wandering1
7c8669e52a
批 1 的 1-2 / 1-3：把屏板（DTU-LCD）发来的 6 B 帧 A 在 USART1 上稳定收下来。 1-2 波特率：.ioc 不保存任何 UART 的波特率（只有 USART1.IPParameters=VirtualMode），GUI 里改也不落盘，所以只能在 Src/usart.c 的 USER CODE BEGIN USART1_Init 2 区覆盖 huart1.Init.BaudRate 后重调一次 HAL_UART_Init（第二次调用时 gState 已非 RESET，HAL 只重算 BRR、不再跑 MspInit，GPIO/DMA/NVIC 不会被重配）。开机日志实测 BRR=0x0078，与理论值 84 MHz/(16x700 kHz)=7.5 逐位相符，误差 0%。 1-3 收中断：新建 Drivers/BSP/ScreenLink/sb_link.c/h——16 B 缓冲 + IDLE 中断断帧、帧 A 校验、错误中断里按 RM0090 清 ORE/NE/FE/PE、周期统计上报。 HAL_UARTEx_RxEventCallback / HAL_UART_ErrorCallback 是全局单例（唯一实现 在 rs485.c），故只在那里各加一行转发，按句柄过滤放在 sb_link 内。 台架实测（PC + USB 转 TTL 顶替屏板，COM6@700000）撞出两个真问题： - 错误回调里无条件重挂 -> 出现 err=160 / rearm=160 同步增长，看着像每帧 都重挂失败。真因是 HAL 把 NE/FE/PE 归为非阻塞型（接收照跑、RxState 仍是 BUSY_RX），此时 ReceiveToIdle_IT 只会返回 HAL_BUSY。改为仅当 RxState == HAL_UART_STATE_READY（ORE 那类阻塞型）时才重挂。 - 日志字面量里带中文 -> ARMCC #870-D invalid multibyte character sequence。字面量一律纯 ASCII，中文只写注释。 验证：主机单测 81/81 PASSED（test/host/sb_link/，其中按 RM0090 的清除语义 把"必须 SR->DR 顺序才清得掉 ORE"钉成断言）；Keil 0 错误 0 警告；台架 rx == 发送帧数、ok == rx、crc=0、len=0、size=6、keys 随按键帧递增；先用 错波特率灌 64 B 垃圾（len=31、bits=0x06）后自动恢复且 rearm=0。 新增 test/host/screenlink_bench.py 作为可复跑的屏板激励（--key / --glitch-baud）。
317 lines
12 KiB
C
317 lines
12 KiB
C
/*
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* 模块名称：屏板链路传输层（USART1 中断接收）
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* 模块功能：IDLE 空闲中断断帧收 6 B 帧 A、帧 A 校验、错误中断里清 ORE 并重挂接收、
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* 累计统计与周期上报。发送侧（帧 B 组帧 + TX DMA 起发）属批 2，不在本文件。
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* 适用平台：STM32F4 系列
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-10-29
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* 修改记录：
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* 2026-10-29 王建锋 创建初始版本（批 1 的 1-2 / 1-3）
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*
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* 三个容易踩的点（改之前先读，都已经在台架上被别的东西咬过一次）：
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*
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* ① **每个回调末尾都必须重挂接收**。HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 是一次性的：
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* 一次 IDLE 事件处理完，HAL 就把 RxState 打回 READY 并关掉 RXNEIE/IDLEIE
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||
* （stm32f4xx_hal_uart.c 的 UART_IRQHandler 里 IDLE 那一支）。漏挂一次链路就
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||
* 永久静默，而现象与"屏板没上电"完全一样——没有报错、没有计数。
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*
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||
* ② **错误回调里必须自己清 ORE**。HAL 在阻塞型错误里已经把接收停掉并打回 READY，
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||
* 但它不清 ORE（RM0090 §30.6.1：先读 SR 再读 DR）。ORE 一旦锁存，RXNE 不再置位
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* → 接收永远进不来。这就是"拔插一次 TX 线之后屏板再也收不到"的真因。
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*
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||
* ③ **本文件只按句柄过滤，不做业务动作**。全局回调（HAL_UARTEx_RxEventCallback /
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* HAL_UART_ErrorCallback）的唯一实现处在 Drivers/BSP/RS485/rs485.c，那里只做一行
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||
* 转发；过滤在这里做，于是新增通道不必去改 rs485.c 的判据。业务动作（注键、
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* 刷新画面）全部留给任务侧——注键不能在中断里做（docs/任务规划/屏板链路.md 决策三）。
