wandering1
593c5d0c84
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。
631 lines
40 KiB
C
631 lines
40 KiB
C
/*
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* 模块名称：ADC Sampling Task
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* 模块功能：ADC 采集消费 + 全周傅氏相量计算——TPAFE5160 快照 + STM32 ADC1 DMA 乒乓帧消费
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* （经 语义取数与有效性层 App/algo/adc_input.c 按语义取数）→ 压入采样环
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* （App/algo/sample_ring.c）→ 全周傅氏相量重算（App/algo/phasor.c）
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* + 帧统计（节拍由 TIM3 硬件定时器提供）
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* 状态说明：**B1 已落地（2026-10-10）**——本任务从空桩转为真实消费者：
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* 用 tpafe5160_snapshot() 原子取数（AGENTS 铁律），统计帧数/无新帧次数，
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* 并纳入看门狗 required_mask（TASK_WD_ADC）。
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* **采样节拍**：由 **TIM3 更新中断（1 kHz）** 硬件触发——
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* ISR 内调 tpafe5160_start_conv_irq()（Src/main.c 的
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* HAL_TIM_PeriodElapsedCallback）；本任务**不再自行触发**，退化为**纯消费者**。
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* **消费唤醒**：由 1 ms `osDelayUntil`
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* 轮询改为 **TIM3 ISR 置位 `ADC_WAKE_FLAG` 的事件驱动**——唤醒与生产同源锁定，
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* 消除 0~1 ms 的 tick 量化相位抖动与"超拍永久落后 → 空转"风险；本任务优先级
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* 同步由 Normal 提到 **AboveNormal**（唤醒即抢占）。详见
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* docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md §6。
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* **语义取数与有效性层**：取数改走 App/algo/adc_input.c——
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* 本任务每拍调 adc_input_poll()（TPAFE 快照 + STM32 ADC1 9 通道扫描），
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* 经 adc_input_raw() **按语义**读通道（STM32 ADC1 启动与扫描 / 通道语义映射），不再直接触碰驱动缓冲。
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*（保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md）
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* V0.1 上只有 TPAFE 三路（UA/UN/IA）测量有效；本任务只取数，不做保护运算。
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* 接入前必读：取数只用 adc_input_raw() / tpafe5160_snapshot()（临界区原子快照，
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* 仅任务上下文；旧的 get_buf/data_ready/clear_ready 已删除）；接消费者前的
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* 强制门禁见根 AGENTS.md「接 ADC / RS-485 消费者前的强制门禁」+ 建任务前后
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* 各跑 scripts/stack_report.py 做栈预算。
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + TPAFE5160
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-19
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
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* v1.1 2026-10-05 王建锋 注明"预留桩（未启用）"，避免误认为已实现
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* v2.0 2026-10-10 王建锋 B1：实现真实消费者（1ms 节拍 + 原子快照 + 帧统计 +
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* 看门狗心跳），由 Src/freertos.c 创建为 adcTask
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* v2.1 2026-10-10 王建锋 日志门控：首帧/周期统计仅在 dbg_console_writer_ready()
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* 为真后落日志。写者未注册时控制台走无锁直发，与
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* defaultTask 的存储初始化日志字节级交错（台架实测）；
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* 就绪前挂起上报，就绪后补报最近一帧。
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* v2.2 2026-10-10 王建锋 采样节拍改由 TIM3 更新中断（1 kHz）硬件触发；本任务
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* 删除自行触发，退化为纯消费者（见文件头"采样节拍"）。
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* v2.3 2026-10-10 王建锋 STM32 ADC1 启动与扫描 / 通道语义映射：取数改走 App/algo/adc_input.c（语义映射 +
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* STM32 ADC1 9 通道扫描）；首帧日志补全 8 路电气量 + 温度，
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* 心跳日志增 adc1_rc / adc1_err 观测 STM32 侧健康度。
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* v2.4 2026-10-10 王建锋 全周傅氏相量：接入相量层——每拍把 9 路语义值压入采样环
