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STM32F4-Base/App/algo
wandering1 728d60675f feat(UI/采集/104): 通讯设置页 + 开机账本 + adc_cal 可诊断化——三车道同树一次构建入库
三条道在同一棵树上交付,故合并成**一次权威构建**(@build 0 错 0 警,Code=235236 RO=26308 RW=1572
ZI=136924)后同笔入库;台账已按该构建回填(`ram_baseline.py --update` + `--write`、`chec
k_mem_numbers.py
 --write`),凭证与实际 .map 同源。归属如下:

· **通讯设置页**(道G task-9):新增 `Drivers/BSP/UI/ui_page_comm.{c,h}`(通道六注入,与死
区页同骨架同纪
  律),`#page=comm` 绑定使 bound **21 → 22**、内容页黄金 **47 → 53**(旧 47 页字节零变化,
新增六态含
  WAIT/OK 两张);`iec104_comm` 脏位 + store_save(**无事件位**)挂 defaultTask 同点位
轮询;`port_104` 由
  宏改走 getter、`IEC104_SERV_PORT` 删除;字体 +听/监(185 字全覆)。**实机链已闭环**:FTP 外改
[comm]
  的 ca/port → 复位 → 串口出现 `section 'comm' (2 keys)` 与 `i104: listening o
n 9004` → 还原 2404,全程无
  FAIL ⇒「重启即生效 + 端口真值」不是推断是实测。上限核对 6/8 段、2/16 键,超限现象由 TC-CONFIG-056/057
  钉死(注册 -1 + `comm init: FAIL` 锚 + getter 回 ROM),**不抬宏**。
· **开机账本**(道F task-12):新增 `App/util/boot_stats.{c,h}`——上电次数落 SD2506 用户
 SRAM(magic +
  小端计数 + 版本 + 异或校验),一次上电 = 1 读 + ≤1 写,**零 NAND、零卷锁、零配置段**;四态互斥
  UNKNOWN / FRESH / CONTINUED / RESTARTED(BLF=1 才算电池域掉过电),**读失败绝不回写**;
文案口径「自 RTC
  电池周期起」,**禁写终身次数**。复位原因优先级链从 `app_main.c` 的 if-else 收进一份真源(串口与屏幕同
  源);104 四个只增不清计数 + `iec104_serv_get_stats()` 留在 serv、未塞进 link(会被 open
/close 洗掉)。
  运行时长按用户裁定 = **只报本次开机以来**,零新增代码。新套件 `test/host/boot_stats` 21/21,五处注入
  **全部有牙**(含「漂一字节被校验和挡下而不是报 256 倍错账」)。
· **adc_cal 可诊断化**(道E task-43):三个 volatile 计数 + `adc_cal_get_stats()`
/ `adc_cal_note_persisted()`
  (水位**盖写非自增**,因为一次 save 覆盖整档,数 save 会留假未落盘);「差额 × 脏位」三态语义唯一落在
  `adc_cal.h`,其中「差额 > 0 且脏位恒 0」= 绕过语义 setter 的静默丢失;TC-ADCCAL-019~023。

三条**必须留档的自纠**(都是执行道自己报的,我不替他们润色):
① stdint 那条断链是**宿主套件抓到、通讯道先修**,采集道承认自己是重复添加者并删掉自己那份;
② 「exit 2 不是证据,断言变红才是」——采集道第一版反证注入了未声明标识符导致编译错,差点当成功;
③ 套件汇总行原写 `s_total/s_total`,失败时会打印「21/21 PASSED (failed=1)」这种自相矛盾的行,已改。

另修:`check_registration.py` 的 `SIM_EXEMPT` 加一行豁免 `App/util/boot_stats.c
`(依赖 I2C 与 RCC 位掩码,
MCU 专属;核过 `sys_clock.c`/`sha256.c` 同形态先例),注册反向校验 exit 1 → 0。发号 TC-IEC1
04-034、
TC-UIDATA-029 已实抬游标(`TC-IEC104-033→034`、`TC-UIDATA-026→029`)。

