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STM32F4-Base/App/algo
wandering1 ffd462ef3c feat(保护标定): 卡5 未标定闭锁 + 卡6 下游三常数重定 + 卡7 量纲回归单测
卡 5(protect_task.c 第⑤闭锁源,「数据可信」§4.3 决策 1=闭锁):
- UA/UN/IA 的 adc_cal VALID 未全置位 → prot_elm_init + 本拍不 eval;每拍现查
  flags、无自有状态(卡 12 标定写入后自动解锁);判据链优先级 = 采样可信在前、
  标定可用在后(数据都是旧的谈不上标定)
- 边沿日志用 DBG_INFO 而非 [ERR]:未标定是出厂常态、非故障,且 @test 禁用
  [ERR](「默认构建保护不动作 = 期望」的台架判据同步项已在 MR 报 lead);
  SOE 分型 SOE_T_CAL_BLOCK/RESUME(soe_rec.h 枚举尾追加,值 6/7——reader 侧
  显示标签映射归道B reader,MR 已报)
- 台架旁路 = 编译期宏 DTU_BENCH(§4.3:不进 cfg 不进 104;本仓所有提交目标
  都不定义它 = 产品恒强制闭锁)

卡 6(下游三常数按工程量重定,依据同源 docs/任务规划/数据可信.md §2.3):
- FREQ_AMP_MIN(freq.h):语义从拟定码值域重定为二次值 V——50 V = 0.5×Un
  (标称 100 V),断保险/PT 空载/浮空必低于之;数值沿用 50.0f 属巧合并在
  注释明写;eng=0 过渡期本门恒失效 → OF/UF 按必不启动填充,与卡 5 同向安全
- k_yc[].deadband(iec104_pts.c):9 点按「额定 0.5 %」规则重定:电压类
  0.5 %×100 V=0.5、电流类 0.5 %×1 A=0.005、频率维持 0.5 Hz 绝对值(非额定
  比,卡 10 运行参数化);标称基准与 prot_set 头部同源,防两处真相
- g_prot_set_meta[](prot_set.c):数值/范围复核结论=不动(0~4×标称自洽),
  文件头补量纲口径块:A/V = 二次值、标称 100 V/1 A、OV120=1.2Un/UV20=.2Un/
  3U0 15=.15Un、OC1/2/3=10/5/2×Ir、OL=1.0×Ir;PS_ID_COUNT/blob VER 未动
- iec104 套件 TC-008 死区用例同步重定标(100.4 带内 / 101.25 越带),97/97

卡 7(test/host/prot_dim 新套件,真实链 adc_cal→ring→phasor→prot_elm):
- 用例从 ADC 码值出发、显式写出 code↔二次值互逆换算(dim_code vs apply),
  折算点被旁路或量纲再错位断言立刻翻转(M4 判据⑥「不该动作时不动作」)
- 合成 ROM 覆写(#undef K_Q16 宏)模拟卡 12 标定后板级口径,走 adc_cal_set
  正规路径置 VALID;b=-30 码全链对消进 rms 断言
- 38/38:基线静默(含 OL 低定值陷阱)、反错配对照(raw 码值灌环复现历史事故
  必假动作 vs 经折算必静默)、OC1/2/3+OL+OV+UV+3U0 七类逐一:越限定值→
  受控启动拍→dly-2 不动作/+5 动作→返回系数带内保持→跌破释放、双件聚合位图
  独立性(撤 IA 只回 OC1)

测试与注册:prot-dim-unit-test 钩子 + TC-HOST-PROTDIM 族(游标 010,B 层口径
同 ADCHEALTH/ADCCAL 先例);无新 MCU 源文件(uvprojx/SIM_EXEMPT 零改动)

gate:@build 0 错 0 警(Code=215640 RO=21388 RW=1220 ZI=131980 vs 基线
215440/19780/1220/131980 → Flash +1808 B、RAM 零增量);protectTask 静态最坏
链 872 B/margin 1176 B(57%)PASS,adcTask 不变;staged 门禁除 mem-numbers/
mem-budget(台账漂移,回填归 lead)外全绿:
gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill
BOM/CR/U+FFFD/字面量 ASCII 已逐文件自查(本轮未触碰带 BOM 文件)
2026-10-25 05:22:17 +08:00
..

