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C
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C
#ifndef __TPAFE5160_H
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#define __TPAFE5160_H
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/*
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* 模块名称：TPAFE5160 16位8通道同步采样ADC驱动
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* 模块功能：提供 TPAFE5160 并行接口模式下的初始化、过采样设置、转换启动、数据读取接口
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* 适用平台：STM32F407ZGT6，并行16位数据总线接 GPIOG[15:0]
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-17
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* 修改记录：
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* 2026-07-17 王建锋 创建初始版本，参考 AD7606 并行驱动及 TPAFE5160 手册
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* 2026-07-17 王建锋 增加 EXTI 中断读取模式
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*/
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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#include "main.h"
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/* ======================== 宏定义 ======================== */
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/* 通道数量 */
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#define TPAFE5160_CH_NUM 8
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/* 控制引脚操作宏 —— RD (PD3) */
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#define TPAFE5160_RD_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_RESET)
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#define TPAFE5160_RD_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_SET)
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/* 控制引脚操作宏 —— CONVST (PD4) */
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#define TPAFE5160_CONVST_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_RESET)
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#define TPAFE5160_CONVST_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_SET)
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/* 状态引脚读取宏 */
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#define TPAFE5160_BUSY_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_BUSY_GPIO_Port, TP_BUSY_Pin)
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#define TPAFE5160_FRSTDATA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_FRSTDATA_GPIO_Port, TP_FRSTDATA_Pin)
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/* 过采样引脚操作宏 —— OS0 (PF13), OS1 (PF14), OS2 (PF15) */
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#define TPAFE5160_OS0(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS0_GPIO_Port, TP_OS0_Pin, \
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(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
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#define TPAFE5160_OS1(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS1_GPIO_Port, TP_OS1_Pin, \
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(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
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#define TPAFE5160_OS2(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS2_GPIO_Port, TP_OS2_Pin, \
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(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
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/* 并行数据总线读取 —— DB[15:0] 接 GPIOG[15:0]，单次读取16位 */
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#define TPAFE5160_READ_BUS() ((uint16_t)GPIOG->IDR)
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/* 过采样率枚举 (OS[2:0] 编码，OS2为MSB, OS0为LSB) */
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typedef enum {
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TPAFE5160_OS_NONE = 0, /* 000 — 无过采样，350 kSPS */
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TPAFE5160_OS_X2 = 1, /* 001 — 2倍过采样，175 kSPS */
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TPAFE5160_OS_X4 = 2, /* 010 — 4倍过采样，87.5 kSPS */
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TPAFE5160_OS_X8 = 3, /* 011 — 8倍过采样，43.75 kSPS */
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||
TPAFE5160_OS_X16 = 4, /* 100 — 16倍过采样，21.875 kSPS */
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TPAFE5160_OS_X32 = 5, /* 101 — 32倍过采样，10.94 kSPS */
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TPAFE5160_OS_X64 = 6, /* 110 — 64倍过采样，5.47 kSPS */
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TPAFE5160_OS_HBW = 7 /* 111 — 高带宽模式 (~30kHz)，350 kSPS */
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} tpafe5160_os_t;
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/* 输入量程枚举 */
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typedef enum {
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TPAFE5160_RANGE_5V = 0, /* ±5V (RANGE = LOW) */
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TPAFE5160_RANGE_10V = 1 /* ±10V (RANGE = HIGH) */
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} tpafe5160_range_t;
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/* 返回值定义 */
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#define TPAFE5160_OK 0
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#define TPAFE5160_ERROR -1
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#define TPAFE5160_BUSY_TIMEOUT -2
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/* 默认超时时间 (ms) */
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#define TPAFE5160_CONV_TIMEOUT_MS 10
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/* ======================== 函数声明 ======================== */
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/*
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* 函数功能：初始化 TPAFE5160（设置过采样、等待就绪）
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* 入口参数：无
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* 返回值：0 - 成功，-2 - BUSY 超时
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* 限定条件：CubeMX 已完成 GPIO 初始化
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* 函数说明：1. 设置过采样为无过采样 (000)
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* 2. 确保 RD 为高、CONVST 为低
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* 3. 等待 BUSY 释放（转换空闲）
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*/
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int tpafe5160_init(void);
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/*
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* 函数功能：设置过采样率
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* 入口参数：os - 过采样率枚举值 tpafe5160_os_t
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* 返回值：无
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* 限定条件：GPIO 已初始化
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* 函数说明：通过 OS[2:0] 引脚设置过采样率，在下一次转换时生效
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*/
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void tpafe5160_set_os(tpafe5160_os_t os);
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/*
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* 函数功能：启动一次转换（CONVST 上升沿触发）
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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：GPIO 已初始化
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||
* 函数说明：产生 CONVST 脉冲上升沿，启动全部8通道同步采样与转换
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*/
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void tpafe5160_start_conv(void);
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/*
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* 函数功能：等待转换完成
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* 入口参数：timeout_ms - 超时时间 uint32_t > 0
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* 返回值：0 - 转换完成，-2 - 超时
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||
* 限定条件：已调用 tpafe5160_start_conv()
