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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）。
184 lines
10 KiB
C
184 lines
10 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：把屏板（DTU-LCD）发来的 6 B 帧 A 从 USART1 上稳定收下来：
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* IDLE 空闲中断断帧、帧 A 校验、错误中断里清 ORE 并重挂接收、统计上报。
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* **本层不发送、不组帧**（帧 B 的组帧与 TX DMA 起发属批 2，见
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* docs/任务规划/屏板链路.md §3 的 2-1 / 2-2）。
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* 适用平台：STM32F4 系列（依赖 HAL UART 的 ReceiveToIdle_IT）
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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 / 1-3：700 kbaud + 收中断）
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* 为什么单独一层、不并进 sb_proto：
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* sb_proto 是纯逻辑（CRC / 组帧 / 解析），能在 test/host 里原样 include 跑单测；
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* 本文件依赖 HAL 句柄与中断上下文，属 MCU 专用。两者分开，前者才留得住"零桩单测"。
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* 全局回调的落点（改之前先读）：
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* HAL 的 HAL_UARTEx_RxEventCallback / HAL_UART_ErrorCallback 是**全局单例**，
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* 本工程唯一实现处是 Drivers/BSP/RS485/rs485.c（USE_HAL_UART_REGISTER_CALLBACKS = 0，
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* 没法按句柄注册回调）。那里只做一行转发，**按句柄过滤在本文件里做**——
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* 于是 rs485.c 不必知道屏板链路用的是哪个 huart，新增通道也不用改它的判据。
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*/
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#ifndef SB_LINK_H
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#define SB_LINK_H
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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#include <stdint.h>
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#include "main.h" /* UART_HandleTypeDef / USART_TypeDef / HAL_StatusTypeDef */
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#include "bsp_err.h" /* bsp_err_t / BSP_OK / BSP_ERR_*：对外只报统一错误码 */
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#include "sb_proto.h" /* SB_FRAME_A_LEN / sb_frame_a_t / sb_frame_a_parse */
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/* ============================================================================
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* 一、链路参数
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* ==========================================================================*/
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/*
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* 串口参数：700000 8N1、16 倍过采样。
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* 实际写入发生在 Src/usart.c 的 `USER CODE BEGIN USART1_Init 2`（CubeMX 的 .ioc
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* **不保存任何 UART 的波特率**，GUI 里改也不落盘，所以只能在 USER CODE 区覆盖）。
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* 理论值：APB2 84 MHz / (16 x 700 kHz) = 7.5 → BRR = 0x0078，误差 0 %。
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*/
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#define SB_LINK_BAUD (700000U)
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/*
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* 接收缓冲：16 B 足够。
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* 屏板只发 6 B 的帧 A（周期召唤 / 按键召唤），16 B 留出一次噪声冲击的余量。
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* ⚠ 不要照抄屏板侧的 4208 B——那是帧 B 的长度，方向相反（主机发、屏板收），
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* 放进接收侧白占 SRAM（判据见 docs/任务规划/屏板链路.md §1.3）。
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*/
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#define SB_LINK_RX_BUF_SIZE (16U)
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/*
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* 统计上报周期（ms）。只在计数有变化时才打一行，链路空闲不刷屏；
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* 台架验收靠的就是这一行里的累计值（判据见 docs/任务规划/屏板链路.md §3 的 1-3）。
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*/
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#define SB_LINK_REPORT_MS (5000U)
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/* ============================================================================
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* 二、链路统计
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* ==========================================================================*/
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/*
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* 全部字段都是**累计值**，由中断侧自增、任务侧只读（读出来的是一份快照）。
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* 分门别类记而不只记"错了多少次"，是因为台架上这几类错指向完全不同的原因：
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* · rx_crc_err —— 波特率/接线问题（帧收到了但字节错位），最常见的真故障；
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* · rx_len_err —— 断帧判据或噪声冲击（收到的不是 6 B），也可能是一次噪声把两帧粘在一起；
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* · rx_fmt_err —— 地址/功能码/命令字不符（帧完整但内容不是给本机的）；
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* · err_irq —— ORE/NE/FE/PE 触发过错误中断，即线上真的有噪声或溢出。
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*/
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typedef struct
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{
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uint32_t rx_events; /* IDLE 事件总数（每来一包 +1，含错帧） */
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uint32_t rx_ok; /* 帧 A 校验通过（含 cmd = 按键帧） */
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uint32_t rx_crc_err; /* CRC 不符 */
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uint32_t rx_len_err; /* 长度不是 SB_FRAME_A_LEN */
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uint32_t rx_fmt_err; /* 地址/功能码/命令字不符 */
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uint32_t key_events; /* 其中 cmd == SB_CMD_KEY 的帧数（按键召唤，2-3 的消费源） */
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uint32_t err_irq; /* 错误中断次数（ORE/NE/FE/PE） */
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uint32_t err_bits; /* 错误中断里见过哪些位（HAL_UART_ERROR_* 的并集，见下） */
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uint32_t rearm_fail; /* 重挂接收失败次数（正常应恒 0，非 0 说明链路已静默） */
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uint16_t last_size; /* 最近一次 IDLE 事件的字节数 */
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uint8_t last_cmd; /* 最近一帧有效帧的命令类型（SB_CMD_*） */
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uint8_t last_key; /* 最近一帧有效帧的键值（无键为 0） */
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} sb_link_stats_t;
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/*
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* err_bits 的位定义 = HAL 的 HAL_UART_ERROR_* 原值（PE 0x01 / NE 0x02 / FE 0x04 / ORE 0x08）。
