Motor_v2/Robot_V2/sys/config.h

#ifndef __CONFIG_H
#define __CONFIG_H
#include "gd32c10x_eval.h"
#include <cstdint>

// 如果使用 CMSIS DSP 库，需要定义 ARM_MATH_CM4
#define ARM_MATH_CM4

#define EEP_DEBUG 0
#define OTA_DEBUG 0
#define SLEEP_DEBUG 0
#define ANG_SENS_DEBUG 0
#define CAN_DEBUG 0
#define MAIN_DEBUG 0
#define FOC_DEBUG 0

// 版本号定义 - 可根据实际项目进行调整
constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_MAJOR = 26;
constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_MINOR = 5;
constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_PATCH = 19;
constexpr u16 SOFTWARE_VERSION_BUILD = 2;

constexpr u16 HARDWARE_VERSION_MAJOR = 25;
constexpr u16 HARDWARE_VERSION_MINOR = 12;
constexpr u16 HARDWARE_VERSION_PATCH = 01;
constexpr u16 HARDWARE_VERSION_BUILD = 0;

constexpr u16 BOOT_VERSION_MAJOR = 26;
constexpr u16 BOOT_VERSION_MINOR = 1;
constexpr u16 BOOT_VERSION_PATCH = 12;
constexpr u16 BOOT_VERSION_BUILD = 0;

// Flash 分区配置
constexpr u32 BOOTLOADER_SIZE = 0x6000;			  // 24KB
constexpr u32 BOOTLOADER_START_ADDR = 0x08000000; // BOOT 起始地址
constexpr u32 APPLATEST_START_ADDR = 0x08012000;  // APP 起始地址
constexpr u32 APPBACK_START_ADDR = 0x08006000;	  // APPBACK 起始地址
constexpr u32 APP_MAX_SIZE = 0xC000;			  // 48KB
constexpr u32 FMC_PAGE_SIZE = 0x400;			  // 1KB
constexpr u32 SLEEP_CONFIG_START = 0x0801E400;	  // 睡眠配置起始地址
constexpr u32 SLEEP_CONFIG_END = 0x0801E800;	  // 睡眠配置结束地址
constexpr u32 FLASH_EMPTY = 0xFFFFFFFF;			  // 空数据
constexpr u32 SLEEP_ENABLE = 0x11111111;		  // 睡眠使能
constexpr u32 SLEEP_DISABLE = 0x00000000;		  // 睡眠禁止

// 节点 ID 配置 (用于多电机 CAN 总线隔离)
// 使用 CAN ID 高 16 位 (bits 31-16) 存储节点 ID，低 16 位 (bits 15-0) 存储基础 ID
// 格式：[节点 ID(16 位)][基础 ID(16 位)]，例如：node_id=1, base_id=0x0200 → 0x00010200
// 
// 节点 ID 存储方案：
// - 使用独立 Flash 页 (NODE_ID_PAGE_ADDR) 存储节点 ID，与EEPROM完全隔离
// - 采用双重备份机制 (主备份 + 备用备份)
// - 使用魔数 (NODE_ID_MAGIC) 验证数据有效性，防止位翻转导致错读
// - 使用写入计数器区分最新数据
constexpr u32 NODE_ID_PAGE_ADDR = 0x0801E800;	 // 节点 ID 存储页 (1KB，独立区域)
constexpr u32 NODE_ID_PRIMARY_ADDR = 0x0801E800;	 // 主存储地址
constexpr u32 NODE_ID_BACKUP_ADDR = 0x0801E840;	 // 备份存储地址 (偏移64字节)
constexpr u32 NODE_ID_MAGIC = 0x4E4F4445;		 // 魔数 'NODE' 用于验证数据有效性
constexpr u16 DEFAULT_NODE_ID = 1;				// 默认节点 ID
constexpr u16 BROADCAST_NODE_ID = 0x1FFF;		// 广播 ID (所有节点响应)
constexpr u16 MAX_NODE_ID = 0x1FFE;				// 最大有效节点 ID (0~0x1FFE)

