cbb
25ed2a2bde
- ADC: 新增 zero_calibrate() 函数，在上电后采集 200 帧计算各通道零点偏差 - ADC: 修改 current_adc_to_ma() 支持逐通道扣除配平后的零点偏移 - ADC: 调整电流采样引脚为模拟输入模式并优化采样时间至 13.5 周期 - CAN: STATUS 帧字节 32~35 新增 InitStatus 字段，反馈初始化错误位图 - main: 细化初始化错误检测，分别标记角度/ADC/CAN/Kalman/FOC/门驱动故障 - config.h: 新增 INIT_ERR_* 错误码定义及 CURRENT_ZERO_CAL_LIMIT 阈值
523 lines
21 KiB
C++
523 lines
21 KiB
C++
/**
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||
* @file device/ADC.cpp
|
||
* @brief 底层设备驱动与外设封装源文件
|
||
* @note 本文件仅补充 Doxygen 文档注释，不改变代码逻辑。
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||
*/
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||
|
||
#include "adc.h"
|
||
#include "Can.h"
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||
#include "FOC.h"
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||
#include "Filter.h"
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||
#include "config.h"
|
||
#include "initial.h"
|
||
#include "math.h"
|
||
#include "systick.h"
|
||
#include <cstdint>
|
||
#include <cstdio>
|
||
#include <cstring>
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||
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||
// ADC 换算常量均为编译期常量，非可变全局状态。
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||
// 用于 ADC 原始值到电压、温度、电流的固定比例换算。
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/** @brief ADC_SCALE 常量定义 */
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constexpr float ADC_SCALE = 3.3f / 4096.0f;
|
||
/** @brief TEMP_FACTOR 常量定义 */
|
||
constexpr float TEMP_FACTOR = 1000.0f / 4.3f;
|
||
/** @brief VCC_FACTOR 常量定义 */
|
||
constexpr float VCC_FACTOR = 11.0f;
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||
#if GATE_DRIVER_DRV8323
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||
/** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义（新板：DRV8323 片上 CSA）
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||
* SOx = VREF/2 ± I×R×G（SPI 已配置 VREF_DIV=1、GAIN 见 config.h）。
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||
* ADC_SCALE 输出为伏特，故系数单位为 mA/V = 1000/(G×R)：
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||
* G=10V/V、R=10mΩ → 10000 mA/V，量程约 ±16.5A。
|
||
* 修改 config.h 的 DRV8323_CSA_GAIN_VV 后此系数自动跟随。 */
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||
constexpr float CURRENT_FACTOR =
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||
1000.0f / (DRV8323_CSA_GAIN_VV * DRV8323_SHUNT_OHM);
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||
#elif CURRENT_SENSE_INA240
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||
/** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义（低边采样板：下桥臂 10mΩ + INA240A2）
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||
* 电流链路单位为安培：get_current() 返回 A，cal_Iq_Id/Can 上报处 ×1000 转 mA。
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||
* OUT = 1.65V ± I×R×G（REF1=AGND、REF2=A3V3，芯片内部分压取中点 1.65V），
|
||
* G=50V/V、R=10mΩ → 0.5V/A → 2.0 A/V，ADC 3.3V 满量程对应约 ±3.3A。
|
||
* 与老板外置放大链（50倍×10mΩ）标定数值恰好一致；换增益/阻值时此系数
|
||
* 随 config.h 的 INA240_CSA_GAIN_VV / INA240_SHUNT_OHM 自动跟随。 */
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||
constexpr float CURRENT_FACTOR =
|
||
1.0f / (INA240_CSA_GAIN_VV * INA240_SHUNT_OHM);
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||
#else
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||
/** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义（老板：外置放大链，保持原标定） */
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||
constexpr float CURRENT_FACTOR =
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||
1.0f / 50.0f * 100.0f; // 50倍放大，100倍电流采样电阻, 单位mA
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||
#endif
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||
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
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||
extern FOC_Controller FOC;
