zouhaitao/stc32g128k
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2026-07-31 13:57:06 +08:00
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392
Drivers/rf.c
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@@ -1,4 +1,5 @@
#include "rf.h"
#include "timer.h"
#include "../App/config.h"
#include "../App/rgb.h"
#include "intrins.h"
@@ -14,7 +15,6 @@ sbit RF_RX_DATA = P3^6; // LR690L 接收解调数据输出引脚 (DATA) - 物
// 声明外部延时及串口打印函数 (在 system.c 中定义)
extern void Delay_us(u16 us);
extern void Delay_ms(u16 ms);
extern u16 GetTimer0_Safe(void);
extern void Uart_SendString(char *s);
extern void Uart_SendHex4(u8 val);
extern void Uart_SendHex8(u8 val);
@@ -22,9 +22,12 @@ extern void Uart_SendHex16(u16 val);
extern void Uart_SendHex20(u32 val);
extern void Uart_SendHex32(u32 val);
extern void Uart_SendByte(u8 dat);
extern volatile u16 ms_tick; // 全局毫秒滴答 (0~999 循环)，用于半成品帧看门狗超时判断
/**
* @brief 初始化无线射频芯片相关的 GPIO 引脚方向与状态
* @details 同时在此完成 Timer0 自由运行时间戳基准与 P3.6 (RF_RX_DATA) 常态双边沿中断的
* 一次性开机配置，供 RF_HandleEdgeInterrupt() 增量解码状态机全程使用。
*/
void RF_Init(void)
{
@@ -42,11 +45,27 @@ void RF_Init(void)
P3M0 &= ~(1 << 6);
P3M0 |= ((1 << 5) | (1 << 7));
// 2.1 开启 P3.6 内部上拉：LR690L 在 SHUT=1 (休眠/发射时也会关断接收) 时数据脚为高阻输出，
// 若不加上拉会悬空乱跳。P3.6 中断现在常态开启，悬空噪声会引发中断风暴，必须靠上拉钳位。
P3PU |= 0x40;
// 3. 设置系统默认的初始电平
RF_TX = 0; // 断开发射天线通路
SHUT = 1; // 默认拉高 SHUT，使 LR690L 处于休眠关闭状态
RF_RX = 0; // 断开接收天线通路
RF_TX_DAT = 0; // 调制发送数据线置低
// 4. 启动 Timer0 常驻自由运行，作为边沿中断增量解码的时间戳基准 (实现见 Drivers/timer.c)
Timer0_Init();
// 5. P3.6 (RF_RX_DATA) 双边沿中断常态开启 (原来只在 Enter_Low_Power_Sleep 里临时开启，
// 现在改为开机后永久开启，休眠时复用同一路中断做唤醒源，不再需要单独切换)
P3IM1 |= 0x40;
P3IM0 |= 0x40; // 双边沿触发
P3INTF = 0x00; // 清除挂起的中断标志
// DEBUG: 临时屏蔽 P3.6 中断允许，测试是否是 Port3_Isr 触发本身(不管里面执行什么)导致重启，
// 定位完成后改回 P3INTE |= 0x40;
// P3INTE |= 0x40; // 开启 P3.6 中断允许 (全局 EA 由 Timer1_Init() 统一开启)
}
/**
@@ -76,18 +95,195 @@ void RF_SetMode(u8 mode)
}
/**
* @brief 使用单片机硬件 Timer0 实现高精度发射电平时延控制
* @brief 使用 Timer0 自由运行时间戳实现的高精度微秒延时
* @param us 延时微秒数
* @note STC32G 在 24MHz 晶振 12T 模式下，Timer0 的 1 tick 正好等于 0.5us (2MHz)
* @note 旧版实现会启停复位 Timer0，与本文件新增的常驻自由运行用法冲突 (会导致 RX 时间戳永久停摆)，
* 改为对运行中的 Timer0 做起止快照比较，纯只读、不影响其自由运行状态。
*/
void RF_Delay_us(u16 us)
{
u16 ticks = us * 2;
TL0 = 0;
TH0 = 0;
TR0 = 1; // 启动定时器 0
while (GetTimer0_Safe() < ticks);
TR0 = 0; // 停止定时器 0
u32 start = Timer0_GetTimestamp();
u32 wait_ticks = (u32)us * 2UL; // 0.5us/tick