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* （sample_ring）并重算全部相量实例（phasor_run）；
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||
* 攒满一周波后**首拍即落一次相量日志**（开机证据，不等
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* 10 s 心跳），心跳日志增 ring / skip 计数与各实例相量
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* （Re/Im/有效值，×0.1 定点打印，因 MicroLIB 的 snprintf
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* 无 %f）。
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||
* ⚠ 通道标定（一次系数 + 零漂）未实现（缺标准源）→ 暂以**原始码值**
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||
* 充作工程量（系数 = 1），故相量读数只证明**链路通**，
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* 不可作幅值精度判据（同 STM32 ADC1 启动与扫描 的替代口径）。
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* v2.5 2026-10-10 王建锋 常开耗时测量埋点：单拍加探针
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||
* （task_prof ADC_BEAT），用于判定本任务是否超拍
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||
* （名义节拍 1 ms = 168000 周期）而挤占低优先级任务
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* v2.6 2026-10-10 王建锋 两处正确性修复：
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* 无新帧仍压环 → 改为**仅 r == 1 时**压环 + 重算
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* （消除重复采样污染 20 点 DFT 窗的系统性误差）；
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* osDelayUntil 返回值被丢弃 → 落后时一次性重同步
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* （原写法会永久落后 → 不再阻塞 → 空转抢占 uiTask）
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* v2.7 2026-10-10 王建锋 事件驱动消费改造：
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* 消费唤醒 osDelayUntil(1ms) → osThreadFlagsWait(ADC_WAKE_FLAG,
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* osWaitForever)，标志由 TIM3 ISR 经 adc_tick_irq_notify() 置位；
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* 删除 ADC_TASK_BEAT_MS 与 next（上一轮加的重同步钩子因此不再需要）；
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* 新增"消费者就绪"门 s_consumer_ready——TIM3 在 app_main_init()
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* 就启动，**远早于** MX_FREERTOS_Init()/osKernelStart()，
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* ISR 不得在此之前对内核动手（同 Src/main.c 里 TIM7 的
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* 2026-10-02 实测坑）。优先级 Normal → AboveNormal（见 freertos.c）
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* v2.8 2026-10-10 王建锋 节拍源换 TIM3（F4 上 ADC1 收不到 TIM6/TIM7 的
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* TRGO，换源判据见 docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md
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* §3.2）；STM32 侧改 DMA 双缓冲
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* 消费，adc_input_poll() 不再忙等；心跳日志增
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* adc1_seq / adc1_hw（adc1_err 语义改为"本拍无新帧"）
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* v2.9 2026-10-11 王建锋 采样有效性校验：每拍调 adc_health_check()
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* （App/algo/adc_health.c，纯逻辑判定：静默/丢帧/
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||
* 单调性/错误计数增量）——严重事件与故障电平上升沿
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* 打 DBG_ERROR + 每类每次开机一次 SYSLOG_SELFTEST；
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* 恢复打 DBG_INFO；心跳日志增 tgap（TPAFE 侧丢帧，
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* 与 adc1_gap 对称）。判定不在本文件（算法与
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* I/O 分离），本文件只做"消费计数 → 告警"的编排
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* v3.0 2026-10-21 王建锋 修复"任务初始化入口从未被调用"：adc_task_func 进入
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* 循环之前先调 adc_task_init()。原实现下判定层状态靠
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* .bss 清零 + 首拍建基线兜住，功能没错，但函数头写的
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* "限定条件：adc_task_init() 已调用"是假的，会误导后来
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* 者；该入口同时不再打日志——它落在本任务静态最坏链上，
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* 每条 DBG_* 约 216 B 栈，而这一行毫无诊断价值（本任务
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* 存活由首帧日志与 TASK_WD_ADC 心跳证明）
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||