App/algo/ — 采集与算法层(L1 / L2 / L3)

本目录的索引:文件清单、依赖、逐文件的"改代码必须知道"、构建与测试入口、新增模块动作。 详细设计——机制、契约、判据、为什么这样设计 → docs/算法/采集与算法层设计说明.md(本文不复制其内容)。 分层归属与功能项状态 → docs/算法/继电保护功能复现规划.md §2.1; 通道映射唯一权威 → docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md;采样节拍 → docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md。

1. 文件清单(一眼版)

文件 层 作用(一句话) 主要对外入口 覆盖规划项
adc_input.h / .c L1 统一语义取数:两片转换器的码值按语义(UA…IN / 温度)暴露,并消费 STM32 ADC1 的 DMA 乒乓缓冲 adc_input_init() adc_input_poll() adc_input_raw() L1-2 / L1-3 / L1-4
adc_health.h / .c L1 采样有效性判定:吃计数快照,产出静默 / 丢帧 / 单调性 / 错误增量故障位(判定与告警编排分离);L5-2 残余的码值贴轨观察器同层 adc_health_check() adc_health_flags() adc_health_rail_watch() L1-6 / L5-2(残余)
adc_cal.h / .c L1.5 通道标定折算(「数据可信」卡 2/卡 4):工程量 =(code+b)×k,Q16 系数/零点两段落盘 + 三态 flags + 合法带哨兵 + 两点公式 adc_cal_apply() adc_cal_flags() adc_cal_set() L1-5(M4 半边)
sample_ring.h / .c L2 输入 按语义通道存最近 2 周波(40 点),供相量层"以当前时刻为终止"取窗 sample_ring_push_frame() sample_ring_window() L2 输入(为 L2-6 供数)
phasor.h / .c L2 全周傅氏:一周波 20 点 DFT → 基波 / 谐波相量(有效值口径),双区原子切换供无锁读 phasor_run() phasor_get() phasor_calc() L2-1 / L2-2 / L2-3 / L2-6 / L2-7
freq.h / .c L2 派生量 频率测量:相邻两拍基波相量共轭乘积取角 + 自适应窗滑动平均 + 假值钳制 + 幅值门(UA→IA 源回退) freq_run() freq_get() freq_valid() L3-5 测量侧(测频范围 → docs/算法/继电保护功能复现规划.md §4.2)
prot_set.h / .c L3 输入 保护定值模型:Q10 定点 RAM 表 + 范围校验 + 校验和封存 / 自检 / 闭锁 + 持久化 blob 纯逻辑 prot_set_load_raw() prot_set_get_f() prot_set_selfcheck() L5-1 载体
prot_elm.h / .c L3 保护元件框架:通用"越限 + 返回系数滞回 + 定时限"核 + 数据驱动实例表(过流三段 / 过负荷 / 过压 / 欠压 / 零序过压 / 过频 / 低频) prot_elm_run() prot_elm_eval() prot_elm_active_mask() L3-1 / L3-3 / L3-4 / L3-5 / L3-6(软件侧)

依赖(自下而上、无环):adc_input.h(纯枚举 + 声明)← adc_cal(另依赖 cfg_file.h 接口, 纯头文件级)← sample_ring ← phasor ← freq; prot_set 独立;prot_elm ← prot_set + phasor + freq。 adc_health 只吃调用方喂进来的计数 / 码值,不反向依赖 L1 实现(L5-2 贴轨门限由调用方 从 adc_cal_rail_ths() 取,本层仍零算法依赖)。

除 adc_input.c 外全部零平台依赖(只用 stdint.h / math.h / stddef.h 与本目录头) → 可被主机单测 #include 原样纳入、免桩跑。adc_input.c 另依赖 adc.h(hadc1)与 tpafe5160.h(快照),主机侧以桩头替身。

2. 一拍的数据流(一眼版)

adc_input_poll() → adc_input_raw() ×9 → adc_cal_apply() ×9(L1.5 折算,现口径 = ADC 引脚电压 V)+ adc_health_rail_watch() ×9(L5-2,码值域)→ sample_ring_push_frame() → phasor_run() → freq_run() → 消费者(adcTask 心跳与 L1 健康判定;protectTask 每 20 ms 取相量 / 频率跑 prot_elm_run())。节拍 = TIM3 1 kHz 更新事件,两片转换器同源触发。 完整数据流图与初始化落点 → docs/算法/采集与算法层设计说明.md §2。

3. 逐文件要点(只留"改代码时必须知道"的;机制与理由见设计文档)

改本目录前先记五条红线:① 取数只经 adc_input_raw(),不写死下标;② 禁止跨转换器做 相位 / 功率 / 矢量运算(N-18);③ 帧值已是 L1.5 工程量,但 未标定(adc_cal_flags() 无 VALID)时单位只是 ADC 引脚电压,不是端子二次值——下游消费精度判据见「数据可信」§4.2 三态 表;④ 工程量 → 帧的唯一折算点是 adc_cal_apply(),禁止旁路再乘系数;⑤ 本层不建任务、 不等事件、不写日志(adc_cal 的 [ERR] 哨兵留痕是唯一例外,且每通道每开机一次), *_init() 才可在内核前调。 全文 → docs/算法/采集与算法层设计说明.md §10。