while ((u32)(Timer0_GetTimestamp() - start) < wait_ticks);
}
/* =========================================================================
* EV1527 边沿中断增量解码状态机
* ========================================================================= */
// 计时阈值 (单位: tick，0.5us/tick)，与原阻塞版 EV1527_Decode 的判定区间保持一致
#define RF_SYNC_HIGH_MIN_TICKS (50UL * 2UL) // 50us
#define RF_SYNC_HIGH_MAX_TICKS (2500UL * 2UL) // 2500us
#define RF_SYNC_LOW_MIN_TICKS (1500UL * 2UL) // 1500us
#define RF_SYNC_LOW_MAX_TICKS (60000UL* 2UL) // 60000us
#define RF_T_MIN_TICKS (100UL * 2UL) // 100us
#define RF_T_MAX_TICKS (800UL * 2UL) // 800us
#define RF_ISR_STATE_IDLE 0 // 搜索同步头候选高电平
#define RF_ISR_STATE_SYNC_SEEN 1 // 已见候选同步高电平，等待其后的低电平确认
#define RF_ISR_STATE_COLLECTING 2 // 正在逐位收集 24 位数据
#define RF_DECODE_TIMEOUT_MS 200 // 半成品帧看门狗超时 (远大于一帧最坏情况约 95ms 的总耗时)
static volatile u8 rf_isr_state = RF_ISR_STATE_IDLE;
static volatile u32 rf_isr_last_edge_ts = 0;
static volatile u32 rf_isr_pending_high = 0; // 候选同步头高电平宽度 / 收集阶段暂存的本位高电平宽度
static volatile u32 rf_isr_bit_T = 0; // 本帧的基准单位时间 T
static volatile u8 rf_isr_bit_index = 0;
static volatile u32 rf_isr_addr_acc = 0;
static volatile u8 rf_isr_dat_acc = 0;
static volatile u16 rf_isr_state_enter_ms = 0;
// 中断解码出的结果，供 EV1527_Decode() 非阻塞取用
static volatile bit rf_decoded_ready = 0;
static volatile u32 rf_decoded_addr = 0;
static volatile u8 rf_decoded_data = 0;
static void RF_ResetDecodeState(void)
{
rf_isr_state = RF_ISR_STATE_IDLE;
rf_isr_bit_index = 0;
rf_isr_addr_acc = 0;
rf_isr_dat_acc = 0;
}
/**
* @brief P3.6 (RF_RX_DATA) 边沿中断增量解码处理 (由 main.c 的 Port3_Isr 调用)
* @details 每次电平跳变调用一次。用本次跳变与上次跳变的时间差，还原刚刚结束的那段电平的宽度，
* 驱动一个三态状态机 (空闲搜索 -> 同步头确认 -> 逐位收集) 增量推进解码，
* 不在中断内做任何阻塞等待，无论是否解码成功都会在很短时间内返回。
*/
void RF_HandleEdgeInterrupt(void)
{
// DEBUG: 临时直接返回，先确认是否是本函数内部逻辑导致的重启，定位完成后删除这行
return;
u32 now = Timer0_GetTimestamp();
u32 duration = now - rf_isr_last_edge_ts; // 刚结束那段电平的宽度
u8 new_level = RF_RX_DATA; // 跳变后的当前电平 (1: 刚结束的是低电平, 0: 刚结束的是高电平)
rf_isr_last_edge_ts = now;
if (rf_isr_state == RF_ISR_STATE_IDLE)
{
// 空闲搜索阶段：只关心刚结束的高电平脉宽是否落在同步头候选区间
if (new_level == 0 &&
duration >= RF_SYNC_HIGH_MIN_TICKS && duration <= RF_SYNC_HIGH_MAX_TICKS)
{
rf_isr_pending_high = duration;
rf_isr_state = RF_ISR_STATE_SYNC_SEEN;
rf_isr_state_enter_ms = ms_tick;
}
return;
}
if (rf_isr_state == RF_ISR_STATE_SYNC_SEEN)