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* 函数说明：轮询 BUSY 引脚等待下降沿
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*/
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int tpafe5160_wait_busy(uint32_t timeout_ms);
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/*
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* 函数功能：查询当前是否正在转换
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* 入口参数：无
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* 返回值：1 - 正在转换，0 - 空闲
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||
* 限定条件：GPIO 已初始化
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* 函数说明：读取 BUSY 引脚电平
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*/
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uint8_t tpafe5160_is_busy(void);
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||
/*
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||
* 函数功能：读取全部8通道转换结果
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||
* 入口参数：buf - 8个int16_t的输出缓冲区 int16_t* 不为 NULL
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* 返回值：0 - 成功，-2 - BUSY 超时
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||
* 限定条件：GPIO 已初始化
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||
* 函数说明：1. 启动转换并等待 BUSY 释放
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||
* 2. 连续8次拉低RD读取各通道数据
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||
* 3. 通过 FRSTDATA 验证第一通道
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||
*/
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int tpafe5160_read_all(int16_t *buf);
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/*
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||
* 函数功能：读取指定通道的转换结果
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* 入口参数：channel - 通道号 uint8_t 0 - 7
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* value - 输出指针 int16_t* 不为 NULL
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||
* 返回值：0 - 成功，-1 - 通道号无效，-2 - BUSY 超时
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||
* 限定条件：GPIO 已初始化
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||
* 函数说明：启动转换并等待完成后，连续读取至指定通道
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||
*/
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int tpafe5160_read_channel(uint8_t channel, int16_t *value);
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/*
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* 函数功能：原始ADC值转电压值
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* 入口参数：raw - ADC原始值 int16_t 有符号补码
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* 返回值：电压值 float 单位 V
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* 限定条件：无
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* 函数说明：±5V量程时 LSB=152.59μV，±10V量程时 LSB=305.18μV
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* 默认使用 ±5V 量程 (RANGE 接 GND)
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*/
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float tpafe5160_to_voltage(int16_t raw);
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/*
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* 函数功能：直接读取并行数据总线（不启动转换）
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* 入口参数：无
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* 返回值：16位原始数据 uint16_t
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* 限定条件：RD 为低或CS与RD已拉低
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* 函数说明：用于读取当前总线上的数据，需自行控制RD时序
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*/
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uint16_t tpafe5160_read_bus(void);
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/* ======================== 中断模式 API ======================== */
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/*
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* 函数功能：使能 BUSY EXTI 中断（运行时重使能用）
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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：CubeMX 已完成 GPIO 和 NVIC 配置
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* 函数说明：正常启动流程无需调用，仅在 irq_disable() 后需要重新使能时使用
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*/
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void tpafe5160_irq_enable(void);
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/*
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* 函数功能：关闭 BUSY EXTI 中断
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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：已调用 tpafe5160_irq_enable()
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||
* 函数说明：仅禁用 NVIC 中断，GPIO 配置保持 CubeMX 设定
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*/
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void tpafe5160_irq_disable(void);
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||
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/*
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||
* 函数功能：启动转换（中断模式）
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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：已调用 tpafe5160_irq_enable()
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||
* 函数说明：产生 CONVST 脉冲，转换完成后由 EXTI 中断自动读取 8 通道数据
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*/
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void tpafe5160_start_conv_irq(void);
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||
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/*
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* 函数功能：检查是否有新的转换数据
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* 入口参数：无
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||
* 返回值：1 - 数据就绪，0 - 无新数据
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||
* 限定条件：中断模式已启用
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||
* 函数说明：在 EXTI 回调中置位，主循环读取后需调用 tpafe5160_clear_ready() 清除
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*/
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uint8_t tpafe5160_data_ready(void);
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||
/*
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||
* 函数功能：清除数据就绪标志
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||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
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||
* 限定条件：中断模式已启用
|
||
* 函数说明：主循环处理完数据后调用
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||
*/
|
||
void tpafe5160_clear_ready(void);
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||
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||
/*
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||
* 函数功能：获取数据缓冲区指针
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||
* 入口参数：无
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||
* 返回值：int16_t[8] 数据缓冲区的 const 指针
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* 限定条件：tpafe5160_data_ready() 返回 1 时调用
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||
* 函数说明：缓冲区由 EXTI 回调写入，主循环只读
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||
*/
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||
const int16_t* tpafe5160_get_buf(void);
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/*
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||
* 函数功能：EXTI 中断处理（由 HAL_GPIO_EXTI_Callback 调用）
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||
* 入口参数：GPIO_Pin - 触发的引脚号
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||
* 返回值：无
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||
* 限定条件：BUSY EXTI 已使能
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||
* 函数说明：BUSY 下降沿时自动读取 8 通道数据到缓冲区
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||
*/
|
||
void tpafe5160_exti_handler(uint16_t GPIO_Pin);
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||
#ifdef __cplusplus
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||
}
|
||
#endif
|
||
|
||
#endif /* __TPAFE5160_H */
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