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||
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// 全局采样器单例：系统只有一组 ADC 采样缓存，由 hardware_init() 调用 sampler.init() 初始化。
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// ADC0 只跑 injected 组（PWM 同步）：中断写 adc_current_value[]（U/V/W）与
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// adc_mcu_temp_raw（温度，挂注入序列尾部同步转换）并置位 adc_current_frame_ready。
|
||
// VBUS / DRV温度 由 ADC1 在慢速任务中软件触发轮询，与电流采样彻底隔离。
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||
// 背景：此前温度/VBUS/DRV 放在 ADC0 regular 组连续扫描，与 injected 抢占同一 ADC。
|
||
// 温度通道提到 239.5 周期后，稳态下注入触发几乎必然打断温度采样中段：
|
||
// regular 被打断后从 rank0 重启而 DMA 计数不复位 → adc_value[] 数据错位；
|
||
// 采样电容长期挂在高内阻温度源电压上，干扰注入组首通道 → 相电流检测故障。
|
||
sampler sampler; // 采样器初始化
|
||
volatile u16 adc_mcu_temp_raw = 0; // ADC0 injected rank3: MCU温度原始值
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||
static volatile u16 adc_current_value[3] = {0}; // injected 同步采样: U / V / W
|
||
static volatile u8 adc_current_frame_ready = 0;
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||
|
||
// ---- 三相电流零点配平结果（上电一次，hardware_init 在 gate_driver_bringup
|
||
// 之后调用 zero_calibrate 采集）。含义：各通道实测零点相对 CURRENT_OFFSET
|
||
// 基准的偏差（V），采样换算时逐通道扣除，吸收 REF 中点偏差、AGND/PGND 地差
|
||
// 与 INA 失调。初始 0 = 未配平（按标称零点换算）。
|
||
static float adc_zero_offset_v[3] = {0.0f, 0.0f, 0.0f};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 将电流 ADC 原始值换算为电流值
|
||
* @param[in] raw_adc 注入组转换原始值
|
||
* @param[in] ch 通道号 0/1/2 = U/V/W（逐通道扣除上电配平零点偏差）
|
||
* @return float 返回值
|
||
* @note 函数名沿用历史（_to_ma），实际返回单位是安培：MIN/MAX_CURRENT（±40）
|
||
* 为安培阈值，cal_Iq_Id / CAN 上报处再 ×1000 转 mA。
|
||
*/
|
||
static inline float current_adc_to_ma(u16 raw_adc, u8 ch) {
|
||
return (raw_adc * ADC_SCALE + CURRENT_OFFSET - adc_zero_offset_v[ch]) *
|
||
CURRENT_FACTOR;
|
||
}
|
||
|
||
// ADC1 连续转换运行标志：adc1_config() 启动后置位，
|
||
// adc1_read_raw() 据此判断是否需要暂停/恢复连续模式。
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||
static bool adc1_continuous_active = false;
|
||
|
||
/*!
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||
\brief configure the ADC1 peripheral（VBUS 连续转换 / DRV温度 单次轮询）
|
||
\param[in] none
|
||
\param[out] none
|
||
\retval none
|
||
\note ADC1 独占慢速量：ch6(VBUS) 连续转换，读取零等待；ch9(DRV NTC)
|
||
由 adc1_read_raw() 按需暂停连续模式单次轮询。无 DMA、无中断，
|
||
与 ADC0 的 PWM 同步注入组互不干扰（独立外设）。
|
||
原实现每次读取都要"软件触发+死等EOC"：fast_voltage_check
|
||
10kHz 调用，每次阻塞 ~1.5μs，纯浪费在等待上。
|
||
*/
|
||
void adc1_config(void) {
|
||
/* enable ADC1 clock（ADC 时钟分频与 ADC0 共用 RCU 配置） */
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC1);
|
||
|
||
adc_deinit(ADC1);
|
||
adc_mode_config(ADC_MODE_FREE);
|
||
adc_data_alignment_config(ADC1, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
|
||
|
||
/* VBUS 单通道连续转换：软件触发一次后自持续 */
|
||
adc_channel_length_config(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL, 1);
|
||
adc_regular_channel_config(ADC1, 0, ADC_CHANNEL_6, ADC_SAMPLETIME_28POINT5);
|
||
adc_external_trigger_source_config(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL,
|
||
ADC0_1_EXTTRIG_REGULAR_NONE);
|
||
adc_external_trigger_config(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL, ENABLE);
|
||
|
||
adc_enable(ADC1);
|
||
/* ADC校准（校准完成后再进入连续模式，避免校准期间 CONT 位参与） */
|
||
adc_calibration_enable(ADC1);
|
||
adc_special_function_config(ADC1, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
|
||
|
||
/* 启动连续转换并等待首个结果，保证 DR 立即有效 */
|
||
adc_flag_clear(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
|
||
adc_software_trigger_enable(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL);
|
||
while (adc_flag_get(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET) {
|
||
}
|
||
adc_flag_clear(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
|
||
adc1_continuous_active = true;
|
||
}
|
||
|
||
/*!