{
// 期望本次为上升沿，duration 为同步头后续低电平宽度
if (new_level == 1 &&
duration >= RF_SYNC_LOW_MIN_TICKS && duration <= RF_SYNC_LOW_MAX_TICKS &&
rf_isr_pending_high >= RF_T_MIN_TICKS && rf_isr_pending_high <= RF_T_MAX_TICKS)
{
rf_isr_bit_T = rf_isr_pending_high; // 基准单位时间 T 取自同步头高电平宽度
rf_isr_bit_index = 0;
rf_isr_addr_acc = 0;
rf_isr_dat_acc = 0;
rf_isr_state = RF_ISR_STATE_COLLECTING;
rf_isr_state_enter_ms = ms_tick;
}
else
{
RF_ResetDecodeState(); // 不满足同步条件，放弃候选，回到空闲搜索
}
return;
}
// ====== RF_ISR_STATE_COLLECTING：逐位收集数据 ======
if (new_level == 0)
{
// 高电平刚结束，先暂存宽度，等对应的低电平结束后一起判定这一位
rf_isr_pending_high = duration;
}
else
{
u32 total = rf_isr_pending_high + duration;
if (total < rf_isr_bit_T * 3UL || total > rf_isr_bit_T * 6UL)
{
RF_ResetDecodeState(); // 单个数据位周期超出 3T~6T 范围，判定畸变，放弃本帧
return;
}
if (rf_isr_pending_high > duration * 2UL)
{
// 高电平明显长于低电平：逻辑 "1"
if (rf_isr_bit_index < 20) rf_isr_addr_acc = (rf_isr_addr_acc << 1) | 1;
else rf_isr_dat_acc = (rf_isr_dat_acc << 1) | 1;
}
else if (duration > rf_isr_pending_high * 2UL)
{
// 低电平明显长于高电平：逻辑 "0"
if (rf_isr_bit_index < 20) rf_isr_addr_acc = (rf_isr_addr_acc << 1);
else rf_isr_dat_acc = (rf_isr_dat_acc << 1);
}
else
{
RF_ResetDecodeState(); // 电平脉冲比值不合规，放弃本帧
return;
}
rf_isr_bit_index++;
if (rf_isr_bit_index >= 24)
{
// 24 位全部收齐，输出解码结果供主循环取用
rf_decoded_addr = rf_isr_addr_acc;
rf_decoded_data = rf_isr_dat_acc;
rf_decoded_ready = 1;
RF_ResetDecodeState();
}
}
}
/**
* @brief 半成品帧看门狗：若中断状态机卡在同步头确认/数据收集阶段太久 (信号中途被干扰打断)，
* 超时后强制复位回空闲搜索，防止后续真实信号被误当作"半成品帧的延续"而永远解不出来。
*/
static void RF_CheckDecodeWatchdog(void)
{
u16 elapsed;
if (rf_isr_state == RF_ISR_STATE_IDLE) {
return;
}
if (ms_tick >= rf_isr_state_enter_ms) {
elapsed = ms_tick - rf_isr_state_enter_ms;
} else {
elapsed = 1000 + ms_tick - rf_isr_state_enter_ms;
}
if (elapsed > RF_DECODE_TIMEOUT_MS) {
RF_ResetDecodeState();
}
}
/**
* @brief 阻塞式检测并解码一个合法的 EV1527 射频信号数据帧
* @details 改造后不再自行轮询电平做阻塞测量，真正的解码工作已经在 P3.6 边沿中断
* (RF_HandleEdgeInterrupt) 中增量完成；本函数只是非阻塞地检查中断解码结果，
* 函数签名与调用方式保持不变，RfMonitorApp/PairApp/RF_DiagnosticMode 均无需改动。
*/
bit EV1527_Decode(u32 *out_addr, u8 *out_data)
{
bit ready;
RF_CheckDecodeWatchdog();
EA = 0; // 与中断互斥，保证 32 位地址与结果标志的原子性读取
ready = rf_decoded_ready;
if (ready) {
*out_addr = rf_decoded_addr;
*out_data = rf_decoded_data;
rf_decoded_ready = 0;
}
EA = 1;
return ready;
}
/**
