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STM32F4-Base/App/algo/sample_ring.h
T
wandering1 de512a0db8 docs(algo): 补 sample_ring_window 注释,详解窗首下标推导
- 补环内布局示意与 s_head 语义(下一待写位置,非最后写入位置),
  据此推出窗首 = s_head - n、窗尾 = s_head - 1。
- 重点解释 start 为何写成 (s_head + DEPTH - n) % DEPTH:
  加 DEPTH 不改变同余类;规避 16 位下溢后再取模不等价(65536 不是
  40 的倍数);规避有符号负取模(-17 % 40 == -17)。
- 补限定条件:仅 adcTask 上下文,写者与读者同任务串行,故不加锁。
- .h 只加一行指针指向 .c 的推导,避免同一事实两处详述。
- 纯注释改动:去注释后代码 token 与 HEAD 完全一致;@build 0 错 0 警。
2026-10-29 17:06:28 +08:00

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C
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/*
* 模块名称:采样环缓冲(全周傅氏相量计算的输入)
* 模块功能:按**语义通道**保存最近若干周波的采样值,供 全周傅氏相量计算按窗取数。
* V0.1 上 8 路电气量分属两片转换器(双转换器无共同采样触发),本层只做"按时序
* 存/取",**不做任何跨通道运算**——同刻性由上游(语义取数与有效性)保证,本层不假设。
* 容量取 **2 个周波(40 点)**,与参考系统 `CN_BUFSAM_CYCLE = 2`
* (规划 §10.1)一致,为后续加长数据窗(1.5~2 周波,抗衰减直流,
* 见 `傅氏算法详解.md` §9 Q4)预留空间。
* 适用平台:STM32F407ZGTx(**纯算法**:不碰寄存器、不碰 RTOS → 可主机侧纯逻辑单测)
* 作者:王建锋
* 创建日期:2026-10-10
* 修改记录:
* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建:全周傅氏相量输入环缓冲(20 点/周波 × 2 周波)
*/
#ifndef SAMPLE_RING_H
#define SAMPLE_RING_H
#include <stdint.h>
#include "adc_input.h" /* adc_semantic_t / ADC_SEM_COUNT:本层按语义通道存取 */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 每周波采样点数(1000 Hz @ 50 Hz,见 docs/子系统设计/ADC采样节拍设计说明.md) */
#define SAMPLE_RING_CYCLE_N 20U
/* 环容量(周波数)——与参考系统 CN_BUFSAM_CYCLE 一致 */
#define SAMPLE_RING_CYCLES 2U
/* 环深度(点):一周波点数 × 周波数 */
#define SAMPLE_RING_DEPTH (SAMPLE_RING_CYCLE_N * SAMPLE_RING_CYCLES)
/*
* 函数功能:采样环缓冲初始化
* 入口参数:无
* 返 回 值:无
* 限定条件:内核启动前调用(无 RTOS 依赖)
* 函数说明:清空全部通道历史与计数;可重复调用(幂等)。
*/
void sample_ring_init(void);
/*
* 函数功能:压入一拍(一帧)全部语义通道的采样值
* 入口参数:values - 按语义通道顺序排列的一帧采样值(浮点工程量,长度须 = ADC_SEM_COUNT)
* n - 实际长度(必须等于 ADC_SEM_COUNT,否则拒收)
* 返 回 值:0 - 成功;-1 - 参数错(空指针或长度不符)
* 限定条件:调用方保证同一帧内各通道**同刻**(同族量同刻性由上游 语义取数与有效性负责)
* 函数说明:整帧一次性写入,写完统一推进写指针——单帧内不可能出现"半新半旧",
* 即天然无帧内撕裂。消费侧读到的窗永远是**整帧**边界。
*/
int sample_ring_push_frame(const float *values, uint8_t n);
/*
* 函数功能:取指定语义通道最近 n 点的窗(按时间序,旧 → 新)
* 入口参数:ch - 语义通道
* n - 取点数(1..SAMPLE_RING_DEPTH)
* out - 输出缓冲(长度须 >= n)
* 返 回 值:0 - 成功;-1 - 参数错;-2 - 已累积点数不足 n
* 限定条件:无
* 函数说明:out[n-1] 为最新一点。相量层以本函数取"以当前时刻为终止的一周波"。
* ⚠ 仅 adcTask 上下文调用(写者与读者同任务串行,本层不加锁);
* 环内布局、窗首下标推导与"先加 DEPTH 再减 n"的理由见
* `App/algo/sample_ring.c` 同名函数的注释。
*/
int sample_ring_window(adc_semantic_t ch, uint8_t n, float *out);
/*
* 函数功能:读已累积点数(饱和于 SAMPLE_RING_DEPTH)
* 入口参数:无
* 返 回 值:已累积点数(0..SAMPLE_RING_DEPTH)
* 限定条件:无
* 函数说明:供上层判断"数据是否够一周波"。
*/
uint16_t sample_ring_filled(void);
/*
* 函数功能:读累计入环帧数(**不饱和**,供心跳/丢帧观测)
* 入口参数:无
* 返 回 值:累计入环帧数(32 位,1 kHz 下约 49.7 天回绕)
* 限定条件:无
* 函数说明:与 语义取数与有效性的 `tpafe5160_frame_seq()` 对照可判丢帧(采样有效性校验
*(保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md)
* 的判据之一,本层只提供计数,不做判定)。
*/
uint32_t sample_ring_frames(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* SAMPLE_RING_H */