|
||
\brief 零等待读取最新 VBUS 转换结果
|
||
\retval u16 最近一次完成转换的原始值
|
||
\note 仅在 VBUS 连续模式运行时调用（主循环任务上下文）。
|
||
读 DR 硬件清 EOC，下一次完成转换会重新刷新 DR；两次读取之间
|
||
完成的转换被静默丢弃（F1 型 ADC 无溢出标志问题），
|
||
读到的值陈旧度 ≤1 个转换周期（41 周期 @30MHz ≈ 1.4μs）。
|
||
*/
|
||
u16 adc1_read_vbus_latest(void) {
|
||
return (u16)adc_regular_data_read(ADC1);
|
||
}
|
||
|
||
/*!
|
||
\brief ADC1 单次软件触发转换并等待完成
|
||
\param[in] channel ADC 通道号（如 ADC_CHANNEL_9）
|
||
\retval u16 转换原始值（超时返回上次 RDATA 残留值）
|
||
\note 仅在主循环任务上下文调用（所有任务由调度器串行派发，无并发，
|
||
与 fast_voltage_check / update_vbus_voltage 不会交错执行）。
|
||
单次转换约 41 周期 ≈ 1.4μs @30MHz ADC 时钟。
|
||
连续模式运行中调用时：暂停→单次转换→恢复，VBUS 流中断约 3~5μs。
|
||
*/
|
||
u16 adc1_read_raw(u8 channel) {
|
||
const bool was_continuous = adc1_continuous_active;
|
||
u16 timeout = 0;
|
||
if (was_continuous) {
|
||
adc_special_function_config(ADC1, ADC_CONTINUOUS_MODE, DISABLE);
|
||
/* 先清 EOC 再等置位：连续模式下 EOC 常态置位（DR 久未读，
|
||
* 后续转换溢出丢失），直接等会观察到陈旧标志而另有转换在飞行中。
|
||
* 清除后观察到的置位必然来自"暂停瞬间在飞行中"的最后一次转换
|
||
* 完成后才置位——此时 ADC 真正静止，后续配置/触发不会再被
|
||
* 飞行中的转换干扰（SWSTART 被忽略、读到上一通道的 DR，
|
||
* 曾表现为 DRV 温度偶发出错）。超时兜底覆盖"暂停恰好落在
|
||
* 两次转换间隙"的无在飞行转换情形。 */
|
||
adc_flag_clear(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
|
||
while (adc_flag_get(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET) {
|
||
/* 超时只需覆盖一个转换周期（41 ADC 周期 ≈ 20 次循环），
|
||
* 仅"暂停恰好落在转换间隙"时才会走到超时 */
|
||
if (++timeout > 100U) break;
|
||
}
|
||
adc_flag_clear(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
|
||
}
|
||
|
||
adc_regular_channel_config(ADC1, 0, channel, ADC_SAMPLETIME_28POINT5);
|
||
adc_software_trigger_enable(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL);
|
||
timeout = 0;
|
||
while (adc_flag_get(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET) {
|
||
if (++timeout > 2000U) { // 硬件异常保护，避免死等
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
u16 raw = (u16)adc_regular_data_read(ADC1);
|
||
adc_flag_clear(ADC1, ADC_FLAG_EOC);
|
||
|
||
if (was_continuous) {
|
||
/* 恢复 VBUS 连续转换 */
|
||
adc_regular_channel_config(ADC1, 0, ADC_CHANNEL_6,
|
||
ADC_SAMPLETIME_28POINT5);
|
||
adc_special_function_config(ADC1, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
|
||
adc_software_trigger_enable(ADC1, ADC_REGULAR_CHANNEL);
|
||
/* 等恢复后的首个 ch6 转换完成并读走（清 EOC），
|
||
* 避免 vbus 零等待读取在接下来的 ~1.4μs 窗口内
|
||
* 读到 ch9 的残留值 */
|
||
timeout = 0;
|
||
while (adc_flag_get(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET) {
|
||
if (++timeout > 2000U) break;
|
||
}
|
||
(void)adc_regular_data_read(ADC1);
|
||
}
|
||
return raw;
|
||
}
|
||
|
||
/*!