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*/
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#define DBG_TAG "[SBLINK]"
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#include "dbg_log.h"
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#include <string.h>
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#include "sb_link.h"
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/* ======================== 内部状态 ======================== */
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/* 绑定的 USART1 句柄；NULL = 未初始化（所有入口据此直接返回） */
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static UART_HandleTypeDef *s_huart;
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||
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||
/* 接收缓冲：IDLE 中断的落地目标，长度 SB_LINK_RX_BUF_SIZE（16 B） */
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static uint8_t s_rx_buf[SB_LINK_RX_BUF_SIZE];
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||
|
||
/* 累计统计：中断侧自增、任务侧只读，故 volatile */
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||
static volatile sb_link_stats_t s_stats;
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||
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||
/* 上报用：上次上报时刻与上次上报时的计数（用来判"有没有变化"） */
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||
static uint32_t s_report_ms;
|
||
static uint32_t s_report_events;
|
||
static uint32_t s_report_err_irq;
|
||
static uint32_t s_report_rearm_fail;
|
||
static uint8_t s_first_frame_logged;
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||
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||
/* ======================== 内部函数 ======================== */
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：把 HAL 的返回状态映射成项目统一的 bsp_err_t
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||
* 入口参数：status - HAL_* 返回的状态
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||
* 返回值：对应的 bsp_err_t；HAL_BUSY 归 BSP_ERR_BUSY（可重试），HAL_OK 归 BSP_OK
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||
* 限定条件：仅本文件内部使用
|
||
* 函数说明：与 rs485.c 里那个同名映射同构——HAL 的码**不在本模块之外出现**
|
||
* （bsp_err.h 的边界纪律），所以映射写成 static 而不是往公共头里塞。
|
||
*/
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||
static bsp_err_t sb_err_from_hal(HAL_StatusTypeDef status)
|
||
{
|
||
switch (status)
|
||
{
|
||
case HAL_OK:
|
||
return BSP_OK;
|
||
case HAL_BUSY:
|
||
return BSP_ERR_BUSY;
|
||
case HAL_TIMEOUT:
|
||
return BSP_ERR_TIMEOUT;
|
||
default:
|
||
return BSP_ERR_IO;
|
||
}
|
||
}
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||
|
||
/* ======================== 公开函数实现 ======================== */
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：初始化屏板链路并挂上第一轮接收
|
||
* 入口参数：p_huart - 已由 CubeMX 初始化完成的 USART1 句柄（非空）
|
||
* 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_PARAM / BSP_ERR_STATE / BSP_ERR_BUSY / BSP_ERR_IO（见头文件）
|
||
* 限定条件：须在 osKernelStart 之前或任一任务上下文调用
|
||
* 函数说明：波特率由 Src/usart.c 的 USER CODE 区设置，本函数只做一次交叉核对——
|
||
* 对不上就报 BSP_ERR_STATE 并打一行 ERR，免得"115200 收 700 kbaud"这种
|
||
* 静默错配被误判成接线或协议问题（那种错配的表象是 100 % CRC 错帧）。
|
||
*/
|
||
bsp_err_t sb_link_init(UART_HandleTypeDef *p_huart)
|
||
{
|
||
if (p_huart == NULL)
|
||
{
|
||
return BSP_ERR_PARAM;
|
||
}
|
||
|
||
s_huart = p_huart;
|
||