* v3.1 2026-10-25 DTU 项目组 标定折算折算 + 采样通道自检 贴轨观测（「数据可信」标定折算落地，道A）：
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* frame[s] 由 (float)code 改 adc_cal_apply()——工程量 =
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* (code+b)×k，现口径 = ADC 引脚电压 V（eng=0，量程口径冻结的
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* ROM 系数，docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；同拍
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* 经 adc_health_rail_watch() 逐通道贴轨观察（采样通道自检 残余，
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* 门限 adc_cal_rail_ths，码值域与标定正交），锁存边沿 →
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* DBG_ERROR + 每开机一次 SYSLOG；心跳增 cal: 行（mV 定点
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* + valid/clipped 位图 + rail 锁存），台架注入口径见该行判读
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* v3.2 2026-10-25 DTU 项目组 测频与遥测快照发布（「数据可信」这一项，道D，M5）：新模块
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||
* App/algo/meas.c——本任务为唯一发布者，新帧拍内
|
||
* freq_run() 之后按 200 ms **tick 经过**分频调
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* meas_tick()（全仓调用点 = 1，评审判据）；品质注入源 =
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* adc_cal_flags() 削顶位图，频率 = 同拍 freq 读数；心跳新增
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* meas: 行（seq/v/ua·un·ia_mv/f/fv），读数比对类判据待台架实测
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* v3.3 2026-10-27 DTU 项目组 已知电压注入验证台架读出口：心跳新增 adc: 行——连续输出 9 路
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* **原始码值**（与 first: 行同序同格式）。动因 = 注入验证
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||
* 原本只能靠"改电压 + 复位 + 抓一次 first:"，8 个通道 × 3 个
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* 注入点要复位二十余次；改为每 10 s 一行后可全程免复位。
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||
* 不并进 cal: 行是因为 9 个码值会把该行推到 168 字符、
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||
* 撞 DBG_CON_LINE_MAX(192) 的静默截断边界（见该行注释）。
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||
* 无新增跨任务状态、无新增外设访问，栈 +36 B（局部码值数组）
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*/
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#include "adc_task.h"
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#include "cmsis_os.h"
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#include "task_handles.h" /* adcTaskHandle（原为本文件局部 extern） */
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||
#include "adc_input.h" /* 语义取数与有效性层：adc_input_poll()/adc_input_raw()（按语义取数） */
|
||
#include "sample_ring.h" /* 全周傅氏相量输入：sample_ring_push_frame()（采样环缓冲） */
|
||
#include "phasor.h" /* 全周傅氏相量层：phasor_run()/phasor_get()（全周傅氏） */
|
||
#include "freq.h" /* 全周傅氏相量的派生量：freq_run()/freq_get()（测频，B8） */
|
||
#include "adc_health.h" /* 采样有效性校验（静默/丢帧/单调性/错误增量/贴轨） */
|
||
#include "adc_cal.h" /* 标定折算：通道标定折算（「数据可信」标定折算落地；flags 供 cal 心跳行） */
|
||
#include "meas.h" /* 全周傅氏相量发布侧：遥测快照 meas_tick()（「数据可信」遥测快照发布，道D） */
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||
#include "tpafe5160.h"
|
||
#include "task_watchdog.h"
|
||
#include "console_log.h"
|
||
#include "sys_log.h" /* SYSLOG_SELFTEST：采样故障留痕（仅故障才写） */
|
||
#include "task_prof.h" /* 常开耗时探针：单拍耗时 */
|
||
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#define DBG_TAG "[ADC_TASK]"
|
||
#include "dbg_log.h"
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||
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/* 心跳日志周期（ms）：周期性上报帧统计，作为采集链路存活的观测面。
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* （原 ADC_TASK_BEAT_MS = 1U 的消费轮询周期已随事件驱动改造删除——
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||
* 消费节拍改由 TIM3 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 提供，与生产同源，不再自定周期） */
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#define ADC_TASK_REPORT_MS 10000U
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||
|
||
/* 统计：已消费帧数 / 无新帧次数（首拍必为无新帧，之后应稳定为 0 增量）。
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* 原始码值缓冲由 语义取数与有效性层 App/algo/adc_input.c 持有（消费侧按语义取数，不写死下标） */
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static uint32_t s_frames_consumed;
|
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static uint32_t s_frames_idle;