|
||
\brief configure the ADC0 peripheral（PWM 同步电流采样专用）
|
||
\param[in] none
|
||
\param[out] none
|
||
\retval none
|
||
\note ADC0 只保留 injected 组，regular 组整体移除：
|
||
此前 regular 连续扫描与 injected 触发抢占同一 ADC，注入打断后
|
||
regular 从头重启而 DMA 不复位导致数据错位，且温度长采样被打断后
|
||
采样电容残余污染注入组首通道。移除 regular 后注入组再无打断源。
|
||
*/
|
||
void adc_config(void) {
|
||
/* 电流采样引脚配模拟输入：U/V/W = PA3/PA4/PA5（ADC0_IN3/4/5）。
|
||
* 手册要求 ADC 引脚必须配 AIN——复位默认浮空输入态下数字输入缓冲器
|
||
* 挂在引脚上，静态 1.65V 中点正处于线性区，开关噪声环境下会向引脚
|
||
* 注入电荷、污染 13.5 周期短采样窗口（v1 外置放大链下凑合未暴露）。
|
||
* 顺手关掉该三脚的数字输入缓冲（低功耗&抗扰）。 */
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
|
||
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_2MHZ,
|
||
GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);
|
||
|
||
/* enable ADC clock */
|
||
rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC0);
|
||
/* config ADC clock（ADC0/ADC1 共用分频：120MHz/4 = 30MHz） */
|
||
rcu_adc_clock_config(RCU_CKADC_CKAPB2_DIV4);
|
||
|
||
/* 复位ADC */
|
||
adc_deinit(ADC0);
|
||
/* ADC模式配置 */
|
||
adc_mode_config(ADC_MODE_FREE);
|
||
/* 扫描模式：注入序列内 4 通道触发后自动连续转换 */
|
||
adc_special_function_config(ADC0, ADC_SCAN_MODE, ENABLE);
|
||
/* ADC数据右对齐配置 */
|
||
adc_data_alignment_config(ADC0, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
|
||
/* 使能ADC温度传感器（内部通道仅连接 ADC0 的 ch16/ch17） */
|
||
adc_tempsensor_vrefint_enable();
|
||
|
||
/* injected 组：rank0=U, rank1=V, rank2=W, rank3=MCU温度，TIMER1 TRGO 触发。
|
||
* 电流通道用最短 13.5 周期采样（INA240 低阻输出足以驱动采样电容）：
|
||
* 每通道 26 周期，U/V/W 的采样保持窗末端仅滞后触发点 0.45/1.32/2.18µs
|
||
* （54/158/262 个计数），三相样本整体压进下管导通窗头部，最大占空比
|
||
* ~90% 时仍全部有效；温度通道 ch16 高内阻按手册仍需 239.5 周期，挂尾部。
|
||
* 整段 26×3+252 = 330 周期 = 11µs。
|
||
* 触发点紧贴计数峰顶（见 config.h）：中心对齐下 CH3 每周期匹配两次
|
||
* （上升沿 2989 / 下降沿 3011，仅差 22 计数），无论第二次触发是被 ADC
|
||
* 忽略（注入忙）还是重启序列，帧的等效采样位置都贴着峰顶——三相下管
|
||
* 同时导通窗的正中，帧率 20kHz 与控制环同频。
|
||
* 序列空闲期采样电容挂在温度通道(~1.3V)，U 相(ch3 运放低阻输出)的
|
||
* 13.5 周期保持窗足以完成重建。 */
|
||
adc_channel_length_config(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL, 4);
|
||
adc_inserted_channel_config(ADC0, 0, ADC_CHANNEL_3, ADC_SAMPLETIME_13POINT5);
|
||
adc_inserted_channel_config(ADC0, 1, ADC_CHANNEL_4, ADC_SAMPLETIME_13POINT5);
|
||
adc_inserted_channel_config(ADC0, 2, ADC_CHANNEL_5, ADC_SAMPLETIME_13POINT5);
|
||
adc_inserted_channel_config(ADC0, 3, ADC_CHANNEL_16,
|
||
ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
|
||
adc_external_trigger_source_config(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL,
|
||
ADC0_1_EXTTRIG_INSERTED_T1_TRGO);
|
||
adc_external_trigger_config(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL, ENABLE);
|
||
|
||
/* 使能ADC接口 */
|
||
adc_enable(ADC0);
|
||
/* ADC校准 */
|
||
adc_calibration_enable(ADC0);
|
||
/* injected 完成中断负责搬运完整三相样本与温度原始值 */
|
||
adc_interrupt_enable(ADC0, ADC_INT_EOIC);
