wandering1/STM32F4-Base
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STM32F4-Base/App/algo/adc_input.h
T
wandering1 593c5d0c84 refactor(编号): 采集链分层 L1/L1.5/L2/L2.5/L3/L4/L5 → 语义名（批次 1） 
用户裁定（2026-10-28）：L1/L1.5/L2/L2.5/L3 这套层号「谁能看懂」，改用语义名。
映射（同一批定稿，含 L4/L5）：
  L1   → 语义取数与有效性
  L1.5 → 标定折算
  L2   → 全周傅氏相量
  L2.5 → 测频与遥测快照
  L3   → 保护判据
  L4   → 出口与记录
  L5   → 动作留痕

实测规模：384 站点 / 62 文件（App/algo、App/task、test/host 六个套件、docs/算法、
产品需求、架构总览、启动顺序、ADC 采样节拍、IEC104 上行、采集短板评测、内存管理、
AGENTS.md、README.md、docs/README.md、.pre-commit-config.yaml 与 scripts 里的注释）。

改法（不是全局替换，逐模式有上下文规则）：
- 先吃同位语再落裸词：L1 有效性校验 → 语义取数与有效性校验、L2 相量层 → 全周傅氏
  相量层、L3 保护 → 保护判据、L2.5 遥测快照 → 测频与遥测快照，避免「保护判据保护判据」
  这类重复（第一版就是这么坏掉的，已整体回滚重做）。
- .c/.h 只改注释：先把字符串字面量切出去（引号数为奇数的跨行注释按整行处理），
  C 字符串里的 L2-in ring 之类原样保留——AGENTS 铁律「字符串字面量必须纯 ASCII」。
- 层内条目号（L1-3 / L2-3 这类）**本批不动**，属批次 2；另外三族（UI 菜单层级
  L0~L3、链路延迟分段 L1~L8、CubeMX 防丢失三层）也不动，属批次 3。
- 顺手修的措辞：范围写法 L1~L3 → 「分层（语义取数与有效性 → 保护判据）」、
  CI 段「不含 L1/L2/L3」→「不含采集链分层」、目录地图里同一处并列表述。

验证：@build 0 错 0 警（Code=236456，与改前逐字节同尺寸——纯注释改动）；
内存布局配图已按新脚本重生成（自检通过）；doc-links --all --sections-strict 通过
（195 文档）；mojibake / bom-guard / coding-standard / 新编号门禁自查 全 rc=0；
git diff --check 干净。
2026-10-28 13:04:02 +08:00