门禁:id-check --strict 与 plain 均 rc=0、doc-links --all rc=0、注册校验 0、cppche
ck / coding-standard /
bom-drift 0;iec104 179/179、ui_data 295/295、boot_stats 21/21、adc_cal 11
7/117、run_par 67/67;菜单 8 状态
池 5368 不变、内容页 53/53。**已知遗留**:内容页数 47 → 53 的全仓文本同步尚未做(另卡跟踪),本笔只保
证代码与黄金一致;面板注键真机那一腿缺 CLI,交台架道补。
2026-10-27 11:29:23 +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() TPAFE 快照消费 / STM32 ADC1 启动与扫描 / 通道语义映射
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);「采样通道自检」残余的码值贴轨观察器同层 adc_health_check() adc_health_flags() adc_health_rail_watch() 「采样有效性校验」/「采样通道自检」(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() 「通道标定(一次系数 + 零漂)」(M4 半边)
meas.h / .c L2 发布 遥测快照(「数据可信」卡 8,M5 地基):200 ms 基波有效值 + 品质快照,双区无锁读,全仓唯一发布者 = adcTask meas_tick() meas_get() meas_seq() M5(卡 9/11 与 UI 是读者)
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「每 1 ms 滑动窗刷新」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() 全周傅氏系数表 / 基波相量实例 / 相量有效值输出 / 每 1 ms 滑动窗刷新 / 双区指针原子交换
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() 「过频 / 低频」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() 「定值校验和」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() 「三段式相间过流」/「过负荷」/「过压 / 欠压」/「过频 / 低频」/「零序过压」(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;meas ← sample_ring + phasor (仅 phasor_calc 纯核;频率/品质由调用方注入,不链 freq/adc_cal); 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(「采样通道自检」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(「采样通道自检」,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();每 200 ms meas_tick() 发布遥测快照供 iec104Task / uiTask 读,卡 8)。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(双转换器无共同采样触发);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(「定值校验和」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(「过频 / 低频」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,即双转换器无共同采样触发)。
  • 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。

3.9 meas.c / .h — 遥测快照发布(L2 发布侧,「数据可信」卡 8)

  • 唯一发布者 = adcTask:phasor_run()/freq_run() 同拍、200 ms tick 经过分频 调 meas_tick()(非拍计数——idle/skip 拍拉长名义节拍)。docs/任务规划/数据可信.md §8 风险表"快照双写"行 = 评审判据:全仓 meas_tick 调用点数须为 1;iec104Task / uiTask 只读。
  • 值口径(批 2 卡 8 A-lite 裁决):基波有效值瞬时透传,与 phasor 使用区 同拍同核逐位相等(单测钉死);不做 4 点平均 / 谐波方和根——按 docs/任务规划/数据可信.md §4.5"上送节拍非平均窗,再平均引入滞后";谐波 k-bin 轨 (docs/算法/继电保护功能复现规划.md 「遥测谐波轨(可选)」)扩展只许结构尾部追加, docs/任务规划/数据可信.md §4.5 字段序 = 协议(布局由单测按偏移钉死,72 B × 双区)。
  • 并发 = phasor 双区 + 单字节索引翻转(「双区指针原子交换」同型,无锁);seq 只增供消费者判换帧。
  • 品质注入:削顶位图唯一源 = adc_cal_flags()(口径 docs/任务规划/数据可信.md §4.2 三态表;由 adc_task 编排注入,本层不链 adc_cal);TEMP = 最新一拍原始值透传 + NT(「数据可信」决策 5);MEAS_QDS_* 低字节与 104 QDS 线上字节同值 (本层不 include 协议层头——分层方向)。
  • 104 死区迁移 / 频率点绑定 = 卡 9/卡 11(道D 后续分支);读数与注入源比对 = 待台架实测。

4. 构建与测试

4.1 挂载与模拟器边界

  • 九个 .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):九个文件全部登记在 scripts/check_registration.py 的 SIM_EXEMPT(附理由),registration-check 钩子反向校验(登记簿条目「rs485_task 白名单缺口」)。

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
遥测快照(布局钉死/双区无撕裂/品质汇总) & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/meas/run_unit_test.py meas-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