3.1 adc_input.c / adc_input.h — L1 语义取数

  • 语义映射表 k_adc_map[] 的内容唯一权威是 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md;V0.2 改版只改表内容,API 不动。
  • adc_input_poll() 仅任务上下文(TPAFE 快照是临界区);STM32 侧固定滞后 1 拍。
  • 四类 STM32 计数(adc1_seq / adc1_gap / adc1_err / adc1_hw)成因不同,勿混读。
  • 本目录唯一允许出现 HAL 调用的文件。→ docs/算法/采集与算法层设计说明.md §3。

3.2 sample_ring.c / .h — L2 输入采样环

  • 整帧写入后才推进写指针 → 取到的窗永远落在整帧边界。
  • 本拍取数失败 → 整拍跳过入环(adc_task.c 的 skip),绝不补 0 点。
  • 不做跨通道运算、不做丢帧判定(只出 frames() 计数)。→ docs/算法/采集与算法层设计说明.md §5。

3.3 phasor.c / .h — L2 相量计算

  • 系数表预乘 √2/N → fAmSQ 直接是有效值(口径 docs/算法/傅氏算法详解.md §2.3)。
  • 实例表 k_inst[] 数据驱动:新增实例只在表尾加一行。
  • 任一实例不足一周波 → 本拍整体不产出(不切使用区);每拍 20 点全部重算(不做增量递推)。
  • → docs/算法/采集与算法层设计说明.md §6。

3.4 adc_health.c / .h — L1 有效性判定

  • 三类位严格分开:电平(可自愈)/ 锁存(必留痕)/ 边沿事件(仅当拍);静默 ≠ 丢帧。
  • gap 不告警(消费者超拍是已知现象);告警编排在 adc_task.c,不在本层。
  • 首拍 check() 只建基线。→ docs/算法/采集与算法层设计说明.md §4。

3.5 prot_set.c / .h — 保护定值模型(L5-1 载体)

  • 装载 all-or-nothing:任一项越界整表不装载,越界项由 prot_set_bad_mask() 指认。
  • 批量 prot_set_set() 后必须 prot_set_seal();单项原子写用 prot_set_set_sealed()。
  • 定值项 / 实例只许尾部追加(枚举序 = 数组序 = 校验和覆盖序)。
  • blob 换代(返回 2)≠ 损坏(返回负):前者打 INFO、不记自检。→ docs/算法/采集与算法层设计说明.md §8、§12.3。

3.6 prot_elm.c / .h — L3 保护元件框架

  • 数据缺失两种处理刻意不同:相量类任一未就绪 → 整拍跳过;频率类无有效读数 → 按方向填"必不启动"值,不整拍跳过。
  • prot_set_locked() 或投退 = 0 → 元件整体复位不判据;跨上下文复归走 prot_elm_request_reset()。
  • 零序过流(IN 走 STM32)故意不在实例表;OF / UF 无独立 104 遥信点,只经 YX15 总聚合可见。
  • prot_elm_init() 须在 phasor_init() 之后。→ docs/算法/采集与算法层设计说明.md §9。

3.7 freq.c / .h — 频率测量(L3-5 的测量输入)

  • freq_run() 仅 adcTask 上下文,须在 phasor_run() 之后同拍调;保护口径 = freq_get() == 0 && freq_valid() == 1。
  • 精度靠自适应窗长(窗长 = 泄漏纹波周期的整数倍);定长平均压不到 0.02 Hz, 换窗长 = 换精度,二者不是独立旋钮。
  • 源切换即废相位基准重建(UA / IA 无共同相位基准,N-18)。
  • 判据 J1~J6 与实测口径 → docs/算法/采集与算法层设计说明.md §7.2(与 test/host/freq/freq_test.c 文件头同源)。

3.8 adc_cal.c / .h — L1.5 通道标定折算(「数据可信」卡 2 / 卡 4)

