wandering1
48bc50e794
卡 8（App/algo/meas.*，新增；布局权威 docs/任务规划/数据可信.md §4.5）： - meas_snap_t = §4.5 布局（sizeof 72 B；字段偏移由 TC-MEAS-002 钉死——卡 9/ UI 按整体拷贝消费，破布局=破协议；谐波 k-bin 扩展（docs/算法/继电保护功能 复现规划.md L2-8）只许尾部追加，留口注释已写进 meas.h） - 并发 = phasor 双区 + 单字节索引翻转（L2-7 同型，无锁）；seq 只增供判"换帧"； meas_get 失败路径清零填充（-2 未就绪时调用方可安全读） - 值口径 = A-lite 裁决（lead 2026-10-25 快裁，推翻票面全链）：基波有效值瞬时 透传，复用 phasor_calc 纯核 → 与 phasor 使用区同拍同值（TC-MEAS-005 逐位 相等钉死）；不做 4 点平均/方和根（§4.5"200 ms 是上送节拍不是平均窗"） - 品质注入：CLIPPED 位图唯一源 = adc_cal_flags()（「数据可信」§4.2 三态表， 编排方注入、本层不链 adc_cal）；取窗不足路 = IV|NT 且整帧 valid=0 但照常 发布（品质节拍性刷新）；TEMP = 最新一点透传 + NT（「数据可信」决策 5）； MEAS_QDS_* 低字节 = 104 QDS 线上值（本层不 include 协议层头——分层方向， 卡 9 直接截低字节映射）；OV 留位不填（判据待运行参数化，卡 10 域） - adc_task.c 编排：新帧拍 freq_run() 后按 **tick 经过**分频（非拍计数，idle/ skip 拍会拉长名义节拍）调 meas_tick()——全仓调用点数 = 1（「数据可信」§8 风险表"快照双写"行评审判据）；meas_init 挂 adc_task_init（不动 app_main.c）； 心跳新增 meas: 行（seq/v/ua·un·ia_mv/f/fv）作 M5 台架观测面 - 死区 2 点确认状态机本卡不建（卡 9 迁移 104 语义时随建，lead 裁③）；104 层 现有 deadband 常量未动；频率点绑定归卡 11 - 实测采样类判据（读数 vs 注入源）= 待台架实测，本卡零台架动作 测试与注册：新套件 test/host/meas（226/226，链真源 meas+phasor+sample_ring 免桩；覆盖 seq/双区无撕裂/布局/品质汇总/回绕/守卫）；id_registry 建族 TC-HOST-MEAS（游标 011）；meas-unit-test 钩子 + SIM_EXEMPT 一条 + uvprojx 仅增 meas.c 单条挂载（diff 已核零 UV4 抖动）；App/algo/README.md §1/§2/ §3.9/§4 同步（设计说明大节与 AGENTS 口径留 lead 收口，同批 1 先例） gate：@build 0 错 0 警（Code=216352 RO=21476 RW=1232 ZI=132128）；RAM 增量 RW+ZI = +152 B（快照双区恰 +144 B = 卡面 DoD；余 s_meas_ms 等编排状态）， IRAM1 57.8%→约 57.9%；Flash（Code+RO+RW）+696 B；adcTask 静态最坏链 1408 B / margin 1152 B（45%）PASS（stack_report 实测，无抬栈）；BOM/CR/U+FFFD/ 字面量 ASCII 逐文件自查通过（未触碰带 BOM 文件）。pre-commit run --all-files 实跑：其余钩子全绿（含 doc-links/id-check/ 覆盖率总闸/双端注册/ui-golden/全部主机单测套），仅 mem-budget + mem-numbers 两条红 = 台账受管区 vs .map 漂移（Flash/RAM 台账回填属 lead 单写者区，批 1 同口径）： gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill
598 lines
37 KiB
C
598 lines
37 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 + L2 相量计算——TPAFE5160 快照 + STM32 ADC1 DMA 乒乓帧消费
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* （经 L1 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**。
|
||
* **消费唤醒**：由 1 ms `osDelayUntil`
|
||
* 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，
|
||
* 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
|
||
* docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md §6。
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||
* **L1 采集层**：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（L1-3/L1-4），不再直接触碰驱动缓冲。
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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 P3-11：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 L1-3/L1-4：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 L2：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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||
* ⚠ L1-5 通道标定未实现（缺标准源）→ 暂以**原始码值**
|
||
* 充作工程量（系数 = 1），故相量读数只证明**链路通**，
|
||
* 不可作幅值精度判据（同 L1-3 的替代口径）。
|
||
* v2.5 2026-10-10 王建锋 常开耗时测量埋点：单拍加探针
|
||
* （task_prof ADC_BEAT），用于判定本任务是否超拍
|
||
* （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
|
||
* （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 L1-6 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/
|
||
* 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；
|
||
* 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（A-4：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 L1.5 折算 + L5-2 贴轨观测（「数据可信」卡 2，道A）：
|
||
* 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，卡 1 冻结的
|
||
* ROM 系数，docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；同拍
|
||
* 经 adc_health_rail_watch() 逐通道贴轨观察（L5-2 残余，
|
||
* 门限 adc_cal_rail_ths，码值域与标定正交），锁存边沿 →
|
||
* DBG_ERROR + 每开机一次 SYSLOG；心跳增 cal: 行（mV 定点
|
||
* + valid/clipped 位图 + rail 锁存），台架注入口径见该行判读
|
||
* v3.2 2026-10-25 DTU 项目组 L2 遥测快照发布（「数据可信」卡 8，道D，M5）：新模块
|
||
* 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
|
||
* meas_tick()（全仓调用点 = 1，评审判据）；品质注入源 =
|
||
* adc_cal_flags() 削顶位图，频率 = 同拍 freq 读数；心跳新增
|
||
* 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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||
|
||
#include "adc_task.h"
|
||
#include "cmsis_os.h"
|
||
#include "task_handles.h" /* adcTaskHandle（原为本文件局部 extern） */
|
||
#include "adc_input.h" /* L1 采集层：adc_input_poll()/adc_input_raw()（按语义取数） */
|
||
#include "sample_ring.h" /* L2 输入：sample_ring_push_frame()（采样环缓冲） */
|
||
#include "phasor.h" /* L2 相量层：phasor_run()/phasor_get()（全周傅氏） */
|
||
#include "freq.h" /* L2 派生量：freq_run()/freq_get()（测频，B8） */
|
||