// 节点 ID 存储结构 (存储在Flash中的格式)
// 地址偏移 0x00: 魔数 (0x4E4F4445 = 'NODE')
// 地址偏移 0x04: 节点 ID (u16)
// 地址偏移 0x06: 保留 (u16，填充为0xFFFF)
// 地址偏移 0x08: 写入计数器 (u32，用于区分最新数据)
// 地址偏移 0x0C: CRC32 校验 (u32)
constexpr u8 NODE_ID_STRUCT_SIZE = 0x10;		 // 结构体大小 16 字节
constexpr u8 NODE_ID_MAGIC_OFFSET = 0x00;		 // 魔数偏移
constexpr u8 NODE_ID_VALUE_OFFSET = 0x04;		 // 节点ID值偏移
constexpr u8 NODE_ID_COUNTER_OFFSET = 0x08;		 // 写入计数器偏移
constexpr u8 NODE_ID_CRC_OFFSET = 0x0C;			 // CRC偏移

// BOOT 相关
constexpr u32 OTA_CONFIG_NUM = 6;
constexpr u32 n_APP_LATEST_AVAL_ADDR = 0x0801E000;	// 最新 APP 可用地址
constexpr u32 n_APP_BACKUP_AVAL_ADDR = 0x0801E004;	// 备份 APP 可用地址
constexpr u32 n_APP_LATEST_EN_ADDR = 0x0801E008;	// 最新 APP 激活
constexpr u32 n_APP_BACKUP_EN_ADDR = 0x0801E00C;	// 备份 APP 激活
constexpr u32 n_APP_LATEST_CHECK_ADDR = 0x0801E010; // 最新 APP 校验
constexpr u32 n_APP_BACKUP_CHECK_ADDR = 0x0801E014; // 备份 APP 校验
constexpr u32 OTA_NOT_AVAL = 0xFFFFFFFF;
constexpr u32 OTA_AVAL = 0x00000000; // 全零表示可用

// 参数配置
constexpr u8 PP = 11;
constexpr float DIR = 1.0f;  // 默认方向：-1.0f 反转，1.0f 正转
constexpr u16 REDUCTION_RATIO = 25;
constexpr float CURRENT_OFFSET = -3.31f / 2.0f; // 当前电流传感器的零点偏移
constexpr float HOLD_PWM_DUTY = 0.1f;
constexpr u16 ANGLESENS_OFFSET = 0;
constexpr float ANGLESENS_CALIBRATION_ANGLE = 83.0f;
constexpr float KE_FACTOR = 0.0f;

// 角度/速度 α-β 观测器参数
constexpr float ANGLE_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f;
constexpr float ANGLE_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 0.0f;
constexpr float ANGLE_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q = 0.0f;
constexpr float ANGLE_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R = 0.0f;
constexpr float ANGLE_OBSERVER_ALPHA = 0.75f; // 角度校正增益，越大越跟测量
constexpr float ANGLE_OBSERVER_BETA = 0.002f; // 速度校正增益，原0.001微调至0.002

// 旧速度 Kalman 参数保留用于接口兼容；主速度输出现在直接来自 α-β 观测器
constexpr float VELOCITY_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f;
constexpr float VELOCITY_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 1e-3f;
constexpr float VELOCITY_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q =
	5e-4f; // 略增大，减少拖尾
constexpr float VELOCITY_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R =
	0.05f; // 明显小于旧值，避免压得太死

// 电流卡尔曼滤波器参数
constexpr float CURRENT_KALMAN_INITIAL_STATE = 0.0f;
constexpr float CURRENT_KALMAN_INITIAL_COVARIANCE = 100.0f; // 增大初始协方差
constexpr float CURRENT_KALMAN_PROCESS_NOISE_Q = 10.0f;		// 降低过程噪声
constexpr float CURRENT_KALMAN_MEASUREMENT_NOISE_R = 5e-5f; // 增大测量噪声

// PID 配置
constexpr float DEFAULT_current_loop_p = 0.1f / 100 * 12; // 电流 P
constexpr float current_loop_Ki = 0.55f;				  // 电流 P
constexpr float current_loop_Kd = 3e-4f;				  // 电流 P

constexpr float DEFAULT_vel_loop_p = 0.018f / 100 * 12; // 速度 P
constexpr float vel_loop_Ku = 3.600000e-03 * 0.7 * 100 / 12;
constexpr float vel_loop_Tu = 17.0f * 1e-3f;
constexpr float vel_loop_Ki = 1.2 * vel_loop_Ku / vel_loop_Tu;
constexpr float vel_loop_Kd = 0.075 * vel_loop_Ku * vel_loop_Tu * 2;