|
||
}
|
||
/**
|
||
* @brief 采样类初始化
|
||
*/
|
||
u8 sampler::init() {
|
||
adc_config(); // ADC0：PWM 同步注入组（U/V/W + MCU温度）
|
||
adc1_config(); // ADC1：VBUS / DRV温度 慢速轮询
|
||
current_sample_head = 0;
|
||
adc_current_frame_ready = 0;
|
||
delay_1ms(1);
|
||
|
||
const float current_init = current_adc_to_ma(
|
||
static_cast<u16>((-CURRENT_OFFSET / ADC_SCALE) + 0.5f), 0); // 配平前按标称零点
|
||
// 初始采样
|
||
for (int i = 0; i < ADC_FILTER_SIZE; i++) {
|
||
mcu_temp_samples[i] =
|
||
(1.43f - adc_mcu_temp_raw * ADC_SCALE) * TEMP_FACTOR + 35.0f;
|
||
|
||
currU_samples[i] = current_init;
|
||
currV_samples[i] = current_init;
|
||
currW_samples[i] = current_init;
|
||
|
||
vbus_samples[i] = adc1_read_vbus_latest() * ADC_SCALE * VCC_FACTOR;
|
||
|
||
const float drv_raw = (float)adc1_read_raw(ADC_CHANNEL_9);
|
||
float R_now = drv_raw / (4096 - drv_raw) * 4700;
|
||
drv_temp_samples[i] =
|
||
1.0f / (0.00335f + 0.00025f * log(R_now / 10000.0f)) - 273.15f;
|
||
delay_1ms(1);
|
||
}
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
// ---- 三相电流零点配平（上电一次，hardware_init 在 gate_driver_bringup 之后调用） ----
|
||
// 必须在门驱动唤醒后进行：DRV8323 板唤醒后 INLx=DRVSLP 常高，0% 占空比下
|
||
// 三相下管导通、采样电阻经下管接地，INA240 输入有确定共模（0V），输出即
|
||
// 真实零点；若在芯片睡眠 Hi-Z 时采样，下管源极悬空，INA240 IN+ 浮空会把
|
||
// 输出拉到轨，配平值无效（老板下管常通，两种时序均有效，但统一放后面）。
|
||
// 采集 N 帧均值作为每通道零点偏差（V，相对 CURRENT_OFFSET 基准），折算
|
||
// 电流超过 CURRENT_ZERO_CAL_LIMIT 视为电流检测初始化错误。
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 三相电流零点配平并校验
|
||
* @return u8 0=成功；1=无采样帧（ADC/触发链路异常）；
|
||
* 2=配平值超过 CURRENT_ZERO_CAL_LIMIT（电流检测初始化错误）
|
||
* @note 阻塞约 15ms（跳过 5ms 上电瞬态 + 采集 200 帧 @20kHz），仅限
|
||
* hardware_init 上下文调用（看门狗在其后才初始化，无喂狗需求）。
|
||
* main 循环尚未启动，期间 EOIC 中断只刷新 adc_current_value，
|
||
* 不会与 update_current 并发写环形缓冲。
|
||
*/
|
||
u8 sampler::zero_calibrate(void) {
|
||
delay_1ms(5); // 跳过上电瞬态（INA 建立、驱动使能稳定），≈100 帧
|
||
|
||
u32 zero_acc[3] = {0, 0, 0};
|
||
const u16 ZERO_CAL_FRAMES = 200;
|
||
for (u16 i = 0; i < ZERO_CAL_FRAMES; i++) {
|
||
u32 timeout = 0;
|
||
while (adc_current_frame_ready == 0U) {
|
||
/* 帧周期 50µs，超时覆盖 ~30ms 无帧：ADC/触发链路异常 */
|
||
if (++timeout > 600000U) {
|
||
printf("[ADC] zero cal fail: no sample frame\r\n");
|
||
return 1;
|
||
}
|
||
}
|
||
zero_acc[0] += adc_current_value[0];
|
||
zero_acc[1] += adc_current_value[1];
|
||
zero_acc[2] += adc_current_value[2];
|
||
adc_current_frame_ready = 0U;
|
||
}
|
||
|
||
u8 result = 0;
|
||
printf("[ADC] zero cal:");
|
||
for (u8 ch = 0; ch < 3U; ch++) {
|
||
/* 实测零点偏差（V）= 样本均值电压 + CURRENT_OFFSET 基准 */
|
||
adc_zero_offset_v[ch] =
|
||
((float)zero_acc[ch] / (float)ZERO_CAL_FRAMES) * ADC_SCALE +
|
||
CURRENT_OFFSET;
|
||
/* 配平值折算电流（A）超限 → 电流检测初始化错误 */
|
||
float offset_a = adc_zero_offset_v[ch] * CURRENT_FACTOR;
|
||
