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DCU_APP/GD32E508_DCU_APP/device/motor_state.h
T

108 lines
5.2 KiB
C++
Raw Normal View History

/**
* @file motor_state.h
* @brief 多电机状态表 — CAN STATUS 帧识别、内存缓存、SPI 推送序列化。
*
* 设计要点:
* - 仅在主循环上下文 (taskCanRxParse / taskHeartbeat / pushStep) 中读写,
* 无 ISR 竞态,不需要临界区。
* - GD32 不做浮点解码,只缓存原始 32B STATUS payload,由前端按 DBC 解码。
* - 离线判定:3s 无 STATUS 帧 → online=0。
*/
#ifndef DEVICE_MOTOR_STATE_H
#define DEVICE_MOTOR_STATE_H
#include <cstdint>
#include <cstring>
#include "sys/config.h"
/* ── CAN ID 匹配规则 (29-bit 扩展帧) ──
* 物理 ID = 0x000N_TT_SS
* N = 节点号 (1-9), 位于 bits[19:16]
* TT = 消息类型: 01=STATUS, 02=CMD, 03=CONFIG
* SS = 子类型
* STATUS = 0x000N0100
*/
static constexpr uint32_t kMotorStatusIdMask = 0xFFF0FFFFU; /* 屏蔽 node nibble [19:16] */
static constexpr uint32_t kMotorStatusIdMatch = 0x00000100U; /* STATUS 类型码 */
static constexpr uint32_t kMotorConfigIdMatch = 0x00000101U; /* CONFIG 类型码 (Motor→Host, DLC 24) */
static constexpr uint8_t kMotorMaxNodes = CONFIG_MOTOR_MAX_NODES;
/* 同一节点号可能同时挂在多个 CAN 通道上(两台电机同号异线),
* 状态表按 node×channel 双键存储,各通道独立槽位互不覆盖。 */
static constexpr uint8_t kMotorChannels = 3U;
static constexpr uint8_t kMotorSlotCount = kMotorMaxNodes * kMotorChannels; /* 9×3 = 27 */
static constexpr uint8_t kMotorStatusDlc = 32U;
static constexpr uint8_t kMotorConfigDlc = 24U; /* CONFIG 帧 DLC */
static constexpr uint16_t kMotorOfflineSec = CONFIG_MOTOR_OFFLINE_MS / 1000U;
/* ── 0xC5 推送周期运行时可调(ESP32 经 0xC5 子命令 0xFE 下发)── */
static constexpr uint16_t kMotorPeriodMinMs = 50U; /* 最快 20Hz */
static constexpr uint16_t kMotorPeriodMaxMs = 5000U; /* 最慢 0.2Hz */
static constexpr uint16_t kMotorTicksPerMs = 10U; /* 100us/tick → 每 ms 10 tick */
static constexpr uint8_t kMotorSubCmdSetPeriod = 0xFEU; /* 0xC5 请求 payload[0]=0xFE:设推送周期 */
/* ── BOOT 心跳(0x103)──
* 电机在 Bootloader IDLE 每 ~10ms 发一次 0x00000103(固定 ID,不带节点号)。
* 网页据此显示一个独立 BOOT 状态(不归属任何 Nx)。 */
static constexpr uint32_t kOtaBootHeartbeatId = 0x00000103U;
static constexpr uint32_t kBootHeartbeatTimeoutSec = 3U; /* >3s 无 0x103 → 视为退出 BOOT */
static constexpr uint8_t kMotorActiveBootBit = 0x80U; /* 0xC5 page0 header active 字节 bit7 = boot_active */
/* ── 序列化常量 (0xC5 payload) ── */
static constexpr uint8_t kMotorEntrySize = 76U; /* 1+1+1+1+4+4+32+4+4+24 (STATUS+CONFIG) */
static constexpr uint8_t kMotorPageHeaderLen = 4U; /* page+total+count+active */
static constexpr uint8_t kMotorEntriesPerPage = 3U; /* (236-4)/76 = 3.05 → 3 */
static constexpr uint8_t kMotorTotalPages =
(kMotorSlotCount + kMotorEntriesPerPage - 1U) / kMotorEntriesPerPage; /* ceil(27/3) = 9 */
/// 单电机状态槽
struct MotorSlot {
uint8_t node_id; ///< 1-9, 0=空槽
uint8_t channel; ///< 最后收到帧的 CAN 通道 (0/1/2)
uint8_t online; ///< 1=在线, 0=离线
uint8_t dlc; ///< 最后帧 DLC (正常=32)
uint32_t rx_count; ///< 累计收到 STATUS 帧数
uint32_t last_rx_sec; ///< 最后收到帧时的 g_app_uptime_sec
uint32_t seq; ///< 更新序号 (每次刷新 +1)
uint8_t data[kMotorStatusDlc]; ///< 原始 STATUS payload
uint32_t config_rx_count; ///< 累计收到 CONFIG 帧数
uint32_t config_seq; ///< CONFIG 更新序号
uint8_t config_data[kMotorConfigDlc]; ///< 原始 CONFIG payload (目标值回报)
};
/// 全局电机状态表
struct MotorStateTable {
MotorSlot slots[kMotorSlotCount]; ///< 按 (node_id-1)*kMotorChannels+channel 索引
uint32_t global_seq; ///< 全局刷新序号
uint32_t last_push_sec; ///< 上次推送完成时间
uint8_t active_count; ///< 当前在线电机数
uint32_t boot_hb_sec; ///< 最后收到 0x103 BOOT 心跳时的 uptime(0=从未)
uint8_t boot_channel; ///< 最后 0x103 所在 CAN 通道
uint8_t boot_active; ///< 1=最近 kBootHeartbeatTimeoutSec 内有 0x103
};
/// 电机状态管理命名空间
namespace MotorState {
/// 获取全局状态表引用
MotorStateTable &table();
/// CAN 帧到达时调用 (主循环上下文, taskCanRxParse 内)
void onCanFrame(uint8_t channel, uint32_t id, const uint8_t *data, uint8_t len);
/// 1Hz 离线检测 (taskHeartbeat 内)
void checkOffline();
/// 序列化一页电机状态到 payload 缓冲区
/// @return 实际写入字节数, 0=参数错误
uint16_t buildPayload(uint8_t page, uint8_t *buf, uint16_t maxLen);
/// 设置 0xC5 主动推送周期(毫秒,钳制到 [kMotorPeriodMinMs, kMotorPeriodMaxMs])。
/// @return 实际应用的毫秒值。
uint16_t setPushPeriodMs(uint16_t ms);
} // namespace MotorState
#endif /* DEVICE_MOTOR_STATE_H */