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||
/* 因通道尚未首次成功而**整拍跳过入环**的次数（不向相量窗注入 0 点） */
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||
static uint32_t s_frames_skip;
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||
|
||
/* 采样有效性校验 告警编排状态：
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* s_health_prev - 上次电平故障位（判上升/下降沿，避免每拍重复告警）
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||
* s_health_logged- 已写 SYSLOG_SELFTEST 的位（每类每次开机只留痕一次，
|
||
* 防持续故障刷屏把 32KB selftest.log 写满） */
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static uint32_t s_health_prev;
|
||
static uint32_t s_health_logged;
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||
|
||
/* 采样通道自检 贴轨编排状态（锁存本体在 adc_health 内，这里只留编排层视角）：
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||
* s_rail_edge_latched - 本开机以来出现过锁存边沿的通道位图（心跳 cal: 行展示）
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||
* s_rail_syslogged - SYSLOG 留痕只写一次的闸门（init 重置） */
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||
static uint32_t s_rail_edge_latched;
|
||
static uint8_t s_rail_syslogged;
|
||
|
||
/* 遥测快照发布闸门（「数据可信」这一项）：上次发布拍时基。分频用 **tick 经过**
|
||
* 对比 MEAS_PERIOD_MS，非拍计数——idle/skip 拍会把拍计数口径拉得超过名义
|
||
* 200 ms（与 v2.6 修"重复采样污染 DFT 窗"同族误差，勿"优化"成拍计数） */
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||
static uint32_t s_meas_ms;
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||
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||
|
||
/* 消费者就绪门：由 adcTask 自己在进入等待前置 1；单写者 = 本任务，ISR 只读。
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||
* ⚠ 为什么必须有这道门：TIM3 在 app_main_init()（Src/main.c:140）里就
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||
* HAL_TIM_Base_Start_IT 启动，**远早于** osKernelInitialize()/MX_FREERTOS_Init()/
|
||
* osKernelStart()（Src/main.c:144/145/148）→ "节拍源已在跑"与"消费者已存在"之间有
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||
* 约 100 ms 窗口，其间 adcTaskHandle 还是 NULL、调度器也还没起。
|
||
* osThreadFlagsSet() 对 NULL 句柄本身会安全返回 osErrorParameter（cmsis_os2.c 的入参
|
||
* 检查），但"句柄已赋值、调度器未启动"这段（freertos.c 建任务 → osKernelStart）仍会让
|
||
* ISR 版内核 API 在调度器外跑。本仓库对这类坑有实测记录：Src/main.c 的 TIM7 分支注释
|
||
* （2026-10-02，port.c 优先级断言把系统卡死在 ISR 内）。就绪门把这条时序变成**显式约束**，
|
||
* 而不是依赖 FreeRTOS 内部实现细节。 */
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||
static volatile uint8_t s_consumer_ready;
|
||
|
||
/*
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* 函数功能：TIM3 采样节拍的 ISR 入口——置位唤醒 adcTask 消费一拍
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||
* 入口参数：无
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||
* 返 回 值：无
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||
* 限定条件：仅 ISR 上下文。TIM3 抢占优先级 = 6 ≥ configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
|
||
* (=5) → osThreadFlagsSet 走 xTaskNotifyFromISR + portYIELD_FROM_ISR，合法且立即切换
|
||
* 函数说明：ISR **只发唤醒**，全部计算留在任务里——"ISR 内计算"是反模式：取数与相量
|
||
* 计算都读写任务级共享数据，且本回调属 CubeMX 生成区，重生成即丢。线程标志粘滞 → 单拍偶超 1 ms 时
|
||
* 多个脉冲合并成一次唤醒，下一轮 adc_input_poll() 返回 r==0 记 idle，不会重复处理同一帧
|
||
*/
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||
void adc_tick_irq_notify(void) {
|
||
if (s_consumer_ready == 0u) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
(void)osThreadFlagsSet(adcTaskHandle, ADC_WAKE_FLAG);
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：打印全部相量实例（×0.1 定点）
|
||
* 入口参数：tag - 前缀标记（"first" 首次产出 / "hb" 周期心跳）
|
||
* 返 回 值：无
|
||
* 限定条件：仅任务上下文；调用方须保证 dbg_console_writer_ready() 为真
|
||
* 函数说明：MicroLIB 的 snprintf **不支持 %f** → 以 ×0.1 定点整数打印
|
||
* （打印值 = 实际值 × 10，分辨率 0.1）。逐实例数据驱动输出，
|
||
* 实例表加行即自动覆盖。输入自 v3.1 起为 标定折算折算后的工程量
|
||
* （现口径 = ADC 引脚电压 V，见 cal: 心跳行与文件头 v3.1 记录）；
|
||
* 二次值语义仅在 adc_cal_flags() 出 VALID 后成立。
|
||
*/
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static void log_phasors(const char *tag) {
|
||
uint8_t k;
|
||
|
||
for (k = 0u; k < phasor_inst_count(); k++) {
|
||
const phasor_inst_t *d = phasor_inst(k);
|
||
phasor_t p;
|
||
|
||
if ((d != NULL) && (phasor_get(k, &p) == 0)) {
|
||
DBG_INFO("phasor(%s) %s: Re=%ld Im=%ld rms=%ld (x0.1)",
|
||
tag, d->name,
|
||
(long)(p.fRe * 10.0f),
|
||
(long)(p.fIm * 10.0f),
|
||
(long)(p.fAmSQ * 10.0f));
