feat(adc): 添加三相电流零点配平并扩展初始化错误上报

- 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

Robot_V2/device/ADC.cpp

@@ -13,6 +13,7 @@
 #include "math.h"
 #include "systick.h"
 #include <cstdint>
+#include <cstdio>
 #include <cstring>
 
 // ADC 换算常量均为编译期常量，非可变全局状态。
@@ -31,6 +32,15 @@ constexpr float VCC_FACTOR = 11.0f;
  *  修改 config.h 的 DRV8323_CSA_GAIN_VV 后此系数自动跟随。 */
 constexpr float CURRENT_FACTOR =
 	1000.0f / (DRV8323_CSA_GAIN_VV * DRV8323_SHUNT_OHM);
+#elif CURRENT_SENSE_INA240
+/** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义（低边采样板：下桥臂 10mΩ + INA240A2）
+ *  电流链路单位为安培：get_current() 返回 A，cal_Iq_Id/Can 上报处 ×1000 转 mA。
+ *  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。 */
+constexpr float CURRENT_FACTOR =
+	1.0f / (INA240_CSA_GAIN_VV * INA240_SHUNT_OHM);
 #else
 /** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义（老板：外置放大链，保持原标定） */
 constexpr float CURRENT_FACTOR =
@@ -52,13 +62,23 @@ volatile u16 adc_mcu_temp_raw = 0;	  // ADC0 injected rank3: MCU温度原始值
 static volatile u16 adc_current_value[3] = {0}; // injected 同步采样: U / V / W
 static volatile u8 adc_current_frame_ready = 0;
 
+// ---- 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 原始值换算为毫安值
- * @param[in] raw_adc 参数
+ * @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) {
-	return (raw_adc * ADC_SCALE + CURRENT_OFFSET) * CURRENT_FACTOR;
+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，
@@ -187,6 +207,15 @@ u16 adc1_read_raw(u8 channel) {
 				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） */
@@ -204,17 +233,21 @@ void adc_config(void) {
 	adc_tempsensor_vrefint_enable();
 
 	/* injected 组：rank0=U, rank1=V, rank2=W, rank3=MCU温度，TIMER1 TRGO 触发。
-	 * 温度传感器(ch16)为高内阻源，数据手册要求采样时间≥17.1μs，保持最大档
-	 * 239.5 周期，且挂在序列尾部：整段转换不会被打断，每 PWM 周期同步采一次，
-	 * 40kHz 过采样 + 中值滤波后温度比旧架构更稳。
-	 * 原先的 rank0 dummy 已删除：dummy 用于吸收"注入打断 regular"产生的采样
-	 * 电容残余电荷，现 regular 已移除，序列空闲期电容挂在温度通道(~1.3V)，
-	 * U 相(ch3 运放低阻输出) 的 55.5 周期采样足以完成重建。
-	 * 序列总时长 68×3+252 = 456 周期 = 15.2μs < 25μs 触发周期。 */
+	 * 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_55POINT5);
-	adc_inserted_channel_config(ADC0, 1, ADC_CHANNEL_4, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
-	adc_inserted_channel_config(ADC0, 2, ADC_CHANNEL_5, ADC_SAMPLETIME_55POINT5);
+	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,
@@ -239,7 +272,7 @@ u8 sampler::init() {
 	delay_1ms(1);
 
 	const float current_init = current_adc_to_ma(
-		static_cast<u16>((-CURRENT_OFFSET / ADC_SCALE) + 0.5f));
+		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] =
@@ -259,6 +292,66 @@ u8 sampler::init() {
 	}
 	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
@@ -377,9 +470,9 @@ void sampler::update_current() {
 	}
 
 	const u8 idx = current_sample_head;
-	currU_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[0]);
-	currV_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[1]);
-	currW_samples[idx] = current_adc_to_ma(adc_current_value[2]);
+	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) {

Robot_V2/device/Can.cpp

@@ -783,8 +783,10 @@ u8 CAN_transmiter::CANFD_all_Send() {
 
 	u32 success_flag = 0;
 
