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STM32F4-Base/App/algo/freq.h
T
wandering1 94b0d79026 feat(ui)+chore(docs): UI 补齐清单清空;数据可信销项与「卡」号清退
本笔含两组收尾工作(同一工作区内交错在 6 个共享文档/门禁配置里,
拆开会产生"文档声称的页数与树里黄金数不一致"的中间提交,故合为一笔):

一、UI 补齐(清单清空)
- 新建 6 个内容页模块:ui_page_accident / oper / alarm / start / yk
  复用 ui_w_records 共享组件(分页、空态"无记录"、按实例读盘缓存),
  记录层与五个写入点已由道F task-10 / 道G task-12 落地,本批只补页面;
  ui_page_runreport 为 13 行 2 页只读统计,四个数逐个挂范围标签
  (自电池周期 / 本次开机),boot_ready=0 显 "--" 不显 0。
- 数据面:ui_data_info_t 尾部追加 9 字段,ui_data_feed 用
  boot_stats_get() + iec104_serv_get_stats() 纯搬运;模拟器填确定值假数据
  (差异登记 docs/测试说明/模拟器差距清单.md §2.3 两行)。
- 接线:菜单树 6 叶绑 #page=,绑定叶 22→28、UI_PAGE_MAP_COUNT=28;
  字库 185→218 字 / 280→313 字形;双端注册 uvprojx +30、CMakeLists +6。
- 回归:内容页黄金 53→60(含 runreport_p2 真拍第 2 页),文本断言
  425 正向 / 36 反向;存量 53 张逐字节零漂移;记录 5 页各用独立空目录
  (模拟器把操作留痕写进 cwd 的 sim_oper.log,共用 tmp 会让空态拍不到)。

二、数据可信销项 + 「数据可信」任务卡号整族清退
- 删除已闭环的"已知电压注入验证"行与闭环结论块(证据在
  docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §8.1 与
  docs/测试说明/ADC前端注入验证流程.md §5~§7),§5 标识列改语义短语。
- 卡 0/0b/1~12 共 14 个号全仓 288 站点 / 56 文件清退成语义短语,
  代码注释、测试、门禁配置与文档一并改;换算表入 docs/编号规范.md §9.3。
  这一族是中文前缀,不进 check_ids 语料,刻意不入 id_aliases.json。

验证(实测)
- @build 0 错 0 警:Code=236456 RO=28124 RW=1876 ZI=137084;
  RAM +464 B(RW +304 / ZI +160),RW_IRAM1 62.2% / RW_CCM 87.9%,
  体积同码凭证与 RAM 台账已回填。
- check_menu_rows 8 状态 rc=0(池 5368/5448 常量未动);
  check_content_pages 60 页 rc=0;check_font_charset / registration /
  coding-standard / bom-drift / mojibake / doc-links --all / layer-deps /
  nested-comment 全 rc=0;check_ids --strict 无错误;主机单测
  ui_data 295 / boot_stats 21 / sys_log_mcu 141 / soe 32 / soe_store 27。

未做(不是遗漏)
- 六页真机判据(真记录翻页、掉电保持、清除后归零、boot_count 自增、
  拔 RTC 电池落 RESTARTED、IWDG 复位落 rst_cause、主站连一次 conn_up+1)
  已登记 docs/任务规划/登记簿.md §7;模拟器结构上照不到。
- docs/产品需求/产品需求设计文档.md 属另一条在飞改动,本笔不含;
  其中我已同步 6 处现状数字(28 叶 / 60 页 / 218 字),随该笔入库。
2026-10-28 07:23:16 +08:00