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 测频行（B8，过频 / 低频 测量侧台架可见性）：同样 x0.01 定点（分辨率 0.01 Hz）。
|
||
* valid=0 = 未启动收敛或幅值门失效（浮空输入 rms≈0），此时 f 为保持值
|
||
* （从未收敛则 0）——判读：正常带波形应 valid=1 且 f≈5000。 */
|
||
{
|
||
float f = 0.0f;
|
||
|
||
(void)freq_get(&f);
|
||
DBG_INFO("freq(%s): f=%ld valid=%u (x0.01)",
|
||
tag, (long)(f * 100.0f), (unsigned)freq_valid());
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：采样有效性校验 判定结果的告警编排（边沿 → 日志 + 自检留痕）
|
||
* 入口参数：hs - adc_health_check() 判定结果快照
|
||
* 返 回 值：无
|
||
* 限定条件：仅任务上下文；日志仍受写者就绪门控（SYSLOG 不受——内核前有
|
||
* s_preboot 缓冲，故障痕迹不因开机窗口丢失）
|
||
* 函数说明：策略分级（判定本身不在本文件，见 App/algo/adc_health.c）——
|
||
* ① 严重事件（FRSTDATA / HAL 错误 / STM32 停摆计数增量）：这三类
|
||
* 计数增量恒应为 0，出现即故障 → 每次 DBG_ERROR；
|
||
* ② 电平故障上升沿（静默/序号倒退）→ DBG_ERROR；下降沿（静默自愈）
|
||
* → DBG_INFO（"恢复"必须可见，否则只看到一次错误无从判断是否还在）；
|
||
* ③ SYSLOG_SELFTEST 每类每次开机**只留痕一次**（持续故障刷屏会把
|
||
* 32KB selftest.log 写满，也淹没其它模块的故障记录）；
|
||
* ④ gap（丢帧）**不告警**：消费者超拍是已知现象（心跳日志
|
||
* adc1_gap / tgap 即观测面），告警会淹没真故障。
|
||
*/
|
||
static void adc_health_report(const adc_health_status_t *hs) {
|
||
uint32_t serious = hs->events & (ADC_HE_FRSTDATA | ADC_HE_STM32_ERR | ADC_HE_HW_ERR);
|
||
uint32_t rise = hs->flags & ~s_health_prev;
|
||
uint32_t fall = s_health_prev & ~hs->flags;
|
||
|
||
if ((serious != 0u) && (dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
DBG_ERROR("sampling fault: events=0x%lx sticky=0x%lx",
|
||
(unsigned long)hs->events, (unsigned long)hs->sticky);
|
||
}
|
||
if ((rise != 0u) && (dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
DBG_ERROR("health: flags=0x%lx stall_ms=%lu tgap=%lu",
|
||
(unsigned long)hs->flags,
|
||
(unsigned long)hs->tpafe_stall_ms,
|
||
(unsigned long)hs->tpafe_gaps);
|
||
}
|
||
if (((serious | rise) & ~s_health_logged) != 0u) {
|
||
(void)syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "adc sampling fault");
|
||
s_health_logged |= (serious | rise);
|
||
}
|
||
if ((fall != 0u) && (dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
DBG_INFO("health: recovered flags=0x%lx sticky=0x%lx",
|
||
(unsigned long)hs->flags, (unsigned long)hs->sticky);
|
||
}
|
||
s_health_prev = hs->flags;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：ADC 任务初始化
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返 回 值：0 - 成功，-1 - 失败
|
||
* 限定条件：tpafe5160_init() 已在 app_main_init()（内核启动前）完成
|
||
* 函数说明：驱动初始化不在本任务（见限定条件）；此处清帧统计 + 清判定层参照系
|
||
* （adc_health_init()）。由 adc_task_func 进入循环之前调用一次；幂等，
|
||
* 可重复调用（运行期要重建判定参照系，走的也是这里）。
|
||
* ⚠ 本函数内禁止加日志：它在 adcTask 的静态最坏调用链上，每条 DBG_*
|
||
* 约 216 B 栈，而本任务栈余量按 1024 B ISR 底线核算。
|
||
*/
|
||
int adc_task_init(void) {
|
||
s_frames_consumed = 0u;
|
||
s_frames_idle = 0u;
|
||
s_frames_skip = 0u;
|
||
s_rail_edge_latched = 0u;
|
||
s_rail_syslogged = 0u;
|
||
s_meas_ms = 0u;
|
||
adc_health_init(); /* 内含 采样通道自检 贴轨观察器复位（rail_init） */
|
||
(void)meas_init(); /* 遥测快照双区/序号复位（幂等；发布状态属本任务，init 无日志） */
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：ADC 任务主函数
|
||
* 入口参数：arg - FreeRTOS 传入参数（未使用）
|
||
* 返 回 值：无
|
||
* 限定条件：内核已启动。本函数自己在进入循环前调 adc_task_init()——不依赖外部
|
||
* 调用（历史上该入口全库无调用点，判定层状态只靠 .bss 清零兜住）
|
||
* 函数说明：每拍采集一次（adc_input_poll()：TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1 DMA 乒乓缓冲）
|
||
* 并统计。采样节拍由 TIM3 硬件定时器提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不再触发；
|
||
* **本任务的唤醒同样由该 TIM3 ISR 置位 ADC_WAKE_FLAG 驱动**（事件驱动，
|
||
* 不再自定 1 ms 周期）。稳态下 consumed 每拍 +1、idle 不再增长；idle 持续增长 =
|
||
* EXTI 未在读帧或 TIM3 未启动（异常），由周期心跳日志暴露。
|
||
* ⚠ 若 TIM3 停摆，本任务会**永久阻塞**在 osThreadFlagsWait → TASK_WD_ADC 缺席 →
|
||
* IWDG 复位。这是刻意的 fail-safe（"节拍源缺失"不被静默放过），不是缺陷。
|
||
*/
|
||
void adc_task_func(void *arg) {
|
||
uint32_t report_at = osKernelGetTickCount() + ADC_TASK_REPORT_MS;
|
||
uint8_t first_logged = 0u;
|
||
uint8_t first_phasor_logged = 0u;
|
||
|
||
(void)arg;
|
||
|
||
/* 任务自有状态清零（含判定层参照系）。放在开闸之前：此刻 ISR 还不会唤醒
|
||
* 本任务，init 与首拍之间不存在"用半初始化状态做判定"的窗口 */
|
||
(void)adc_task_init();
|
||
|
||
/* 开闸：此刻任务已存在、调度器必已运行 → ISR 的唤醒从此生效。
|
||
* 放在进入循环之前：置位与等待之间不会漏唤醒（线程标志粘滞） */
|
||
s_consumer_ready = 1u;
|
||
|
||
for (;;) {
|
||
int r;
|
||
