UI 面:ui_data 增加深度 4 参数写队列(请求 168 B、队列 .bss 672 B)与状态机 OK/ERR_RANGE/ERR_LOCKED/ERR_BUSY,ui_data_feed 出队后按注入 ops 走「闭锁 → 整批 预检 → 逐项 prot_set_set_sealed」,只提交改动位图;par 帧尾追加 cal_block (口径 = UA/UN/IA 三路 ADC_CAL_F_VALID,与 protect_task 判据同构,不用 rt.eng 反推,V0.1 下 eng 恒 0)、UI_DATA_VER 升到 2。参数/定值/控制字/软压板四叶绑定 内容页(UI_PAGE_MAP_COUNT 12→16,复用四个查看模块,零新增 .c),编辑态按 is_editable 分派,LOCK(写不进去)与「未标定」(仍可改值)两源两通道两词。 记录面:syslog_request_clear/state/apply 三段式删除 API(UI 只发请求,落地在 defaultTask 的 drain 尾部且必须后置,卷锁一律 try,幂等只认 FR_NO_FILE); 事故/告警/启动/操作/遥控五类各有一个真实写入点,记录类型 = 日志 ID 本身 (一类一个 /log 严格 8.3 文件;64B 定长体没有类型字段位,塞字段会砸掉既有读者)。 为守 protectTask 872 B 静态最坏链另拆 syslog_post_quiet()(无 DBG 的投递核, 丢弃留痕挪到 drain 侧差值补发),syslog_post 对外语义逐字不变。 为什么两道合成一笔而不是各一笔(实测,不是省事):simulator/main.c 同时消费 两道新增 API(整定 pump 与 logtest 清除用例),按道切文件会让中间提交编不过; RAM 受管快照与体积同码凭证描述的是合并后的 .map,拆开必落在「台账与 .map 不同 码」这条红线上。pre-commit 跑钩子前会 stash 未 staged 部分,这类耦合没法绕。 实测:@build 0 错误 0 警告;Code 228,260 / RO 24,960 / RW 1,440 / ZI 135,976 B; RW_IRAM1 79,992 B = 61.0%、RW_CCM 87.9%(阈值 92%);九个任务静态最坏链全 PASS, protectTask 872 B / 57% 改前后逐字节不变(记录投递没垫栈)。主机单测 ui_data 82→ 164、sys_log_mcu 106→137、prot_elm 47→60、iec104 141→154、iec104_serv 28→34, 既有断言零删改;48 个钩子 --all-files 全绿;编号门禁可判定 86.34%(基线 86.0%)、 不可判定 1,153 处低于上限 1,166;doc-links 无法判定 0;UI 黄金 18 页扩到 27 页 连跑两次逐字节一致;字库 diff 空。 顺手修掉三处既有缺陷(都是本轮第一个消费者才暴露):sim_syslog.c 的 s_paths 行宽 16 而 "sim_selftest.log" 正好 16 字符没有 NUL 位(stat/remove 读越过数组尾,此前 靠后面 .rodata 碰巧为 0);ui_w_setlist 二态行 ENTER 不回绕(控制字与软压板出厂值 全在最后一项,按了像没反应而叠层里已是越界值);生成物 ui_menu_tab.h 与 gen_menu.py 模板漂移(上一笔改了模板没重跑生成器),现随生成器输出对齐。 未收口(不算完成):保存后重启值保持与主站 C_RD 读回两条只能上板,台架窗口执行; LOCK 屏显与越界反显的页面侧在模拟器造不出来(模拟器不跑定值自检、无 NAND), 已由生成侧单测与代码注释点名差距;同类页数与钩子数陈述残留另立待办。
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) |
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 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;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(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();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(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,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 L2-8)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(L2-7 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
- 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。 - 用
new-source-fileskill 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。 - 加
test/host/<模块>/主机单测 +.pre-commit-config.yaml钩子(照phasor-unit-test抄)。 - 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。 - 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