170 lines
7.8 KiB
C
Raw Blame History

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/*
* 模块名称：ADC 输入层（语义取数与预处理）
* 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
* 暴露，使上层（UI / 自检 / 保护算法）**按语义取数，不写死下标**：
* ① 语义通道映射表（通道语义映射）——权威口径 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md；
*（保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md）
* ② STM32 ADC1 9 通道采样（STM32 ADC1 启动与扫描）——由 **TIM3 TRGO 硬件触发 + DMA 双缓冲
* 搬运**，本层只消费、不触发、不等待。
* V0.1 上 8 路电气量分属两片转换器（硬件缺陷：双转换器无共同采样触发）：UA/UN/IA 走
* TPAFE5160（16 位 / ±5 V 双极性），UB/UC/IB/IC/IN 走 STM32 ADC1
* （12 位 / 0~3.3 V 单极性）。V0.2 改版（8 路电气量全部接 TPAFE）
* 只改映射表内容，本层 API 与上层语义不动。
* 适用平台：STM32F407ZGTx + TPAFE5160
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-10-10
* 修改记录：
* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建：STM32 ADC1 启动与扫描（STM32 ADC1 扫描）+ 通道语义映射（语义映射）
* v2.0 2026-10-10 王建锋 STM32 侧改 TIM3 TRGO 硬件触发 + DMA 双缓冲消费：
* 消除逐通道轮询的 2 ms 忙等；节拍源 TIM6 -> TIM3
* （换源判据：F4 上 ADC1 收不到 TIM6/TIM7 的 TRGO，见
* docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md §3.2）；新增
* adc_input_stm32_seq() / _hw_errs()
* v2.1 2026-10-21 王建锋 adc_input_stm32_gaps() 单位由「次数」改为「帧点数」，
* 与判定层 adc_health_tpafe_gaps() 同单位
*/
#ifndef ADC_INPUT_H
#define ADC_INPUT_H
#include <stdint.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 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；
* 备用通道（RESERVED）不接入语义，故不在此枚举内。 */
typedef enum {
ADC_SEM_UA = 0, /* A 相电压（TPAFE） */
ADC_SEM_UB, /* B 相电压（STM32） */
ADC_SEM_UC, /* C 相电压（STM32） */
ADC_SEM_UN, /* 零线电压（TPAFE） */
ADC_SEM_IA, /* A 相电流（TPAFE） */
ADC_SEM_IB, /* B 相电流（STM32） */
ADC_SEM_IC, /* C 相电流（STM32） */
ADC_SEM_IN, /* 零线电流（STM32） */
ADC_SEM_TEMP, /* 温度（STM32，V_ZL2） */
ADC_SEM_COUNT /* 语义通道数（哨兵） */
} adc_semantic_t;
/* 数据来源：V0.1 的 8 路电气量分属两片转换器（双转换器无共同采样触发） */
typedef enum {
ADC_SRC_TPAFE = 0, /* TPAFE5160：16 位、±5 V 双极性、8 通道同步 */
ADC_SRC_STM32 /* STM32 ADC1：12 位、0~3.3 V 单极性、9 通道顺序扫描 */
} adc_source_t;
/* 语义通道 → 物理通道描述 */
typedef struct {
adc_source_t source; /* 数据来源 */
uint8_t index; /* TPAFE 源：驱动 buf 下标 0..7；STM32 源：ADC1 通道号 0..15 */
} adc_channel_desc_t;
/* TPAFE5160 一帧通道数（= 驱动 buf 长度） */
#define ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM 8U
/* STM32 ADC1 顺序扫描通道数（Rank 1..9） */
#define ADC_INPUT_STM32_CH_NUM 9U
/* STM32 ADC1 最近一次取帧状态码（DMA 消费，已无"轮询超时"这一档） */
#define ADC_INPUT_RC_OK (0) /* 取到新一帧 */
#define ADC_INPUT_RC_START (-1) /* HAL_ADC_Start_DMA 挂载失败 */
#define ADC_INPUT_RC_STALL (-2) /* 本拍无新帧（TIM3 未启动 / ADC 停摆 / DMA 出错） */
#define ADC_INPUT_RC_NOT_RUN (-3) /* 尚未取过帧 */
/*
* 函数功能：ADC 输入层初始化
* 入口参数：无
* 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）；
* -2 - STM32 ADC1 的 DMA 挂载失败
* 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
* 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
* TIM3 TRGO 硬件触发、DMA 自动搬运）。须在启动采样节拍之前调用。
*/
int adc_input_init(void);
/*
* 函数功能：采集一拍（TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1 DMA 采样）
* 入口参数：无
* 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
* adc_input_stm32_rc() / adc_input_stm32_seq()
* 限定条件：仅**任务上下文**调用（TPAFE 快照走临界区）
* 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、
* 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。
* ⚠ STM32 侧数据滞后 1 拍（乒乓双缓冲固有延迟，9 路一致）。
*/
int adc_input_poll(void);
/*
* 函数功能：取语义通道的物理描述
* 入口参数：ch - 语义通道
* 返 回 值：指向静态描述表的指针；ch 越界返回 NULL
* 限定条件：无
* 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。
*/
const adc_channel_desc_t *adc_input_desc(adc_semantic_t ch);
/*
* 函数功能：读取语义通道的原始码值（未标定）
* 入口参数：ch - 语义通道
* out - 输出原始码值（TPAFE 侧为 16 位二进制补码；STM32 侧为 0..4095）
* 返 回 值：0 - 成功；-1 - 参数错；-2 - 该来源当前无有效数据
* 限定条件：无
* 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
* adc_input_poll() 一次。
*/
int adc_input_raw(adc_semantic_t ch, int32_t *out);
/*
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 最近一次取帧状态码
* 入口参数：无
* 返 回 值：ADC_INPUT_RC_xxx
* 限定条件：无
* 函数说明：供心跳日志 / 自检观测 STM32 侧健康度。
*/
int adc_input_stm32_rc(void);
/*
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 停摆故障累计次数
* 入口参数：无
* 返 回 值：DMA 挂载失败次数 + "连续 >=2 拍无新帧"的次数
* 限定条件：无
* 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。
*/
uint32_t adc_input_stm32_errs(void);
/*
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 累计丢帧点数
* 入口参数：无
* 返 回 值：Σ(完成计数每次前进的超出部分)，即没被消费就被覆盖掉的帧数
* 限定条件：无
* 函数说明：与 errs 分开——gap = 消费者超拍（单拍耗时 > 1 ms），
* err = 节拍源/ DMA 停摆。两类故障处置不同，混在一起就查不了。
* 单位与判定层 adc_health_tpafe_gaps() 一致（帧点数），心跳里可直接对比；
* 2026-10-21 之前的固件该字段是"次数"口径。
*/
uint32_t adc_input_stm32_gaps(void);
/*
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 的 DMA 整帧完成计数
* 入口参数：无
* 返 回 值：DMA 半区/整区完成中断的累计次数（正常时每拍 +1）
* 限定条件：无
* 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。
*/
uint32_t adc_input_stm32_seq(void);
/*
* 函数功能：读取 STM32 ADC1 的 HAL 层错误回调累计次数
* 入口参数：无
* 返 回 值：HAL_ADC_ErrorCallback 触发次数（DMA 传输错误等）
* 限定条件：无
* 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"。
*/
uint32_t adc_input_stm32_hw_errs(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* ADC_INPUT_H */
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