wandering1/STM32F4-Base
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fe4f0db01c0fa8d77fcd0f22fbeea303fe69742e
STM32F4-Base/Drivers/BSP/TPAFE5160/tpafe5160.h
T
wandering1 0f7b5a87fb chore(编号): 存量编号全量转语义短语，门禁识别面与语料同批重打 
登记簿、文档与代码注释里的存量字母加数字编号（N-x / S-x / T-x / E-x / A-x / 卡号）
一律改写为语义短语，净删 2,028 处引用；删除基线与待确认、并行分道方案、排期详述、
采集保护收尾 4 篇（内容已并入 docs/任务规划/README 与登记簿）。

门禁机器与三张账同批重打：check_ids.py 新增变更记录行豁免与第二根护栏
undecidable_total_ceiling；check_test_traceability.py 只加 stdout/stderr UTF-8
reconfigure（TC_RE 未动）；check_cubemx_survival.py 的 --write 固定 newline=LF；
id_registry / id_aliases（+19 条 retired-to-phrase）/ id_known_backlog 重打。

test/ 56 个文件同步 TC 标签语义化，其中 18 个 TU 改了 CHECK / printf 里的标签文字，
是本批唯一改变构建产物的文件集合。

为什么合成一笔、不拆四笔（实测撞闸，非偏好）：pre-commit 跑钩子前会 stash 未 staged
部分，拆开后中间提交必然是「新规则 + 旧语料」——实跑可判定 85.15% < 基线 86.00%、
不可判定 1,453 > 上限 1,166，编号门禁直接拦下。编号识别面与它描述的语料只能同码移动。

实跑基线（工作区全量）：754 文件 / 8,230 处编号字面量 / 可判定 7,079 = 86.01%
（基线 86.0%，容差 0.1pp）/ 不可判定绝对数 1,151（上限 1,166）/ 校验 1-6 错误级 0 /
告警 = 悬空 2（App/algo/freq.c 的 S2，属 §4.4 同号不同义）+ 孤儿 50。

基线从 84.0 抬到 86.0 的理由见 docs/门禁说明/id-check.md §7.6：本批真删了 2,028 处
引用，可判定面随真实内容上升，不是把分母做小。同批新增排除 docs/硬件平台/ 语料，使
识别面少 264 处——芯片手册位号与网表料号不属编号空间（registry 有 excluded_paths_note）。

⚠ 余量只剩 0.11pp（约 10 处）与绝对数 15 处：把「可判定的引用」改成散文会立刻撞第二
根护栏。另遗留一项：id_aliases 里 retired 的 N / S / T / A 别名没有 scope（U1~U5 有），
今后有人新写一个 A-4，校验 3 不会响，只能靠人，建议下批补 scope。

固件不变证据：115 个 .c/.h 剥注释并归一字符串后与 HEAD 逐字节全等，残留代码差异 0；
App / Src / Drivers 的字符串字面量零改动。@build 0 错误 0 警告；40/40 主机套件、2,889
断言全通过；覆盖率 line 89.2% / func 92.6%；pre-commit 48 钩子 --all-files 全绿；
check_doc_links --all 通过（176 文档，章节引用无法判定 0）；逐字节卫生核过：14 个带
BOM 文件与 HEAD 一致、0 个 CR、0 个 U+FFFD，字符串字面量纯 ASCII。

.cubemx_survival_baseline.json 的 watchdog-module 哈希 56bf27 变 2bb051 属合法：
Src/freertos.c 的 USER CODE 区内只有注释文字随编号改写，代码未变。

同批带上体积同码凭证与 RAM 台账行（@build 之后盖戳）：RW_IRAM1 79,008 B / 60.3%，
RW_CCM 57,376 B / 87.9%，阈值 92%。
2026-10-26 12:28:14 +08:00

