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||
* 限定条件：无
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||
* 函数说明：与 tpafe5160_frame_seq() 对称的 STM32 侧"节拍是否还在喂数据"观测量。
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*/
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uint32_t adc_input_stm32_seq(void);
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/*
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* 函数功能：读取 STM32 ADC1 的 HAL 层错误回调累计次数
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：HAL_ADC_ErrorCallback 触发次数（DMA 传输错误等）
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||
* 限定条件：无
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||
* 函数说明：与 adc_input_stm32_errs() 分开计数，用于区分"节拍源停了"与"DMA 出错"。
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*/
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uint32_t adc_input_stm32_hw_errs(void);
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|
||
#ifdef __cplusplus
|
||
}
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||
#endif
|
||
|
||
#endif /* ADC_INPUT_H */
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