uint32_t now = osKernelGetTickCount(); /* 本拍时基：健康判定 + 心跳共用一份 */
|
||
|
||
/* 探针：单拍起点。名义节拍 1 ms = 168000 周期；若实测**持续**超过，
|
||
* 本任务（osPriorityAboveNormal）会持续抢占 uiTask
|
||
* （osPriorityBelowNormal），是"UI 心跳缺席"的候选占用者之一 */
|
||
task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_BEAT);
|
||
|
||
/* 1) 采集一拍：语义取数与有效性层 adc_input_poll() = TPAFE 原子快照 + 消费一帧 STM32 ADC1
|
||
* DMA 双缓冲（仅任务上下文；TPAFE 侧 1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）。
|
||
* 采样节拍由 TIM3 更新事件提供（ISR 内触发 CONVST + TRGO 触发 ADC1），
|
||
* 本任务既不触发也不等待转换。
|
||
* 探针：本段单独计时。本段**零忙等**（转换由 TIM3 TRGO 触发、DMA 搬运，
|
||
* 不再有逐通道轮询超时），只剩 TPAFE 快照临界区 + 拷 9 个半字 → us 量级。
|
||
* ⚠ adcm（整拍）的 ~2.1 ms 峰值来自每 10 s 一次的心跳日志，不是本段，勿混读 */
|
||
task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_POLL);
|
||
r = adc_input_poll();
|
||
task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_POLL);
|
||
if (r == 1) {
|
||
s_frames_consumed++;
|
||
} else if (r == 0) {
|
||
s_frames_idle++;
|
||
} else {
|
||
/* r == -1：参数错。调用点 count 为常量，不可达；不计入 idle 以区分异常 */
|
||
}
|
||
|
||
/* 2) 全周傅氏相量输入 + 相量重算：把本拍 9 路语义值转浮点帧压入采样环，再重算全部
|
||
* 相量实例（每 1 ms 滑动窗刷新：每拍以"当前时刻为终止的前一周波"整窗重算）。
|
||
*
|
||
* ⚠ **仅在本拍确有新帧（r == 1）时**才压环。
|
||
* 原实现在 r == 0（TPAFE 无新帧）时**仍然**压环 + phasor_run()，只有 r == -1
|
||
* 才跳过 —— 于是把**上一拍的重复采样值**塞进 20 点 DFT 窗，等效采样间隔被拉长。
|
||
* 量级参考（台架曾测得 idle 占 3.2%）：窗长从 20.0 ms 漂到约 20.6 ms → 对 50 Hz
|
||
* 相当于约 3% 频率失配 → 幅值/相位**系统性**误差（不是随机噪声）。
|
||
* 回归判据 = 恒等式 `ring == frames`（只有真新帧才入环）。
|
||
*
|
||
* 任一通道读不到（尚未首次成功）→ 本拍**整帧跳过**：不向窗内注入 0 点
|
||
* （单个 0 点会显著污染 20 点窗），并计入 skip 观测。 */
|
||
if (r == 1) {
|
||
float frame[ADC_SEM_COUNT];
|
||
uint8_t s;
|
||
uint8_t all_ok = 1u;
|
||
uint32_t rail_edge = 0u;
|
||
|
||
for (s = 0u; s < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; s++) {
|
||
int32_t code = 0;
|
||
int32_t lo_th = 0;
|
||
int32_t hi_th = 0;
|
||
|
||
if (adc_input_raw((adc_semantic_t)s, &code) != 0) {
|
||
all_ok = 0u;
|
||
break;
|
||
}
|
||
/* 标定折算折算（「数据可信」标定折算落地，§4.1 模型）：工程量 = (code + b) × k。
|
||
* 现口径 = **ADC 引脚电压 V**（eng=0，量程口径冻结的 ROM 系数，见
|
||
* docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；端子变比确认与两点标定写入标定
|
||
* 系数（adc_cal_flags() 出 VALID）后才按二次值消费。TEMP 透传码值
|
||
* 不折算（决策 5）。*/
|
||
frame[s] = adc_cal_apply((adc_semantic_t)s, code);
|
||
|
||
/* 采样通道自检 码值越界（贴轨）观察：在**码值域**判定，与标定正交——
|
||
* 连续一周波贴轨带且此前见过释放沿才锁存（空载恒 0 不误报）。
|
||
* TEMP 无「轨」语义，adc_cal_rail_ths() 返 -1 自然跳过。*/
|
||
if (adc_cal_rail_ths((adc_semantic_t)s, &lo_th, &hi_th) == 0) {
|
||
if (adc_health_rail_watch(s, code, lo_th, hi_th) != 0u) {
|
||
rail_edge |= (1uL << s);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
if (all_ok != 0u) {
|
||
(void)sample_ring_push_frame(frame, (uint8_t)ADC_SEM_COUNT);
|
||
phasor_run();
|
||
/* 全周傅氏相量的派生量测频（B8）：同拍紧随 phasor_run——本拍使用区已
|
||
* 切换，freq 读的就是本拍相量（1 ms 同上下文，无竞态） */
|
||
freq_run();
|
||
|
||
/* 测频与遥测快照发布（「数据可信」这一项，道D，M5）：200 ms tick 经过分频。
|
||
* 唯一发布者 = 本任务（全仓 meas_tick 调用点数 = 1 为评审判据，
|
||
* 「数据可信」§8 风险表"快照双写"行）；只在**压环成功的真新帧拍**发布
|
||
* ——idle/skip 拍压环未推进，发布 = 重复旧窗。品质注入唯一源 =
|
||
* adc_cal_flags()（§4.2 三态表；纯读，每 200 ms 才跑一遍）。 */
|
||
if ((uint32_t)(now - s_meas_ms) >= MEAS_PERIOD_MS) {
|
||
uint32_t cm = 0u;
|
||
uint8_t m;
|
||
|
||
s_meas_ms = now;
|
||
for (m = 0u; m < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; m++) {
|
||
if ((adc_cal_flags((adc_semantic_t)m) & ADC_CAL_F_CLIPPED) != 0u) {
|
||
cm |= (1uL << m);
|
||
}
|
||
}
|
||
meas_tick(now, freq_valid(), freq_last(), cm);
|
||
}
|
||
} else {
|
||
s_frames_skip++;
|
||
}
|
||
|
||
/* 贴轨锁存边沿留痕：帧循环后统一处理（skip 拍也已在循环内逐通道
|
||
* 观察过，不因取数半途失败而漏报已观察的通道）。SYSLOG 每开机只
|
||
* 留痕一次——贴轨是持续工况，逐拍写会把 selftest.log 刷满 */
|
||
if (rail_edge != 0u) {
|
||
s_rail_edge_latched |= rail_edge;
|
||
if (dbg_console_writer_ready() != 0u) {
|
||
DBG_ERROR("rail: edge=0x%lx sticky=0x%lx (code-domain, 20-run+release)",
|
||
(unsigned long)rail_edge,
|
||
(unsigned long)adc_health_rail_sticky());
|
||
}
|
||
if (s_rail_syslogged == 0u) {
|
||
s_rail_syslogged = 1u;
|
||
(void)syslog_post(SYSLOG_SELFTEST, "adc code rail fault");
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 2b) 采样有效性校验（每拍，常数次整数运算）：把驱动侧观测计数交给
