433_STM32/Core/Src/relay_control.c

/**
  ******************************************************************************
  * @file    relay_control.c
  * @brief   继电器控制模块实现
  * @author  Application Layer
  * @version 2.0
  ******************************************************************************
  * @attention
  * 本模块实现单路继电器的安全控制
  * 关键特性：
  * 1. 最小切换间隔保护，防止频繁切换损坏继电器
  * 2. 状态记录
  * 3. 调试日志输出
  *
  * 修订历史：
  * v2.0 - 精简为单路继电器控制，移除冗余功能
  ******************************************************************************
  */

#include "relay_control.h"
#include "uart2_print.h"
#include "main.h"

/*==============================================================================
 * 调试宏定义
 *============================================================================*/
/* DEBUG_RELAY: 调试日志开关，置1时启用继电器控制过程日志输出 */
#define DEBUG_RELAY  1

#if DEBUG_RELAY
/* 调试日志宏，带模块前缀"[RELAY]"方便过滤日志 */
#define DEBUG_LOG(fmt, ...)  UART2_Print_Printf("[RELAY] " fmt "\r\n", ##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_LOG(fmt, ...)
#endif

/*==============================================================================
 * 全局变量定义
 *============================================================================*/
/**
  * @brief  继电器当前状态
  * @note   记录继电器的开关状态
  *
  * 状态含义：
  *   - false: 继电器处于断开状态(OFF)
  *   - true: 继电器处于闭合状态(ON)
  *
  * 初始化说明：
  *   初始化为false，表示系统上电后继电器默认断开
  */
static bool current_state = false;

/**
  * @brief  上一次切换操作的时间戳
  * @note   用于实现继电器最小切换间隔保护
  *
  * 设计目的：
  *   继电器是机械开关，频繁切换会缩短其使用寿命。
  *   通过记录上次切换时间，可以强制两次切换之间必须间隔
  *   最小时间(RELAY_MIN_INTERVAL)，防止频繁操作。
  *
  * 单位说明：
  *   毫秒(ms)，与HAL_GetTick()返回值单位一致
  */
static uint32_t last_toggle_tick = 0;

/*==============================================================================
 * 公共函数实现
 *============================================================================*/
/**
  * @brief  继电器模块初始化
  * @note   在系统启动时调用，复位继电器到安全初始状态
  *
  * @param  无
  * @return 无
  *
  * 功能说明：
  *   1. 硬件控制引脚设置为低电平，强制确保继电器断开
  *   2. 重置状态变量为false
  *   3. 重置切换时间戳为0
  *
  * 初始化安全：
  *   - 此函数应尽早调用，确保系统启动时继电器处于受控状态
  *   - 继电器初始状态设为OFF是考虑到故障安全(fail-safe)设计
  */
void Relay_Init(void)
{
    /*----------------------------------------------------------
     * 硬件层面：将继电器控制引脚设置为低电平
     * RL_Control_GPIO_Port和RL_Control_Pin定义在main.h或引脚配置中
     *----------------------------------------------------------*/
    HAL_GPIO_WritePin(RL_Control_GPIO_Port, RL_Control_Pin, GPIO_PIN_RESET);

    /*----------------------------------------------------------
     * 软件层面：初始化继电器状态为OFF
     *----------------------------------------------------------*/
    current_state = false;

    /*----------------------------------------------------------
     * 重置切换保护相关计时器
     *----------------------------------------------------------*/
    last_toggle_tick = 0;

    DEBUG_LOG("Init OK, state=OFF");
}

/**
  * @brief  设置继电器状态
  * @note   核心控制函数，实现继电器开关操作及保护逻辑
  *
  * @param  state: 目标状态，false=关闭(OFF)，true=打开(ON)(输入)
  * @return 无
  *
  * 功能说明：
  *   1. 切换间隔保护检查(防频繁操作)
  *   2. 状态变更判断(避免重复操作)
  *   3. 硬件GPIO操作
  *   4. 状态记录和统计更新
  *
  * 算法说明 - 切换间隔保护：
  *   if (current_tick - last_toggle_tick < RELAY_MIN_INTERVAL)
  *       return;  // 切换过于频繁，直接丢弃
  *
  *   这个检查确保两次继电器操作之间至少间隔RELAY_MIN_INTERVAL毫秒，
  *   防止程序错误或通信干扰导致继电器被频繁开关。
  *
  * 注意/异常：
  *   - 切换间隔太短时静默忽略，防抖处理
  *   - 状态与当前相同时静默忽略，不重复操作
  */
void Relay_SetState(bool state)
{
    /*----------------------------------------------------------
     * 获取当前时间，判断与上次操作的时间间隔
     *----------------------------------------------------------*/
    uint32_t current_tick = HAL_GetTick();

    /*----------------------------------------------------------
     * 切换间隔保护检查
     *----------------------------------------------------------*/
    if (current_tick - last_toggle_tick < RELAY_MIN_INTERVAL) {
        DEBUG_LOG("Toggle too fast, ignored");
        return;
    }

    /*----------------------------------------------------------
     * 状态变更判断：避免重复设置相同状态
     *----------------------------------------------------------*/
    if (current_state == state) {
        DEBUG_LOG("State unchanged: %s", state ? "ON" : "OFF");
        return;
    }

    /*----------------------------------------------------------
     * 硬件控制：设置GPIO引脚电平
     *----------------------------------------------------------*/
    HAL_GPIO_WritePin(RL_Control_GPIO_Port, RL_Control_Pin,
                       state ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);

    /*----------------------------------------------------------
     * 更新软状态和记录切换时间
     *----------------------------------------------------------*/
    current_state = state;
    last_toggle_tick = current_tick;

    DEBUG_LOG("Relay -> %s", state ? "ON" : "OFF");
}

/**
  * @brief  获取继电器当前状态
  * @note   返回继电器的开关状态
  *
  * @param  无
  * @return bool: 继电器状态，false=关闭(OFF)，true=打开(ON)
  *
  * 使用示例：
  *   if (Relay_GetState()) {
  *       // 继电器当前处于闭合状态
  *   }
  */
bool Relay_GetState(void)
{
    return current_state;
}