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* 直接照抄 HAL 的值而不是自己另编一套：这一列的唯一用途是**判断物理层哪里不对**，
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* 与 HAL 手册对照着看最省事。经验判读：
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* · 只有 ORE（0x08） → 处理不过来（本链路 6 B/280 ms 不该出现，出现了就是重挂漏了）；
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* · NE（0x02）为主 → 线上有毛刺（线太长、无屏蔽、共地不良）；
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* · FE（0x04）为主 → 波特率对不上（对端不是 700000，或分频误差过大）；
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* · 全是 NE/FE 但 rx_ok 照样涨 → 数据没坏、只是采样点被判噪声，属"能用的告警"，别当故障。
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*/
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/* ============================================================================
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* 三、公开接口
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* ==========================================================================*/
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/*
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* 函数功能：初始化屏板链路并挂上第一轮接收
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* 入口参数：p_huart - 已由 CubeMX 初始化完成的 USART1 句柄（非空）
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* 返回值：BSP_OK 已挂上接收，后续每包都会进 sb_link_on_rx_event
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* BSP_ERR_PARAM 句柄为空
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* BSP_ERR_STATE 句柄的波特率不是 SB_LINK_BAUD（Src/usart.c 的 USER CODE 覆盖丢了）
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* BSP_ERR_BUSY 首次挂接收失败（HAL 侧忙，通常是上一轮没收完）
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* BSP_ERR_IO 首次挂接收失败（HAL 侧状态错）
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* 限定条件：须在 osKernelStart 之前或任一任务上下文调用；本函数不清任何外设。
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* 函数说明：波特率**不由本函数设置**——那一步在 Src/usart.c 的 USER CODE 区
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* （CubeMX 重生成只保护那里）。这里只做一次交叉核对：波特率对不上就报
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* BSP_ERR_STATE 并打一行 ERR，免得"115200 收 700 kbaud"这种静默错配
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* 被误判成接线或协议问题。
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*/
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bsp_err_t sb_link_init(UART_HandleTypeDef *p_huart);
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/*
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* 函数功能：重新挂上一轮 IDLE 中断接收
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* 入口参数：无
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* 返回值：BSP_OK 挂上了
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* BSP_ERR_STATE 尚未 sb_link_init
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* BSP_ERR_BUSY HAL 侧忙（上一轮接收未结束）
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* BSP_ERR_IO HAL 侧状态错
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* 限定条件：可在中断上下文调用（rx / error 两个回调都靠它续命）；不可阻塞。
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* 函数说明：HAL 的 ReceiveToIdle_IT 是**一次性**的：一次 IDLE 事件处理完就把
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* RxState 打回 READY 并关掉 RXNEIE/IDLEIE。所以每个回调末尾都必须重挂，
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* 漏一次链路就永久静默（表象与"屏板没上电"一模一样）。
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*/
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bsp_err_t sb_link_receive_start(void);
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/*
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* 函数功能：IDLE 事件入口（由 HAL_UARTEx_RxEventCallback 转发进来）
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* 入口参数：p_huart - 触发事件的句柄（非本链路的会被直接忽略）
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* size - 本次断出来的字节数
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* 返回值：无
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* 限定条件：**中断上下文**，只做 CRC 与计数（4 B 校验约 1 µs），不得打日志、不得阻塞。
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* 函数说明：长度不是 6 就直接记 rx_len_err 并丢弃；是 6 才解析。解析结论只累计计数
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* 与"最近一帧"，**不做任何业务动作**——注键、刷新都由任务侧取走统计后再做
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* （批 2 的 2-3：注键不能在中断里做）。末尾无条件重挂接收。
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*/
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void sb_link_on_rx_event(UART_HandleTypeDef *p_huart, uint16_t size);
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/*
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* 函数功能：错误事件入口（由 HAL_UART_ErrorCallback 转发进来）
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* 入口参数：p_huart - 触发事件的句柄（非本链路的会被直接忽略）
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* 返回值：无
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* 限定条件：**中断上下文**；不得打日志、不得阻塞。
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* 函数说明：先读 SR 再读 DR 清掉 ORE/NE/FE/PE（RM0090 §30.6.1 的清除序列），再重挂接收。
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* ⚠ 这一步不是可选的：HAL 在阻塞型错误里已经把 RxState 打回 READY 并关了
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* 接收中断，**而它自己不清 ORE**。ORE 一旦锁存，接收就再也进不来 →
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* 一次噪声就把链路永久打死，而现象与"屏板没上电"完全一样。
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*/
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void sb_link_on_error(UART_HandleTypeDef *p_huart);
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/*
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* 函数功能：链路统计上报（任务侧周期调用）
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* 入口参数：now_ms - 当前毫秒时基（调用方给，便于主机单测；MCU 侧传 HAL_GetTick()）
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* 返回值：无
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* 限定条件：任务上下文调用，**不可在中断里调**（内部会打日志）。
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* 函数说明：每 SB_LINK_REPORT_MS 检查一次，只有计数有变化才打一行累计值。
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* 第一帧成功收到时立刻打一行（不等周期），台架刚上电就能看到链路通了。
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* 离线判定（连续 >=10 s 无召唤帧）属批 2 的 2-5，这里只上报不判定。
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*/
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void sb_link_poll(uint32_t now_ms);
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/*
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* 函数功能：取一份链路统计快照
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* 入口参数：p_out - 输出缓冲（非空）
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* 返回值：无（p_out 为空时直接返回，不改任何东西）
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* 限定条件：任一上下文可调；中断侧在自增，快照不保证同一时刻一致（只用于观测与计数）。
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* 函数说明：逐字段拷出，避免把 volatile 的内部结构整体赋给调用方。
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*/
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void sb_link_get_stats(sb_link_stats_t *p_out);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* SB_LINK_H */
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