#include "adc_health.h" /* L1-6：采样有效性校验（静默/丢帧/单调性/错误增量/贴轨） */
|
||
#include "adc_cal.h" /* L1.5：通道标定折算（「数据可信」卡 2；flags 供 cal 心跳行） */
|
||
#include "meas.h" /* L2 发布侧：遥测快照 meas_tick()（「数据可信」卡 8，道D） */
|
||
#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 */
|
||
|
||
#define DBG_TAG "[ADC_TASK]"
|
||
#include "dbg_log.h"
|
||
|
||
/* 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。
|
||
* （原 ADC_TASK_BEAT_MS = 1U 的消费轮询周期已随事件驱动改造删除——
|
||
* 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） */
|
||
#define ADC_TASK_REPORT_MS 10000U
|
||
|
||
/* 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）。
|
||
* 原始码值缓冲由 L1 层 App/algo/adc_input.c 持有（消费侧按语义取数，不写死下标） */
|
||
static uint32_t s_frames_consumed;
|
||
static uint32_t s_frames_idle;
|
||
/* 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） */
|
||
static uint32_t s_frames_skip;
|
||
|
||
/* L1-6 告警编排状态：
|
||
* s_health_prev - 上次电平故障位（判上升/下降沿，避免每拍重复告警）
|
||
* 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） */
|
||
static uint32_t s_health_prev;
|
||
static uint32_t s_health_logged;
|
||
|
||
/* L5-2 贴轨编排状态（锁存本体在 adc_health 内，这里只留编排层视角）：
|
||
* 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）
|
||
* s_rail_syslogged - SYSLOG 留痕只写一次的闸门（init 重置） */
|
||
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」卡 8）：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） */
|
||
static uint32_t s_meas_ms;
|
||
|
||
|
||
/* 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。
|
||
* ⚠ 为什么必须有这道门：TIM3 在 app_main_init()（Src/main.c:140）里就
|
||
* 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
|
||
* 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。 */
|
||
static volatile uint8_t s_consumer_ready;
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：TIM3 采样节拍的 ISR 入口——置位唤醒 adcTask 消费一拍
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返 回 值：无
|
||
* 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
|
||
*/
|
||
void adc_tick_irq_notify(void) {
|
||
if (s_consumer_ready == 0u) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
(void)osThreadFlagsSet(adcTaskHandle, ADC_WAKE_FLAG);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 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 L1.5 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。
|
||
*/
|
||
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，L3-5 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：L1-6 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 L5-2 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：L1 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) L2 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（L2-6 滑动窗：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;
|
||
}
|
||
/* L1.5 折算（「数据可信」卡 2，§4.1 模型）：工程量 = (code + b) × k。
|
||
* 现口径 = **ADC 引脚电压 V**（eng=0，卡 1 冻结的 ROM 系数，见
|
||
* docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §7.1）；卡 0b/卡 12 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);
|
||
|
||
/* L5-2 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();
|
||
/* L2 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();
|
||
|
||
/* L2 遥测快照发布（「数据可信」卡 8，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) L1-6 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（L1-4），
|
||
* 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 L2 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 + L2 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（L1-6，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");
|
||
|
||
/* L1.5/L5-2 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；卡 12 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，
|
||
* 卡 5 的闭锁判据在 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);
|
||
}
|
||
}
|
||
report_at = now + ADC_TASK_REPORT_MS;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 7) 等下一次节拍唤醒（事件驱动）
|
||
* 原实现是 osDelayUntil(next += 1ms)：把消费唤醒**钉在 FreeRTOS tick（1 ms）边界**
|
||
* → 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），
|
||
* 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
|
||
* （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
|
||
* ADC_WAKE_FLAG，本任务被唤醒的延迟 = ISR + 调度（µs 级；本任务已提至
|
||
* 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。
|
||
* 标志是命令位（等待即消费）→ osFlagsWaitAny，不加 osFlagsNoClear；
|
||
* osWaitForever 无超时 = 刻意的 fail-safe（TIM3 停摆 → 无心跳 → IWDG 复位）。 */
|
||
task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_BEAT); /* 探针：单拍耗时结算（不含等待） */
|
||
(void)osThreadFlagsWait(ADC_WAKE_FLAG, osFlagsWaitAny, osWaitForever);
|
||
}
|
||
}
|