(void)memset((void *)&s_stats, 0, sizeof(s_stats));
|
||
s_report_ms = 0U;
|
||
s_report_events = 0U;
|
||
s_report_err_irq = 0U;
|
||
s_report_rearm_fail = 0U;
|
||
s_first_frame_logged = 0U;
|
||
|
||
if (p_huart->Init.BaudRate != SB_LINK_BAUD)
|
||
{
|
||
/* 串口波特率被打回 CubeMX 的默认值 —— 即 Src/usart.c 的 USER CODE 覆盖丢了。
|
||
* ⚠ 日志字面量只写 ASCII：ARMCC 按本地代码页解多字节，中文字面量会报
|
||
* #870-D invalid multibyte character sequence（2026-10-29 实测）。 */
|
||
DBG_ERROR("baud=%lu expect=%lu (USER CODE override in usart.c lost)",
|
||
(unsigned long)p_huart->Init.BaudRate, (unsigned long)SB_LINK_BAUD);
|
||
return BSP_ERR_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
return sb_link_receive_start();
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：重新挂上一轮 IDLE 中断接收
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_STATE / BSP_ERR_BUSY / BSP_ERR_IO（见头文件）
|
||
* 限定条件：可在中断上下文调用；不可阻塞
|
||
* 函数说明：失败只累计 rearm_fail 计数、不重试——在中断里重试等于把一次总线抖动
|
||
* 放大成中断风暴。真失败了靠任务侧的统计行暴露（rearm 列非 0 就是链路已死）。
|
||
*/
|
||
bsp_err_t sb_link_receive_start(void)
|
||
{
|
||
bsp_err_t ret;
|
||
|
||
if (s_huart == NULL)
|
||
{
|
||
return BSP_ERR_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
ret = sb_err_from_hal(HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(s_huart, s_rx_buf, SB_LINK_RX_BUF_SIZE));
|
||
if (ret != BSP_OK)
|
||
{
|
||
s_stats.rearm_fail++;
|
||
}
|
||
|
||
return ret;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：IDLE 事件入口（由 HAL_UARTEx_RxEventCallback 转发进来）
|
||
* 入口参数：p_huart - 触发事件的句柄（非本链路的直接忽略）
|
||
* size - 本次断出来的字节数
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：中断上下文；只做 CRC 与计数，不得打日志、不得阻塞
|
||
* 函数说明：先判长度再解析——长度不是 6 时连 CRC 都不必算（屏板只发 6 B 帧 A）。
|
||
* 解析结论只落统计，业务动作由任务侧取走统计后做（注键不能在中断里做）。
|
||
*/
|
||
void sb_link_on_rx_event(UART_HandleTypeDef *p_huart, uint16_t size)
|
||
{
|
||
sb_frame_a_t frame;
|
||
|
||
if ((s_huart == NULL) || (p_huart != s_huart))
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
s_stats.rx_events++;
|
||
s_stats.last_size = size;
|
||
|
||
if (size != SB_FRAME_A_LEN)
|
||
{
|
||
s_stats.rx_len_err++;
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
bsp_err_t ret;
|
||
|
||
(void)memset((void *)&frame, 0, sizeof(frame));
|
||
ret = sb_frame_a_parse(s_rx_buf, size, &frame);
|
||
if (ret == BSP_OK)
|
||
{
|
||
s_stats.rx_ok++;
|
||
s_stats.last_cmd = frame.cmd;
|
||
s_stats.last_key = frame.key;
|
||
if (frame.cmd == SB_CMD_KEY)
|
||
{
|
||
s_stats.key_events++;
|
||
}
|
||
}
|
||
else if (ret == BSP_ERR_CRC)
|
||
{
|
||
s_stats.rx_crc_err++;
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
s_stats.rx_fmt_err++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
(void)sb_link_receive_start();
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：错误事件入口（由 HAL_UART_ErrorCallback 转发进来）
|
||
* 入口参数：p_huart - 触发事件的句柄（非本链路的直接忽略）
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：中断上下文；不得打日志、不得阻塞
|
||
* 函数说明：先读 SR 再读 DR 清 ORE/NE/FE/PE，再按需重挂接收。两个细节都不能省：
|
||
* 1. **清除顺序**：RM0090 §30.6.1 规定的序列就是"读 SR 后读 DR"，只读 DR 清不掉 ORE。
|
||
* 2. **只有 HAL 真把接收停了才重挂**：HAL 把错误分成两类（stm32f4xx_hal_uart.c 的
|
||
* UART_IRQHandler）——
|
||
* · ORE 是**阻塞型**：HAL 先 UART_EndRxTransfer（RxState 打回 READY、关接收中断）
|
||
* 再回调 → 必须重挂，否则永久静默；
|
||
* · NE/FE/PE 是**非阻塞型**：HAL 不动接收，RxState 仍是 BUSY_RX → 此时再调
|
||
* ReceiveToIdle_IT 只会拿到 HAL_BUSY，白记一次"重挂失败"。