|
||
* 纯逻辑判定层，本任务只做告警编排。⚠ 计数一律取**本拍 poll 之后**
|
||
* 的值——与刚消费的帧同一时点，避免"下一拍的增量被提前看到"。 */
|
||
{
|
||
adc_health_in_t h_in;
|
||
adc_health_status_t h_st;
|
||
|
||
h_in.tpafe_seq = tpafe5160_frame_seq();
|
||
h_in.tpafe_frst_err = (uint32_t)tpafe5160_frstdata_err();
|
||
h_in.stm32_seq = adc_input_stm32_seq();
|
||
h_in.stm32_errs = adc_input_stm32_errs();
|
||
h_in.stm32_gaps = adc_input_stm32_gaps();
|
||
h_in.stm32_hw_errs = adc_input_stm32_hw_errs();
|
||
h_in.now_ms = now;
|
||
adc_health_check(&h_in, &h_st);
|
||
adc_health_report(&h_st);
|
||
}
|
||
|
||
/* 3) 首帧码值上报：**写者就绪后**才落日志。写者未注册时 con_append 走
|
||
* 无锁直发路径，与 defaultTask 的存储初始化日志会字节级交错
|
||
* （2026-10-10 台架实测）；此时挂起上报，就绪后补报最近一帧。
|
||
* 8 路电气量 + 温度全部经 adc_input_raw() **按语义**取数（通道语义映射），
|
||
* 用于验证"语义 → 物理通道"映射与两片转换器取数契约 */
|
||
if ((first_logged == 0u) && (s_frames_consumed != 0u) &&
|
||
(dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
int32_t ua = 0, ub = 0, uc = 0, un = 0;
|
||
int32_t ia = 0, ib = 0, ic = 0, in = 0, temp = 0;
|
||
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &ua);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &ub);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UC, &uc);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_UN, &un);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &ia);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IB, &ib);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IC, &ic);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_IN, &in);
|
||
(void)adc_input_raw(ADC_SEM_TEMP, &temp);
|
||
|
||
first_logged = 1u;
|
||
DBG_INFO("first: UA=%ld UB=%ld UC=%ld UN=%ld IA=%ld IB=%ld IC=%ld IN=%ld T=%ld",
|
||
(long)ua, (long)ub, (long)uc, (long)un,
|
||
(long)ia, (long)ib, (long)ic, (long)in, (long)temp);
|
||
}
|
||
|
||
/* 4) 首拍相量上报：攒满一周波（20 ms）后立即落一次，作为 全周傅氏相量链路的开机证据。
|
||
* 不依赖 10 s 心跳 → 台架 @test 的 settle 窗口内即可见（否则会被静默判据
|
||
* 截断，见 docs/测试说明/自动化测试流程.md 的 settle 口径）。 */
|
||
if ((first_phasor_logged == 0u) && (dbg_console_writer_ready() != 0u)) {
|
||
phasor_t p;
|
||
|
||
if (phasor_get(0u, &p) == 0) {
|
||
first_phasor_logged = 1u;
|
||
log_phasors("first");
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 5) 看门狗心跳（本任务已纳入 required_mask） */
|
||
task_wd_beat(TASK_WD_ADC);
|
||
|
||
/* 6) 周期心跳日志：帧统计 + 驱动侧 FRSTDATA 错误计数 + 全周傅氏相量。
|
||
* 写者就绪前抑制（同 3) 的交错理由）；到点无论是否落日志都推进下个上报点 */
|
||
{
|
||
if ((int32_t)(now - report_at) >= 0) {
|
||
if (dbg_console_writer_ready() != 0u) {
|
||
/* STM32 侧观测量（DMA 版），四类各有独立成因：
|
||
* adc1_rc = 最近一拍取帧状态（0 OK / -2 本拍无新帧）
|
||
* adc1_seq = DMA 整帧完成计数（正常时 ≈ seq，恒定小偏移）
|
||
* adc1_gap = 丢帧：seq 一次前进 >1 → 本任务超拍（单拍 > 1 ms）
|
||
* adc1_err = 停摆：连续 >=2 拍无新帧 → 节拍源/DMA 真停
|
||
* adc1_hw = HAL ADC/DMA 错误回调
|
||
* 判读：adc1_seq 停增而 seq 仍涨 → STM32 侧停摆；
|
||
* adc1_gap 增长 → 本任务耗时超拍（看 adcm/adcn）；
|
||
* tgap = TPAFE 侧同类丢帧计数（采样有效性校验，与 adc1_gap 对称） */
|
||
DBG_INFO("frames=%lu idle=%lu skip=%lu seq=%lu frst_err=%u ring=%lu"
|
||
" adc1_rc=%d adc1_err=%lu adc1_seq=%lu adc1_gap=%lu adc1_hw=%lu"
|
||
" tgap=%lu",
|
||
(unsigned long)s_frames_consumed,
|
||
(unsigned long)s_frames_idle,
|
||
(unsigned long)s_frames_skip,
|
||
(unsigned long)tpafe5160_frame_seq(),
|
||
(unsigned)tpafe5160_frstdata_err(),
|
||
(unsigned long)sample_ring_frames(),
|
||
adc_input_stm32_rc(),
|
||
(unsigned long)adc_input_stm32_errs(),
|
||
(unsigned long)adc_input_stm32_seq(),
|
||
(unsigned long)adc_input_stm32_gaps(),
|
||
(unsigned long)adc_input_stm32_hw_errs(),
|
||
(unsigned long)adc_health_tpafe_gaps());
|
||
|
||
log_phasors("hb");
|
||
|
||
/* 全 9 路**原始码值**（「数据可信」已知电压注入验证的唯一连续读出口）：
|
||
* 与 first: 行同序同格式（UA/UB/UC/UN/IA/IB/IC/IN/T），台架
|
||
* "改电压 → 读一行"即可对表，不必为每个注入点反复复位去抓只在开机
|
||
* 出现一次的 first: 行。两处的通道顺序是同一份约定，改一处必须同步另一处。
|
||
* ⚠ 为何单独一行、不并进下面的 cal: 行：cal: 已 75 字符，9 个码值最坏
|
||
* 再加 93 字符，逼近 DBG_CON_LINE_MAX(192) 的截断边界——截断**不报错**，
|
||
* 只会静默少打几路，是最难发现的台架假数据来源；分行后各自留足余量。
|
||
* ⚠ 取数失败（-2 该来源无有效数据）时该槽保持 0，故"9 路全 0"读作
|
||
* "没数据"，不读作"九路都是 0 V"——判据是 frames 心跳是否仍在涨。 */
|
||
{
|
||
int32_t rc[ADC_SEM_COUNT];
|
||
uint8_t j;
|
||
|
||