printf(" %c=%dmA", "UVW"[ch], (int)(offset_a * 1000.0f));
|
||
if (offset_a > CURRENT_ZERO_CAL_LIMIT ||
|
||
offset_a < -CURRENT_ZERO_CAL_LIMIT) {
|
||
result = 2;
|
||
}
|
||
}
|
||
if (result == 2) {
|
||
printf(" -> over limit, current sense init error\r\n");
|
||
} else {
|
||
printf(" ok\r\n");
|
||
}
|
||
return result;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 获取MCU温度
|
||
* @return float
|
||
* 温度值，单位为摄氏度，范围应在-40到145之间，如果读取失败则返回0.0f
|
||
*/
|
||
float sampler::get_mcu_temp() {
|
||
return cached_mcu_temp;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 获取电机驱动温度
|
||
* @return float 温度值，单位为摄氏度
|
||
*
|
||
* 通过热敏电阻分压电路计算温度值，使用Steinhart-Hart方程进行温度转换。
|
||
* 如果计算结果超出有效范围(-40到255摄氏度)，则重新采样计算。
|
||
*/
|
||
float sampler::get_drv_temp() {
|
||
return cached_drv_temp;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 获取电流值
|
||
* @param type 电流类型，'U'表示U相电流，'V'表示V相电流，'W'表示W相电流
|
||
* @return float 电流值，单位为安培
|
||
*
|
||
* 通过ADC采样计算各相电流值
|
||
*/
|
||
float sampler::get_current(char type) {
|
||
u8 idx = (current_sample_head == 0U) ? (ADC_FILTER_SIZE - 1U)
|
||
: (current_sample_head - 1U);
|
||
switch (type) {
|
||
case 'U': {
|
||
tempora_sample = currU_samples[idx];
|
||
break;
|
||
}
|
||
case 'V': {
|
||
tempora_sample = currV_samples[idx];
|
||
break;
|
||
}
|
||
case 'W': {
|
||
tempora_sample = currW_samples[idx];
|
||
break;
|
||
}
|
||
default: {
|
||
return ERROR_ADC_VAL;
|
||
}
|
||
}
|
||
if (tempora_sample < MIN_CURRENT or tempora_sample > MAX_CURRENT) {
|
||
return ERROR_ADC_VAL;
|
||
}
|
||
|
||
return tempora_sample;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 获取供电电压
|
||
* @return float 电压值，单位为伏特
|
||
*
|
||
* 通过ADC采样计算供电电压值，使用迭代方式确保获取有效的电压读数。
|
||
* 如果计算结果超出有效范围(-40到255伏特)，则重新采样计算。
|
||
*/
|
||
float sampler::get_vbus_voltage() {
|
||
return cached_vbus;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 更新MCU温度
|
||
*
|
||
* 通过ADC采样计算MCU温度值，使用Steinhart-Hart方程进行温度转换。
|
||
* 如果计算结果超出有效范围(-40到255摄氏度)，则重新采样计算。
|
||
*/
|
||
void sampler::update_mcu_temp() {
|
||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
|
||
mcu_temp_samples[mcu_temp_head] =
|
||
(1.43f - adc_mcu_temp_raw * ADC_SCALE) * TEMP_FACTOR + 35.0f;
|
||
mcu_temp_head++;
|
||
if (mcu_temp_head >= ADC_FILTER_SIZE) mcu_temp_head = 0;
|
||
|
||
// 更新缓存：中值滤波
|
||
tempora_sample = medium_filter(mcu_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
|
||
if (tempora_sample < MIN_TEMP || tempora_sample > MAX_TEMP) {
|
||
cached_mcu_temp = ERROR_ADC_VAL;
|
||
} else {
|
||
cached_mcu_temp = tempora_sample;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 更新MCU温度
|
||
*/
|
||
void sampler::update_drv_temp() {
|
||
// ADC1 单次轮询转换 ch9（NTC 分压，低阻源）
|
||
const float drv_raw = (float)adc1_read_raw(ADC_CHANNEL_9);
|