@@ -97,16 +293,16 @@ void EV1527_TxFrame(u32 addr, u8 dat)
{
u8 i;
u32 tx_val;
// 合并 20 位地址与 4 位数据，成为 24 位完整 EV1527 帧
tx_val = (addr << 4) | (dat & 0x0F);
// 1. 同步头脉冲: 高电平 1T (350us) + 低电平 31T (10850us)
RF_TX_DAT = 1;
RF_Delay_us(350);
RF_TX_DAT = 0;
RF_Delay_us(10850);
// 2. 依次发送 24 个数据位 (MSB First)
for (i = 0; i < 24; i++)
{
@@ -137,163 +333,23 @@ void EV1527_Transmit(u32 addr, u8 dat)
u8 r;
bit ea_bak = EA; // 备份并屏蔽全局中断，确保发射高低电平周期的绝对纯净与防抖
EA = 0;
RF_SetMode(2); // 切换为发射状态，接通天线与射频模块通道
Delay_ms(5); // 稍作延时使射频通路稳定
// 连续发射 25 帧以保证接收设备顺利锁定并解码
for (r = 0; r < 25; r++)
{
EV1527_TxFrame(addr, dat);
// 去除帧与帧之间可能导致波形不连续的 Delay_ms
}
RF_TX_DAT = 0; // 结束发射，拉低数据脚
RF_SetMode(1); // 恢复为常态后台接收模式
EA = ea_bak; // 还原全局中断开关状态
}
/**
* @brief 获取特定电平引脚状态的持续微秒时间 (利用 Timer0 硬件测量)
*/
u16 GetPulseDuration(u8 state, u16 timeout_us)
{
u16 timeout_ticks;
// 强制关闭 Timer0 计数器，并将其计数值清零复位
TR0 = 0;
TMOD &= 0xF0; // 设置 Timer0 寄存器为模式 0 (16位自动重载)
TL0 = 0x00;
TH0 = 0x00;
// 换算 16 位定时器所需的最大 ticks 超时值 (在 1T 模式 24MHz 下，1 Tick = 1 / 24M = 0.0416us)
// 但此系统 Timer0 默认配置为 12T 模式 (1 Tick = 12 / 24MHz = 0.5us)
timeout_ticks = (u16)((u32)timeout_us * (MAIN_Fosc / 1000000UL) / 12UL);
TR0 = 1; // 启动 Timer0 硬件计数器
// 根据要捕获的电平状态进行阻塞判断，直到电平发生翻转或计数超时
while (RF_RX_DATA == state)
{
if (GetTimer0_Safe() > timeout_ticks)
{
TR0 = 0;
return 0; // 判定超时，返回 0
}
}
TR0 = 0; // 关断定时器
return (u16)((u32)GetTimer0_Safe() * 12UL / (MAIN_Fosc / 1000000UL));
}
// 模拟射频信号全局变量定义
volatile u32 mock_rx_addr = 0;
volatile u8 mock_rx_data = 0;
volatile bit mock_rf_ready = 0;
/**
* @brief 阻塞式检测并解码一个合法的 EV1527 射频信号数据帧
*/
bit EV1527_Decode(u32 *out_addr, u8 *out_data)
{
u16 high_time, low_time;
u8 i;
u32 addr = 0;
u8 dat = 0;
u16 T;
u16 idata raw_h[24];
u16 idata raw_l[24];
// 检查模拟射频触发
if (mock_rf_ready) {
mock_rf_ready = 0;
*out_addr = mock_rx_addr;
*out_data = mock_rx_data;
return 1;
}
// ====== 1. 同步头引导脉冲捕获 ======
{
u16 wait_cnt = 0;
while (RF_RX_DATA == 1)
{
Delay_us(5);
wait_cnt++;
if (wait_cnt > 2000) // 10 毫秒超时保护
return 0;
}
wait_cnt = 0;
while (RF_RX_DATA == 0)
{
Delay_us(5);
wait_cnt++;
if (wait_cnt > 4000) // 20 毫秒超时保护
return 0;
}
}
// 捕获引导头高电平时间
high_time = GetPulseDuration(1, 2500);
if (high_time < 50 || high_time > 2500) {
return 0;
}
// 捕获引导头后续的 31T 低电平时间
low_time = GetPulseDuration(0, 60000);
if (low_time < 1500 || low_time > 60000) {
return 0;
}
// 同步引导脉冲的基准时间 T 计算 (引导脉冲高电平宽度即为 1T)