253 lines
11 KiB
C
Raw Blame History

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#ifndef TPAFE5160_H
#define TPAFE5160_H
/*
* 模块名称：TPAFE5160 16位8通道同步采样ADC驱动
* 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
* 适用平台：STM32F407ZGT6，并行16位数据总线接 GPIOG[15:0]
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-07-17
* 修改记录：
* 2026-07-17 王建锋 创建初始版本，参考 AD7606 并行驱动及 TPAFE5160 手册
* 2026-07-17 王建锋 增加 EXTI 中断读取模式
* 2026-09-20 王建锋 V0.1 引脚适配（引脚值随 main.h 宏，驱动逻辑不变）
* 2026-10-10 王建锋 消费者接入前置修复：
* FRSTDATA 数据有效性校验 + 帧序号取代就绪电平标志 +
* 原子快照 API；移除会撕裂的 get_buf/data_ready/clear_ready
*/
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "main.h"
/* ======================== 宏定义 ======================== */
/* 通道数量 */
#define TPAFE5160_CH_NUM 8
/* 控制引脚操作宏 —— RD (PC8) */
#define TPAFE5160_RD_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define TPAFE5160_RD_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_RD_GPIO_Port, TP_RD_Pin, GPIO_PIN_SET)
/* 控制引脚操作宏 —— CONVST (PC9) */
#define TPAFE5160_CONVST_LOW() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define TPAFE5160_CONVST_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(TP_CONVST_GPIO_Port, TP_CONVST_Pin, GPIO_PIN_SET)
/* 状态引脚读取宏 */
#define TPAFE5160_BUSY_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_BUSY_GPIO_Port, TP_BUSY_Pin)
#define TPAFE5160_FRSTDATA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(TP_FRSTDATA_GPIO_Port, TP_FRSTDATA_Pin)
/* 过采样引脚操作宏 —— OS0 (PA12), OS1 (PA11), OS2 (PA8) */
#define TPAFE5160_OS0(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS0_GPIO_Port, TP_OS0_Pin, \
(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
#define TPAFE5160_OS1(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS1_GPIO_Port, TP_OS1_Pin, \
(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
#define TPAFE5160_OS2(val) HAL_GPIO_WritePin(TP_OS2_GPIO_Port, TP_OS2_Pin, \
(val) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET)
/* 并行数据总线读取 —— DB[15:0] 接 GPIOG[15:0]，单次读取16位 */
#define TPAFE5160_READ_BUS() ((uint16_t)GPIOG->IDR)
/* 过采样率枚举 (OS[2:0] 编码，OS2为MSB, OS0为LSB) */
typedef enum {
TPAFE5160_OS_NONE = 0, /* 000 — 无过采样，350 kSPS */
TPAFE5160_OS_X2 = 1, /* 001 — 2倍过采样，175 kSPS */
TPAFE5160_OS_X4 = 2, /* 010 — 4倍过采样，87.5 kSPS */
TPAFE5160_OS_X8 = 3, /* 011 — 8倍过采样，43.75 kSPS */
TPAFE5160_OS_X16 = 4, /* 100 — 16倍过采样，21.875 kSPS */
TPAFE5160_OS_X32 = 5, /* 101 — 32倍过采样，10.94 kSPS */