|
||
* 2026-10-29 台架实测踩的正是这一条：每帧都伴随 NE/FE，于是 rearm_fail 跟着
|
||
* err_irq 一起涨（160/160），看着像链路坏了，其实一次都没真失败。
|
||
* 判据用 RxState 而不是 ErrorCode 的位：它直接回答"现在挂着接收没有"，
|
||
* 不依赖 HAL 怎么分组错误位。
|
||
*/
|
||
void sb_link_on_error(UART_HandleTypeDef *p_huart)
|
||
{
|
||
if ((s_huart == NULL) || (p_huart != s_huart))
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
s_stats.err_irq++;
|
||
s_stats.err_bits |= p_huart->ErrorCode;
|
||
|
||
/* STM32F4 通过读 SR + DR 清除 ORE/NE/FE/PE（与 rs485.c 的错误回调同一手法） */
|
||
(void)p_huart->Instance->SR;
|
||
(void)p_huart->Instance->DR;
|
||
|
||
/* 只有"接收已经停了"才需要重挂（见上面第 2 条） */
|
||
if (p_huart->RxState == HAL_UART_STATE_READY)
|
||
{
|
||
(void)sb_link_receive_start();
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：链路统计上报（任务侧周期调用）
|
||
* 入口参数：now_ms - 当前毫秒时基
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：任务上下文调用（内部会打日志）
|
||
* 函数说明：每 SB_LINK_REPORT_MS 检查一次，计数有变化才打一行；第一帧成功收到时
|
||
* 立刻单独打一行（不等周期），台架刚上电就能确认"链路通了、长度对、CRC 过"。
|
||
*/
|
||
void sb_link_poll(uint32_t now_ms)
|
||
{
|
||
sb_link_stats_t st;
|
||
|
||
if (s_huart == NULL)
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
sb_link_get_stats(&st);
|
||
|
||
/* 首帧单独报一次：台架刚上电时不必等一个上报周期才知道链路通没通 */
|
||
if ((s_first_frame_logged == 0U) && (st.rx_ok > 0U))
|
||
{
|
||
s_first_frame_logged = 1U;
|
||
DBG_INFO("first frame: size=%u cmd=%u key=%u",
|
||
(unsigned)st.last_size, (unsigned)st.last_cmd, (unsigned)st.last_key);
|
||
}
|
||
|
||
if ((uint32_t)(now_ms - s_report_ms) < SB_LINK_REPORT_MS)
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
s_report_ms = now_ms;
|
||
|
||
/* 无变化不刷屏：链路安静时一行都不出，出的一行就是有事实发生 */
|
||
if ((st.rx_events == s_report_events) &&
|
||
(st.err_irq == s_report_err_irq) &&
|
||
(st.rearm_fail == s_report_rearm_fail))
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
s_report_events = st.rx_events;
|
||
s_report_err_irq = st.err_irq;
|
||
s_report_rearm_fail = st.rearm_fail;
|
||
|
||
DBG_INFO("rx=%lu ok=%lu keys=%lu crc=%lu len=%lu fmt=%lu err=%lu bits=0x%02lX rearm=%lu size=%u key=%u",
|
||
(unsigned long)st.rx_events, (unsigned long)st.rx_ok,
|
||
(unsigned long)st.key_events,
|
||
(unsigned long)st.rx_crc_err, (unsigned long)st.rx_len_err,
|
||
(unsigned long)st.rx_fmt_err, (unsigned long)st.err_irq,
|
||
(unsigned long)st.err_bits, (unsigned long)st.rearm_fail,
|
||
(unsigned)st.last_size, (unsigned)st.last_key);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：取一份链路统计快照
|
||
* 入口参数：p_out - 输出缓冲（非空）
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：任一上下文可调；不保证同一时刻一致（中断侧仍在自增）
|
||
* 函数说明：逐字段拷出。内部结构是 volatile，整体赋值会把限定词丢掉（ARMCC 报错），
|
||
* 故显式逐字段写。
|
||
*/
|
||
void sb_link_get_stats(sb_link_stats_t *p_out)
|
||
{
|
||
if (p_out == NULL)
|
||
{
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
p_out->rx_events = s_stats.rx_events;
|
||
p_out->rx_ok = s_stats.rx_ok;
|
||
p_out->rx_crc_err = s_stats.rx_crc_err;
|
||
p_out->rx_len_err = s_stats.rx_len_err;
|
||
p_out->rx_fmt_err = s_stats.rx_fmt_err;
|
||
p_out->key_events = s_stats.key_events;
|
||
p_out->err_irq = s_stats.err_irq;
|
||
p_out->err_bits = s_stats.err_bits;
|
||
p_out->rearm_fail = s_stats.rearm_fail;
|
||
p_out->last_size = s_stats.last_size;
|
||
p_out->last_cmd = s_stats.last_cmd;
|
||
p_out->last_key = s_stats.last_key;
|
||
}
|