constexpr float DEFAULT_vel_angloop_p = 0.4f / 100; // 速度 速度 - 角度 P
constexpr float vel_angloop_Ki = 5.0f;				// 速度 速度 - 角度 I
constexpr float vel_angloop_Kd = 5e-05f;			// 速度 速度 - 角度 D

constexpr float DEFAULT_angle_angloop_p =
	150.0f / 100 * 12;					 // 角度 速度 - 角度 P
constexpr float ang_angloop_Ki = 0.00f;	 // 角度 速度 - 角度 I
constexpr float ang_angloop_Kd = 8e-04f; // 角度 速度 - 角度 D

constexpr float DEFAULT_angle_loop_p = 60.0f / 100 * 12; // 角度 P

constexpr float DEFAULT_angle_MIT_p = 100.0f / 100 * 12; // 角度 MIT P
constexpr float angle_MIT_Ki = 0.0f;
constexpr float angle_MIT_Kd = 8e-04f;

constexpr float DEFAULT_vel_MIT_p = 5.0f / 100; // 速度 MIT P
constexpr float vel_MIT_Ki = 15.0f;
constexpr float vel_MIT_Kd = 1e-04f;

constexpr float DEFAULT_current_MIT_p = 0.2f / 100 * 12; // 电流 MIT P
constexpr float current_MIT_Ki = 0.1f;
constexpr float current_MIT_Kd = 3e-4f;
// 常量定义
constexpr u8 SIZE_FLOAT = sizeof(float);
constexpr u8 SIZE_U32 = sizeof(uint32_t);
constexpr float ADC_MAX = 65536.0f;
constexpr float PI = 3.14159265358979323846f;
constexpr float INV_PI_3 = 3.0f / PI;
constexpr float PI_3 = PI / 3.0f;
constexpr float _1_SQRT3 = 0.57735026919f; // 1/sqrt(3)
constexpr float _3PI_2 = 4.71238898038f;
constexpr float SQRT3 = 1.7320508075688772f;
constexpr float SQRT3DV2 = 0.8660254037844386f; // sqrt(3)/2
constexpr float COS_PI_3 = 0.5f;
constexpr float ANGLE_FACTOR = 25.0f / 180.0f * PI;
constexpr float DEG2RAD = 1.0f / 180.0f * PI;
constexpr float RAD2DEG = 180.0f / PI; // 修正 RAD2DEG 定义，应该是 180/π
constexpr u8 DEFAULT_VALUE = 0;
constexpr u8 CONFIG_SAVED_NUM = 6;

// 三角函数快速计算 LUT
constexpr u16 LUT_SIZE = 1024;
constexpr u16 LUT_MASK = (LUT_SIZE - 1);
constexpr u16 LUT_SCALE = (LUT_SIZE / (2.0f * PI));

// CAN 相关
// 注意：以下为 CAN 基础 ID（只保留低 16 位），实际发送/接收时会自动叠加节点 ID
// 到高 16 位 格式：[节点 ID(16 位)][基础 ID(16 位)] 例如：节点 ID=1，发送命令
// ID = (1 << 16) | CANFD_CMD_ID = 0x00010200
constexpr u16 DEV_CAN0_ID = 0x0000;
constexpr u16 DEV_CAN0_MASK = 0x0000;
constexpr u16 DEV_CAN_LOOPBACK_ID = 0x0000;
// 反馈基础 ID
constexpr u16 CANFD_STATUS_ID = 0x0100;	 // 状态反馈基础 ID
constexpr u16 CANFD_CONFIG_ID = 0x0101;	 // 配置信息基础 ID
constexpr u16 CANFD_VERSION_ID = 0x00FF; // 版本信息基础 ID
// 命令基础 ID
constexpr u16 CANFD_CMD_ID = 0x0200;   // 控制命令基础 ID
constexpr u16 CANFD_RESET_ID = 0x0301; // 重置命令基础 ID
// 节点 ID 管理基础 ID
constexpr u16 CANFD_SET_NODE_ID = 0x0400; // 设置节点 ID 基础 ID
constexpr u16 CANFD_GET_NODE_ID = 0x0401; // 查询节点 ID 基础 ID