-	// 打包 status 数据 - 只清零实际使用的 32 字节
-	memset(transmit_data, 0, 32);
+	// 打包 status 数据 - 只清零实际使用的 48 字节
+	// v0.74：字节 32~35 新增 InitStatus（初始化错误码位图，0=全部正常，
+	// 定义见 config.h INIT_ERR_*，含电流检测配平超限/无采样帧），36~47 预留
+	memset(transmit_data, 0, 48);
 	pack_u16_to_bytes(transmit_data, 0, mcu_temp);
 	pack_u16_to_bytes(transmit_data, 2, motor_temp);
 	pack_current_s16_to_bytes(transmit_data, 4, u_current_union.f);
@@ -802,9 +804,10 @@ u8 CAN_transmiter::CANFD_all_Send() {
 	transmit_data[29] = test_u16 & 0xFF;
 	transmit_data[30] = (test_u16 >> 8) & 0xFF;
 	transmit_data[31] = cpu_usage;
+	pack_u32_to_bytes(transmit_data, 32, (u32)init_error_flags);
 	// 使用节点 ID 构建发送 ID (高 16 位为节点 ID)
 	success_flag +=
-		CANFD_AsyncSend(build_can_id(CANFD_STATUS_ID), 32, transmit_data);
+		CANFD_AsyncSend(build_can_id(CANFD_STATUS_ID), 48, transmit_data);
 
 	// 打包 config 数据 - 只清零实际使用的 24 字节
 	memset(transmit_data, 0, 24);
@@ -972,6 +975,16 @@ void CAN_transmiter::handle_node_message(can_receive_message_struct &current_mes
 
 void CAN_transmiter::handle_control_command(can_receive_message_struct &current_message) {
 	// 控制帧布局：模式、电压限制、目标电流/速度/角度、三组 P 参数。
+	/* 收到非零控制模式即视为驱动意图：v2 板 EN 经 R17 10k 下拉、DRV8313
+	 * 上电默认睡眠（上电配平后也保持睡眠态），控制路径里没有其他唤醒点，
+	 * 不在此唤醒则所有闭环控制都落在 Hi-Z 桥臂上永远无效。
+	 * 模式 0（drv_hold 主动锁止，A 相恒 HOLD_PWM_DUTY）不唤醒：上位机
+	 * 上电先发模式 0 当"静止待机"时不至于意外通电锁止发热；驱动已在
+	 * 唤醒态时模式 0 仍是锁止。幂等；关机态（过流/过压/过热）不唤醒，
+	 * 恢复仍由 power_manage / resume_from_thermal 统一管理。 */
+	if (current_message.rx_data[0] != 0U && !FOC.is_shut_down) {
+		motor_resume();
+	}
 	FOC.control_mode = current_message.rx_data[0];
 	FOC.limit_voltage = float(unpack_bytes_to_u16(current_message.rx_data, 1)) / 1000;
 	target_current_union.f = unpack_bytes_to_float(current_message.rx_data, 3).f;

Robot_V2/device/Can.h

@@ -38,6 +38,18 @@ static inline void pack_u16_to_bytes(u8 *buffer, u16 offset, u16 value) {
 	buffer[offset + 1] = (u8)((value >> 8) & 0xFF);
 }
 
+/**
+ * @brief pack_u32_to_bytes 函数（小端）
+ * @param[in] buffer 参数
+ * @param[in] offset 参数
+ * @param[in] value 参数
+ * @return void
+ */
+static inline void pack_u32_to_bytes(u8 *buffer, u16 offset, u32 value) {
+	pack_u16_to_bytes(buffer, offset, (u16)(value & 0xFFFF));
+	pack_u16_to_bytes(buffer, offset + 2, (u16)((value >> 16) & 0xFFFF));
+}
+
 // 将 mA 电流值饱和转换为 int16 后按小端打包。
 // DBC 中 U/V/W current 定义为 signed int16（[-32768,32767] mA）；
 // 相电流有正有负，此前用 u16() 打包负值被削成 0，上位机波形下半周丢失。

Robot_V2/device/Timer.cpp

@@ -266,7 +266,8 @@ void timer1_pwm_config(void) {
 											TIMER1_DEFAULT_PULSE);
 	timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_2,
 											TIMER1_DEFAULT_PULSE);
-	// 设置 CH3 为固定 ADC 采样点，避免与三相 PWM duty 耦合
+	// 设置 CH3 为固定 ADC 采样点（低边采样：必须落在三相下管同时导通窗，
+	// 即中心对齐计数的峰顶附近，见 config.h TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE 说明）
 	timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_3,
 											TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE);
 

Robot_V2/device/adc.h

@@ -40,6 +40,12 @@ class sampler {
 	 * @return u8 返回值
 	 */
 	u8 init(void);
+	/**
+	 * @brief 三相电流零点配平并校验（hardware_init 在 FOC.init 之后调用）
+	 * @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）
+	 */
+	u8 zero_calibrate(void);
 	/**
 	 * @brief 更新 mcu_temp 相关状态
 	 * @return void