T = high_time;
if (T < 100 || T > 800) return 0; // 自适应范围限幅: 100us ~ 800us
// ====== 2. 依次解析 24 个数据位脉宽 ======
for (i = 0; i < 24; i++)
{
raw_h[i] = GetPulseDuration(1, 2000);
if (raw_h[i] == 0) return 0;
raw_l[i] = GetPulseDuration(0, 2000);
if (raw_l[i] == 0) return 0;
}
// ====== 3. 双端比值解调判定数据内容 ======
for (i = 0; i < 24; i++)
{
u16 total = raw_h[i] + raw_l[i];
if (total < T * 3 || total > T * 6) return 0; // 单个数据位周期必须在 3T~6T 之间
if (raw_h[i] > raw_l[i] * 2)
{
// 高电平明显长于低电平，代表逻辑 "1"
if (i < 20)
addr = (addr << 1) | 1;
else
dat = (dat << 1) | 1;
}
else if (raw_l[i] > raw_h[i] * 2)
{
// 低电平明显长于高电平，代表逻辑 "0"
if (i < 20)
addr = (addr << 1);
else
dat = (dat << 1);
}
else
{
return 0; // 电平脉冲比值不合规，判定数据帧畸变，解码作废
}
}
// 校验无误，输出解调数据
*out_addr = addr;
*out_data = dat;
return 1;
}
/**
* @brief RF 收发诊断测试功能 (支持发送与接收监听打印)
*/
@@ -315,7 +371,7 @@ void RF_DiagnosticMode(char choice)
EV1527_TxFrame(0x37A86UL, 0x01);
MOTOR = 0;
RGB_Send(0, 0, 0, 0, 0, 0);
Delay_ms(150); // 帧间隔
}
RF_TX_DAT = 0;
@@ -327,11 +383,11 @@ void RF_DiagnosticMode(char choice)
u16 wait_ms;
u32 rx_addr;
u8 rx_data;
Uart_SendString("=== RF RX Test: Listening for 5 seconds... ===\r\n");
RF_SetMode(1); // 配置进入接收模式并使能天线
Delay_ms(10);
// 5秒的非阻塞监听
for (wait_ms = 0; wait_ms < 5000; wait_ms++)
{
@@ -342,7 +398,7 @@ void RF_DiagnosticMode(char choice)
Uart_SendString(", Cmd/Data: ");
Uart_SendHex8(rx_data);
Uart_SendString("\r\n");
// 收到信号后马达震动并亮青色灯提醒
MOTOR = 1;
RGB_Send(0, 150, 150, 0, 150, 150);
@@ -364,29 +420,29 @@ void Loopback_Test(void)
{
u16 match_count = 0;
u16 i;
EAXFR = 1;
RF_SetMode(1); // 开启接收芯片
Delay_ms(100);
Delay_ms(100);
Uart_SendString("Starting RF Hardware Loopback Test (P2.1 -> P3.6)...\r\n");
Uart_SendString("Please use a metal tweezers to short-circuit P2.1 (Pin 22) and P3.6 (Pin 19)!\r\n");
for (i = 0; i < 100; i++)
{
RF_TX_DAT = 1;
Delay_us(500);
if (RF_RX_DATA == 1) match_count++;
RF_TX_DAT = 0;
Delay_us(500);
if (RF_RX_DATA == 0) match_count++;
}
Uart_SendString("Loopback Match Count: ");
Uart_SendHex16(match_count);
Uart_SendString("/200\r\n");
if (match_count > 150)
{
Uart_SendString("Result: PASS! Pin P2.1 and P3.6 are electrical connected successfully!\r\n");
@@ -395,6 +451,6 @@ void Loopback_Test(void)
{
Uart_SendString("Result: FAIL! GPIO coupling check failed. Short-circuit the pins and test again.\r\n");
}
RF_SetMode(0); // 关断射频
}