  • 折算模型:工程量 = (code + b) × k;k 落盘用 int32 Q16(µV/码 × 65536)、b 用 int32 码值(负零点靠 CFG_VAL_INT)——单位与定点格式的选型依据见 docs/任务规划/数据可信.md §4.1,勿改回 V/码 直存(Q16 只剩 20 个刻度)。
  • ROM 默认 = 卡 1 定死的引脚侧 LSB(TPAFE 152.59 / STM32 805.66 µV/码, docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1);表下标 = 语义枚举(UA0…IN7), V0.2 改版与本目录 adc_input 映射表同步改。
  • 三态可用性 adc_cal_flags():VALID(已按变比标定,二次值成立——卡 0b/12 前恒 0) / CLIPPED(运行期按来源派生,V0.2 后自动清零)。消费者判「能不能信」只许查它, adc_cal_apply() 不返回可用性(「数据可信」§8 风险表)。
  • 合法带哨兵:k ∉ ROM×[0.5,2.0] 或 |b| > 8192 → 折算回退 ROM + 每通道每开机一条 [ERR] + VALID 被压制(即便文件位图说已标定);这层兜底同时挡坏文件与坏标定。
  • adc_cal_set() / adc_cal_two_point():整定与两点公式的算术核已齐备(单测还原合成 k/b);台架两点标定(卡 12)待实测,本层不含注入。
  • cfg 两段 [adc_cal] / [adc_cal_ofs] 不挂回调(RAM 副本即生效值,引擎 load/poll 原地改写,逐点现读);注册在 app_main_init() 内核前完成,必须先于 cfg_file_load。

4. 构建与测试

4.1 挂载与模拟器边界

  • 八个 .c 已登记在 MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx;../App/algo 已在 <IncludePath> 内。
  • 本层不进 simulator/CMakeLists.txt(UI 模拟器不跑采集链路):八个文件全部登记在 scripts/check_registration.py 的 SIM_EXEMPT(附理由),registration-check 钩子反向校验(N-23)。

4.2 主机侧单测(L0.5)——生产源文件以 #include 原样纳入

模块 命令 pre-commit 钩子
相量 / 采样环 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/phasor/run_unit_test.py phasor-unit-test
ADC 输入层 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/adc_input/run_unit_test.py adc-input-unit-test
有效性校验 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/adc_health/run_unit_test.py adc-health-unit-test
定值模型 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/prot_set/run_unit_test.py prot-set-unit-test
元件框架 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/prot_elm/run_unit_test.py prot-elm-unit-test
频率测量 & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/freq/run_unit_test.py freq-unit-test
通道标定(含真实 cfg_file 引擎集成) & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/adc_cal/run_unit_test.py adc-cal-unit-test

改本目录任一 .c/.h,提交时对应钩子自动跑。用例清单与判据数字的属主是各 test/host/<模块>/ 与 docs/测试说明/ 下的单测说明,本文不复制(三处抄数字必然打架)。

4.3 板端

@build 0 错误 0 警告 → @test 看 [ADC_TASK] 首拍 / 心跳(phasor(...)、freq(...)、 cal: ua_mv=… vl=0x00 cl=0xE6 rail=…、ring / skip / adc1_* / tgap); 健康判据 = 零 [ERR](健康告警与标定哨兵全以 [ERR] 开头,误报会被闭环直接抓住; vl 在未标定默认构建必须为 0x00,卡 5 闭锁落地后 cal: 行就是台架期望的直接证据)。 → docs/算法/采集与算法层设计说明.md §12。

5. 新增一个算法模块的固定动作

  1. 在本目录建 xxx.c/h,文件头写模块注释块(规范 V1.0),尽量零平台依赖以便免桩单测。
  2. 用 new-source-file skill 注册到 MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx(新建子目录还要补 <IncludePath>)。 模拟器侧二选一:有消费路径 → 加 simulator/CMakeLists.txt;纯算法无消费路径 → 加 scripts/check_registration.py 的 SIM_EXEMPT(照本目录既有七条写理由),否则 registration-check 拦。
  3. 加 test/host/<模块>/ 主机单测 + .pre-commit-config.yaml 钩子(照 phasor-unit-test 抄)。
  4. 消费者写在 App/task/,本层只出"数";跨转换器禁令见 §3 开头四条红线。
  5. 在本 README §1 清单加一行,并在 docs/算法/采集与算法层设计说明.md 里写清该模块的契约与理由。

6. 相关文档

  • 本层设计与判据:docs/算法/采集与算法层设计说明.md
  • 通道映射权威口径:docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md
  • 分层与功能项清单:docs/算法/继电保护功能复现规划.md
  • 傅氏算法与有效值口径:docs/算法/傅氏算法详解.md
  • 采样节拍(TIM3 1 kHz + TRGO 触发 ADC1 / DMA):docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md
  • 相量层 / ADC 输入层单测细则:docs/测试说明/相量层单元测试说明.md、docs/测试说明/ADC输入层单元测试说明.md
  • RAM 与栈台账:docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md