||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
|
||
float R_now = drv_raw / (4096 - drv_raw) * 4700;
|
||
drv_temp_samples[drv_temp_head] =
|
||
1.0f / (0.00335f + 0.00025f * log(R_now / 10000.0f)) - 273.15f;
|
||
drv_temp_head++;
|
||
if (drv_temp_head >= ADC_FILTER_SIZE) drv_temp_head = 0;
|
||
|
||
// 更新缓存：中值滤波
|
||
tempora_sample = medium_filter(drv_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
|
||
if (tempora_sample < MIN_TEMP || tempora_sample > MAX_TEMP) {
|
||
cached_drv_temp = ERROR_ADC_VAL;
|
||
} else {
|
||
cached_drv_temp = tempora_sample;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 更新相电流
|
||
*/
|
||
void sampler::update_current() {
|
||
if (adc_current_frame_ready == 0U) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
const u8 idx = current_sample_head;
|
||
currU_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[0], 0);
|
||
currV_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[1], 1);
|
||
currW_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[2], 2);
|
||
|
||
current_sample_head++;
|
||
if (current_sample_head >= ADC_FILTER_SIZE) {
|
||
current_sample_head = 0;
|
||
}
|
||
adc_current_frame_ready = 0U;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 更新供电电压
|
||
*/
|
||
void sampler::update_vbus_voltage() {
|
||
// ADC1 连续模式零等待读最新 VBUS（ch6，电阻分压，低阻源）
|
||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
|
||
vbus_samples[temp_vbus_head] =
|
||
adc1_read_vbus_latest() * ADC_SCALE * VCC_FACTOR;
|
||
temp_vbus_head++;
|
||
if (temp_vbus_head >= ADC_FILTER_SIZE) temp_vbus_head = 0;
|
||
|
||
// 更新缓存：中值滤波 + 范围检查
|
||
tempora_sample = medium_filter(vbus_samples, ADC_FILTER_SIZE);
|
||
const u8 mid = ADC_FILTER_SIZE / 2;
|
||
if (vbus_samples[mid] > MAX_VCC || vbus_samples[mid] < MIN_VCC) {
|
||
cached_vbus = ERROR_ADC_VAL;
|
||
} else {
|
||
cached_vbus = tempora_sample;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief ADC0_1_IRQHandler 中断处理函数
|
||
* @return void
|
||
*/
|
||
extern "C" void ADC0_1_IRQHandler(void) {
|
||
if (adc_interrupt_flag_get(ADC0, ADC_INT_FLAG_EOIC) != RESET) {
|
||
/* rank0/1/2 = U/V/W 同一 PWM 时刻样本，rank3 = MCU温度（序列尾部） */
|
||
adc_current_value[0] = adc_inserted_data_read(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL_0);
|
||
adc_current_value[1] = adc_inserted_data_read(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL_1);
|
||
adc_current_value[2] = adc_inserted_data_read(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL_2);
|
||
adc_mcu_temp_raw = adc_inserted_data_read(ADC0, ADC_INSERTED_CHANNEL_3);
|
||
adc_current_frame_ready = 1U;
|
||
adc_interrupt_flag_clear(ADC0, ADC_INT_FLAG_EOIC);
|
||
|
||
extern TaskScheduler scheduler;
|
||
scheduler.taskFlags |= (1u << TASK_CURRENT_UPDATE);
|
||
}
|
||
}
|