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C
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/*
* 模块名称:频率测量层(L2 派生量,过频 / 低频的测量输入)
*(保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md)
* 模块功能:由 L2 相量使用区的基波相量导出系统频率——相邻两拍基波相量取
* **共轭乘积** P = Z(m)·conj(Z(m-1))(其角 = 每拍相位增量,纯音 =
* +2πf/Fs,免显式解缠绕),再对**自适应窗长**的相位增量做滑动平均:
* K_eff = round(8·Fs/(2·f_hat)) ≈ 泄漏纹波周期 fs/(2f) 的整数倍
* -> 非整周波 DFT 负序泄漏造成的 ~10 ms 周期相位纹波相消
* (定长窗平均实测扫频误差 0.2~0.32 Hz,自适应窗进入 0.01 Hz 量级,
* 推导与实测见 freq.c 文件头与 test/host/freq 输出)。
* 覆盖规划 §3.3 过频 / 低频 的测量侧与 §4.2 测频范围(45~55 Hz 建议段)。
*
* 原理与判据(详见 docs/算法/采集与算法层设计说明.md §7 与 test/host/freq/):
* - 采样率 Fs = 1000 Hz(TIM3 节拍,与 phasor 同源);45~55 Hz 段每拍
* 相位增量 ≈ 0.28~0.35 rad,距 ±π 缠绕边界裕度巨大,无歧义;
* - 瞬时值钳制:单拍相位差折算越出 35~65 Hz(**假值带**,宽于系统合理带
* 40.5~60.5=参考 CN_HERTZ_SOFTFR_MIN/MAX,规划 §10.1——贴边会非对称
* 丢弃泄漏纹波半周造成偏置,见 FREQ_INST_* 注释)判为采样间隙/相位
* 跳变假值,本拍不入窗;
* - 幅值门:源相量有效值 < FREQ_AMP_MIN 判"无有效波形"(浮空输入/PT 断线),
* 停止更新、valid 清零、读数保持 → 台架浮空 rms≈0 不发散;
* - 信号源优先级:UA 基波 → IA 基波(UA 无幅值时用 IA,台架只注电流亦可测频)。
*
* ⚠ 本层**纯算法**:不碰寄存器、不碰 RTOS、不自己取数(输入 = phasor 使用区)
* → 主机侧可免桩单测(L0.5)。
* 适用平台:STM32F407ZGTx(Cortex-M4F,硬件 FPU)
* 作者:DTU 项目组
* 创建日期:2026-10-12(B8)
* 修改记录:
* v1.0 2026-10-12 DTU 项目组 创建:相位解缠绕测频 + 滑动平均 + 幅值门
*/
#ifndef FREQ_H
#define FREQ_H
#include <stdint.h>
/* 测频标称采样率(Hz):TIM3 1 kHz 节拍,与 phasor/sample_ring 同一时基 */
#define FREQ_FS_HZ 1000.0f
/* 单拍(逐拍相位差折算)**假值钳制带**(Hz):越出即判采样间隙/相位跳变/
* 深度畸变过渡段产生的粗大假值,本拍不入窗(读数保持)。
* ⚠ 与"系统合理频率带"分开定:非整周波 DFT 泄漏让单拍相位差本身带
* ±5 Hz 量级纹波(45/55 Hz 端实测),钳制带若贴住 40.5~60.5(参考
* CN_HERTZ_SOFTFR_MIN/MAX,规划 §10.1)会**非对称丢弃纹波半周** → 均值
* 偏置(实测 45 Hz 点 +0.16 Hz)。放宽到 35~65 Hz 后仍拦得住窗滑 2 拍的
* ≈2f(90~110 Hz)与相位跳变假值,又不吃掉正常纹波。
* 系统合理带 40.5~60.5 由消费侧把关(OF/UF 定值范围 50~55 / 45~50),
* 测量层不做截断——测量层只保证"测得准"。 */
#define FREQ_INST_MIN_HZ 35.0f
#define FREQ_INST_MAX_HZ 65.0f
/* 幅值门限(有效值,**二次值 V 口径**,「数据可信」下游常数按工程量重定的结果,依据其 §2.3 表第 1 行):