// OTA 相关基础 ID 不受到node ID影响
constexpr u16 CANFD_BOOT_ID = 0x0000; // BOOT 模式基础 ID (进入 BOOT 使用此 ID)
constexpr u16 CANFD_OTA_REQ_ID = 0x0100;  // OTA 请求基础 ID
constexpr u16 CANFD_OTA_DATA_ID = 0x0101; // OTA 数据基础 ID
constexpr u16 CANFD_OTA_ACK_ID = 0x0102;  // OTA 确认基础 ID
constexpr u16 CANFD_OTA_WAIT_ID = 0x0103; // OTA 等待基础 ID

// ADC
constexpr u8 ADC_FILTER_SIZE = 6;
constexpr u8 BLOCK_SIZE = ADC_FILTER_SIZE * SIZE_FLOAT;
constexpr float ERROR_ADC_VAL = 255.0f;
constexpr float MAX_TEMP = 150.0f;
constexpr float MIN_TEMP = -40.0f;
constexpr float MAX_CURRENT = 40.0f;
constexpr float MIN_CURRENT = -40.0f;
constexpr float MAX_VCC = 65.0f;
constexpr float MIN_VCC = -0.1f;

// ang_sensor
constexpr u16 VEL_FILTER_SIZE = 4;
constexpr u16 DEFAULT_COMMAND = 0x0000;
constexpr u16 FAULT_RECEIVE = 0xFFFF;
constexpr float ANGLE_WRAP_THRESHOLD = 300.0f;
constexpr float ANGLE_WRAP_VALUE = 360.0f;
constexpr float RAD_FACTOR = 1.0f / ADC_MAX * 2.0f * PI;
constexpr float ANGLESENS_FACTOR = 1.0f / ADC_MAX * 360.0f;

// TIMER2-任务调度
constexpr int TIMER2_PRESCALER = 119; // 120MHz / 120 = 1MHz
constexpr int TIMER2_PERIOD = 49;	  // 1 / 1MHz * 50 = 50us
constexpr int MOTOR_PERIOD = 1;		  // 控制每50us执行一次，无分频
constexpr float TIME_SLICE =
	(TIMER2_PERIOD + 1) * (TIMER2_PRESCALER + 1) / 120000000.0f; // 周期
constexpr float TIMER2_FREQUENCY = 1 / TIME_SLICE;				 // 频率
constexpr float MOTOR_FREQUENCY = 1 / TIME_SLICE / MOTOR_PERIOD; // 频率

// TIMER1-PWM
constexpr int TIMER1_PRESCALER = 0; // 不分频，计数器时钟为 120MHz
constexpr int TIMER1_PERIOD = 2999; // 120MHz / (0+1) / (2999+1) = 40kHz计数, 中心对齐实际PWM 20kHz
constexpr int TIMER1_DEFAULT_PULSE = 0;
constexpr int TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE =
	(TIMER1_PERIOD + 1) * 0.41 - 1; // PWM 周期 41% 位置触发ADC采样

// 齿槽转矩补偿
constexpr u16 COGGING_TABLE_SIZE = 128;			// 每电周期采样点数
constexpr float COGGING_COMP_SCALE = 0.005f;		// 补偿换算系数 V/mA，40mA × 0.005 = 0.2V

// 电压检测参数（基于跌幅检测，不依赖固定额定电压）
// 快速检测层（fast_voltage_check，100us周期）：
//   - 使用峰值检测算法跟踪当前额定电压（vbus_reference）
//   - 当电压相对于基准电压下跌超过 VBUS_DROP_THRESHOLD → 关机
//   - 当电压低于绝对下限 VBUS_ABSOLUTE_MIN → 关机
// 慢速管理层（power_manage，~10ms周期）：
//   - 执行Flash保存
//   - 状态恢复判断（电压恢复到基准电压的90%以上）
constexpr float VBUS_DROP_THRESHOLD = 5.0f;			  // 电压跌幅阈值 (V)
constexpr float VBUS_ABSOLUTE_MIN = 12.0f;			  // 绝对最低电压 (V)
constexpr u32 VBUS_DEBOUNCE_COUNT = 5;				  // 快速检测：防抖计数 (5次×100us = 500us)
constexpr float VBUS_RECOVERY_RATIO = 0.9f;			  // 恢复比例（基准电压的90%）

#endif