TPAFE5160_OS_X64 = 6, /* 110 — 64倍过采样，5.47 kSPS */
TPAFE5160_OS_HBW = 7 /* 111 — 高带宽模式 (~30kHz)，350 kSPS */
} tpafe5160_os_t;
/* 输入量程枚举 */
typedef enum {
TPAFE5160_RANGE_5V = 0, /* ±5V (RANGE = LOW) */
TPAFE5160_RANGE_10V = 1 /* ±10V (RANGE = HIGH) */
} tpafe5160_range_t;
/* 返回值定义 */
/* 本模块的成败码已收编到 Drivers/BSP/bsp_err.h（2026-10-23，C1）：
* 旧 TPAFE5160_OK(0) → BSP_OK；旧 TPAFE5160_ERROR(-1) → BSP_ERR_PARAM（三处全是参数校验，
* 数值也同为 -1，**行为零变化**）；旧 TPAFE5160_BUSY_TIMEOUT(-2) → BSP_ERR_TIMEOUT，
* 于是 BUSY 不释放终于变成跨模块可判定的"可重试"；
* 旧 TPAFE5160_FRSTDATA_ERR(-3) → BSP_ERR_NO_DEVICE——它就是"芯片没驱动 DB 总线"，
* 语义是**器件不在响应**，归到 NO_DEVICE 比留在私有 -3 更有用（且避开与 BSP_ERR_TIMEOUT 撞值）。
* ⚠ 例外：**tpafe5160_snapshot() 不是成败 API**，它是 1=有新帧 / 0=无新帧 / -1=参数错 的
* 三态**状态**返回（0 不是错误，是"这一拍没有新数据"），因此**不套 bsp_err_t**，
* 只把参数错那一支写成 BSP_ERR_PARAM（同值）。强行收编会把"无新帧"变成失败。 */
#include "bsp_err.h"
/* 默认超时时间 (ms) */
#define TPAFE5160_CONV_TIMEOUT_MS 10
/* ======================== 函数声明 ======================== */
/*
* 函数功能：初始化 TPAFE5160（设置过采样、等待就绪）
* 入口参数：无
* 返回值：BSP_OK - 成功；BSP_ERR_TIMEOUT - BUSY 不释放（可重试）
* 限定条件：CubeMX 已完成 GPIO 初始化
* 函数说明：1. 设置过采样为无过采样 (000)
* 2. 确保 RD 为高、CONVST 为低
* 3. 等待 BUSY 释放（转换空闲）
*/
bsp_err_t tpafe5160_init(void);
/*
* 函数功能：设置过采样率
* 入口参数：os - 过采样率枚举值 tpafe5160_os_t
* 返回值：无
* 限定条件：GPIO 已初始化
* 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
*/
void tpafe5160_set_os(tpafe5160_os_t os);
/*
* 函数功能：启动一次转换（CONVST 上升沿触发）
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 限定条件：GPIO 已初始化
* 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
*/
void tpafe5160_start_conv(void);
/*
* 函数功能：等待转换完成
* 入口参数：timeout_ms - 超时时间 uint32_t > 0
* 返回值：BSP_OK - 转换完成；BSP_ERR_TIMEOUT - 超时（可重试：BSP_ERR_CAN_RETRY）
* 限定条件：已调用 tpafe5160_start_conv()
* 函数说明：轮询 BUSY 引脚等待下降沿
*/
bsp_err_t tpafe5160_wait_busy(uint32_t timeout_ms);
/*
* 函数功能：查询当前是否正在转换
* 入口参数：无
* 返回值：1 - 正在转换，0 - 空闲
* 限定条件：GPIO 已初始化
* 函数说明：读取 BUSY 引脚电平
*/
uint8_t tpafe5160_is_busy(void);
/*
* 函数功能：读取全部8通道转换结果
* 入口参数：buf - 8个int16_t的输出缓冲区 int16_t* 不为 NULL
* 返回值：BSP_OK - 成功；BSP_ERR_TIMEOUT - BUSY 超时；BSP_ERR_NO_DEVICE - FRSTDATA 无跳变
* （芯片没驱动 DB 总线，读回的是上拉残值，不可信）
* 限定条件：GPIO 已初始化
* 函数说明：1. 启动转换并等待 BUSY 释放
* 2. 连续8次拉低RD读取各通道数据
* 3. 校验 FRSTDATA 在这一帧内发生过跳变（= 芯片确实在驱动数据线）
*/
bsp_err_t tpafe5160_read_all(int16_t *buf);
/*
* 函数功能：读取指定通道的转换结果
* 入口参数：channel - 通道号 uint8_t 0 - 7
* value - 输出指针 int16_t* 不为 NULL