* 低于该值判"无有效波形"。取值 50 V = 0.5×Un(相电压标称 100 V,与
* App/algo/prot_set.c 头部量纲基准同源):正常带载 UA 在 0.9~1.1×Un,
* 50 V 之下只可能是断保险/PT 空载/浮空噪声(浮空实测 ~1.7 V 引脚域、
* 二次域更小),不会吃掉正常纹波(纹波谷值远大于 0.5×Un)。
* ⚠ 过渡期行为(eng=0,两点标定完成前):帧值还是引脚电压(≤5 V < 50 V),
* 本门**恒失效** → freq_valid()=0 → OF/UF 按"必不启动"填充复位——与未标定即闭锁
* 同向(判据链本就停走),不构成额外风险;标定后自动恢复本意。
* 数值沿用原 50.0f 属巧合(原为"远小于千级码值"的拟定值),不是漏改。 */
#define FREQ_AMP_MIN 50.0f
/* 相位增量滑窗环容量(拍):96 拍 = 96 ms 上限。实际平均窗长**自适应**
* (freq.c fq_read_freq:K_eff = round(8·Fs/(2·f_hat)),45~55 Hz 段 73~89 拍),
* 使窗长恰为 DFT 负序泄漏纹波周期 fs/(2f) 的整数倍 -> 纹波相消。
* 保护定值延时 ≥100 ms,~90 ms 窗不影响动作时序判据。 */
#define FREQ_AVG_TAPS 96u
/* 自适应窗长下限(拍):K_eff 钳位区间下界(启动段窗未满时按已有拍数)。 */
#define FREQ_AVG_MIN 72u
/* 判"启动收敛完成"所需最少样本数(拍):20 拍 = 20 ms(首个有效相量后
* 21 拍内出首个读数)。窗未满时按已有样本求均值(部分窗),收敛快。 */
#define FREQ_START_TAPS 20u
/*
* 函数功能:频率测量层初始化
* 入口参数:无
* 返 回 值:0 - 成功
* 限定条件:内核启动前调用(无 RTOS 依赖);须在 phasor_init() 之后无要求
* (本层只在使用区就绪后才产出)
* 函数说明:清平均缓冲/计数/读数/有效标志;可重复调用(幂等)。
*/
int freq_init(void);
/*
* 函数功能:每拍测频步进(读 phasor 使用区 → 相位差 → 钳制 → 滑动平均)
* 入口参数:无
* 返 回 值:无
* 限定条件:仅采集消费者任务上下文(adcTask),**须在 phasor_run() 之后**
* 同拍调用(本拍相量已切换使用区)
* 函数说明:相量未就绪(-2)→ 本拍不更新;幅值门失效 → 停更新、valid 清零、
* 读数保持;单拍乘积角折算越出 40.5~60.5 Hz → 假值拍入 0(不进窗)。
* 窗未满 FREQ_AVG_TAPS 时按已有乘积求和(部分窗),收敛快。
*/
void freq_run(void);
/*
* 函数功能:读测得频率(工程量 Hz)
* 入口参数:out - 输出(NULL 直接返回 -1)
* 返 回 值:0 - 已有读数(out = 现值,可能为保持值);-1 参数错;
* -2 - 从未启动收敛(尚无任何有效读数,out 写 0)
* 限定条件:无(任意上下文;float 单字读,Cortex-M 原子)
* 函数说明:本函数判"**有没有数**";判"数新不新"(幅值门是否仍 OK)
* 用 freq_valid()。保护元件消费口径 = get==0 && valid==1。
*/
int freq_get(float *out);
/*
* 函数功能:读"本拍有效"标志(幅值门 OK 且已启动收敛)
* 入口参数:无
* 返 回 值:1 - 读数新鲜;0 - 未启动或幅值门失效(读数仍保持)
* 限定条件:无
* 函数说明:供心跳日志与保护元件判"测量可信"用。
*/
uint8_t freq_valid(void);
/*
* 函数功能:读最近一次有效读数(不判新鲜度)
* 入口参数:无
* 返 回 值:Hz;从未收敛返回 0.0
* 限定条件:无
* 函数说明:单字 float 读,原子。
*/
float freq_last(void);
#endif /* FREQ_H */