for (j = 0u; j < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; j++) {
|
||
rc[j] = 0;
|
||
(void)adc_input_raw((adc_semantic_t)j, &rc[j]);
|
||
}
|
||
DBG_INFO("adc: UA=%ld UB=%ld UC=%ld UN=%ld IA=%ld IB=%ld IC=%ld IN=%ld T=%ld",
|
||
(long)rc[ADC_SEM_UA], (long)rc[ADC_SEM_UB],
|
||
(long)rc[ADC_SEM_UC], (long)rc[ADC_SEM_UN],
|
||
(long)rc[ADC_SEM_IA], (long)rc[ADC_SEM_IB],
|
||
(long)rc[ADC_SEM_IC], (long)rc[ADC_SEM_IN],
|
||
(long)rc[ADC_SEM_TEMP]);
|
||
}
|
||
|
||
/* 标定折算/采样通道自检 台架观测面（×1000 mV 定点，MicroLIB 无 %f）：
|
||
* ua/un/ia_mv = 三路 TPAFE 引脚电压毫伏（未标定域，**不是**
|
||
* 二次值；两点标定注入验证的读数落点，偏差判据 ≤2 %）
|
||
* vl = VALID 位图（默认构建应恒 0x00——未标定即未标定，
|
||
* 未标定即闭锁的判据在 protect 侧同源消费这个位）
|
||
* cl = CLIPPED 位图（V0.1 应恒 0xE6 = UB/UC/IB/IC/IN）
|
||
* rail/edge = 贴轨锁存/历史边沿位图（注入饱和电平后应起）*/
|
||
{
|
||
int32_t c = 0;
|
||
long ua_mv = 0L, un_mv = 0L, ia_mv = 0L;
|
||
uint32_t vl = 0u, cl = 0u;
|
||
uint8_t i;
|
||
|
||
if (adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &c) == 0) {
|
||
ua_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_UA, c) * 1000.0f);
|
||
}
|
||
if (adc_input_raw(ADC_SEM_UN, &c) == 0) {
|
||
un_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_UN, c) * 1000.0f);
|
||
}
|
||
if (adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &c) == 0) {
|
||
ia_mv = (long)(adc_cal_apply(ADC_SEM_IA, c) * 1000.0f);
|
||
}
|
||
for (i = 0u; i < 8u; i++) {
|
||
const uint32_t f = adc_cal_flags((adc_semantic_t)i);
|
||
|
||
if ((f & ADC_CAL_F_VALID) != 0u) {
|
||
vl |= (1uL << i);
|
||
}
|
||
if ((f & ADC_CAL_F_CLIPPED) != 0u) {
|
||
cl |= (1uL << i);
|
||
}
|
||
}
|
||
DBG_INFO("cal: ua_mv=%ld un_mv=%ld ia_mv=%ld vl=0x%02lx cl=0x%02lx rail=0x%03lx edge=0x%03lx",
|
||
ua_mv, un_mv, ia_mv,
|
||
(unsigned long)vl, (unsigned long)cl,
|
||
(unsigned long)adc_health_rail_sticky(),
|
||
(unsigned long)s_rail_edge_latched);
|
||
}
|
||
|
||
/* M5 遥测快照台架观测面（定点打印，MicroLIB 无 %f）：
|
||
* seq = 发布帧数（10 s 心跳间隔内应 +500±，不涨 = 发布闸门停）
|
||
* v = 整帧有效；ua/un/ia = 基波有效值毫伏（未标定域 = 引脚电压；
|
||
* 本行是 200 ms 快照轨，cal: 行是当拍瞬时码折算——同量级不同
|
||
* 相位，勿互为判据）
|
||
* f/fv = 频率读数与新鲜度（x0.01）
|
||
* 读数与注入源比对类判据 = **待台架实测**（实测采样类跳过口径） */
|
||
{
|
||
meas_snap_t ms;
|
||
|
||
(void)meas_get(&ms); /* 未就绪(-2) = 清零帧，以下打印全 0 */
|
||
DBG_INFO("meas: seq=%lu v=%u ua_mv=%ld un_mv=%ld ia_mv=%ld f=%ld fv=%u",
|
||
(unsigned long)ms.seq, (unsigned)ms.valid,
|
||
(long)(ms.yc[ADC_SEM_UA] * 1000.0f),
|
||
(long)(ms.yc[ADC_SEM_UN] * 1000.0f),
|
||
(long)(ms.yc[ADC_SEM_IA] * 1000.0f),
|
||
(long)(ms.freq_hz * 100.0f),
|
||
(unsigned)ms.freq_valid);
|
||
}
|
||
}
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report_at = now + ADC_TASK_REPORT_MS;
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}
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}
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/* 7) 等下一次节拍唤醒（事件驱动）
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* 原实现是 osDelayUntil(next += 1ms)：把消费唤醒**钉在 FreeRTOS tick（1 ms）边界**
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* → 与 TIM3 生产之间有 0~1 ms 随机相位抖动（日志里的 idle 正是这么来的），
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* 且一旦超拍，next 就永久落后 → 任务不再阻塞 → 空转抢占低优先级 uiTask
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* （空转抢占低优先级任务正是这么发生的）。现在唤醒与生产**同源**：TIM3 ISR 触发 CONVST 后置位
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* ADC_WAKE_FLAG，本任务被唤醒的延迟 = ISR + 调度（µs 级；本任务已提至
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* AboveNormal → 立即抢占），无 tick 量化、无累积漂移，也就不再需要重同步钩子。
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* 标志是命令位（等待即消费）→ osFlagsWaitAny，不加 osFlagsNoClear；
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* osWaitForever 无超时 = 刻意的 fail-safe（TIM3 停摆 → 无心跳 → IWDG 复位）。 */
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task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_BEAT); /* 探针：单拍耗时结算（不含等待） */
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(void)osThreadFlagsWait(ADC_WAKE_FLAG, osFlagsWaitAny, osWaitForever);
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}
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}
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