* 返回值：BSP_OK - 成功；BSP_ERR_PARAM - 通道号无效或指针空；BSP_ERR_TIMEOUT - BUSY 超时
* 限定条件：GPIO 已初始化
* 函数说明：启动转换并等待完成后，连续读取至指定通道
*/
bsp_err_t tpafe5160_read_channel(uint8_t channel, int16_t *value);
/*
* 函数功能：原始ADC值转电压值
* 入口参数：raw - ADC原始值 int16_t 有符号补码
* 返回值：电压值 float 单位 V
* 限定条件：无
* 函数说明：±5V量程时 LSB=152.59μV，±10V量程时 LSB=305.18μV
* 默认使用 ±5V 量程 (RANGE 接 GND)
*/
float tpafe5160_to_voltage(int16_t raw);
/*
* 函数功能：直接读取并行数据总线（不启动转换）
* 入口参数：无
* 返回值：16位原始数据 uint16_t
* 限定条件：RD 为低或CS与RD已拉低
* 函数说明：用于读取当前总线上的数据，需自行控制RD时序
*/
uint16_t tpafe5160_read_bus(void);
/* ======================== 中断模式 API ======================== */
/*
* 函数功能：使能 BUSY EXTI 中断（运行时重使能用）
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 限定条件：CubeMX 已完成 GPIO 和 NVIC 配置
* 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
*/
void tpafe5160_irq_enable(void);
/*
* 函数功能：关闭 BUSY EXTI 中断
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 限定条件：已调用 tpafe5160_irq_enable()
* 函数说明：仅禁用 NVIC 中断，GPIO 配置保持 CubeMX 设定
*/
void tpafe5160_irq_disable(void);
/*
* 函数功能：启动转换（中断模式）
* 入口参数：无
* 返回值：无
* 限定条件：已调用 tpafe5160_irq_enable()
* 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
*/
void tpafe5160_start_conv_irq(void);
/*
* 函数功能：查询已完成的帧序号（消费者判断"有没有新帧"的唯一依据）
* 入口参数：无
* 返回值：uint32_t 帧序号，EXTI 每读完一帧 +1
* 限定条件：中断模式已启用
* 函数说明：取代旧的 data_ready/clear_ready **电平标志**——电平标志有三个
* 写者，其中 start_conv_irq 在触发前清 0，于是"重触发"本身就会抹掉一帧
* 还没被消费的数据（高速采样系统性丢样且无从发现）。序号只增不清，
* 消费者比较 seq 即可，重触发不会丢
*/
uint32_t tpafe5160_frame_seq(void);
/*
* 函数功能：原子快照最新一帧（消费者取数的唯一正确姿势）
* 入口参数：dst - 输出缓冲区 int16_t* 不为 NULL
* count - 拷贝通道数 uint8_t 1 - 8
* 返回值：1 - 取到新帧，0 - 无新帧，BSP_ERR_PARAM(-1) - 参数无效（**三态状态返回，故意不套成败码**：0 表示"这一拍没有新数据"，不是错误）
* 限定条件：**任务上下文**调用（内部用 taskENTER_CRITICAL，不可在中断里调）
* 函数说明：旧 get_buf() 只返回缓冲区指针，任务再逐通道拷；两步之间被 BUSY
* EXTI 抢占并跨过一帧周期，拷回的就是**两帧混合**的 8 通道数据（同一时刻
* 的 8 路值互相错位），且没有任何错误指示。本函数把"选缓冲 + 拷数据 +
* 记游标"收进一个临界区（只盖 16 字节拷贝），撕裂在设计上消除
*/
int tpafe5160_snapshot(int16_t *dst, uint8_t count);
/*
* 函数功能：读取到"FRSTDATA 无跳变"帧的累计次数（芯片死亡 / 总线异常的留痕）
* 入口参数：无
* 返回值：uint16_t 计数（中断里只加计数不打日志）
* 限定条件：中断模式已启用
* 函数说明：非 0 表示至少有一帧的 8 个值不可信；消费者据此上报自检
*/
uint16_t tpafe5160_frstdata_err(void);
/*
* 函数功能：EXTI 中断处理（由 HAL_GPIO_EXTI_Callback 调用）
* 入口参数：GPIO_Pin - 触发的引脚号
* 返回值：无
* 限定条件：BUSY EXTI 已使能
* 函数说明：BUSY 下降沿时自动读取 8 通道数据到缓冲区
*/
void tpafe5160_exti_handler(uint16_t GPIO_Pin);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* TPAFE5160_H */
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