feat: 实现事件驱动应用框架,支持前台/后台分离、事件优先级和CPU占用控制
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@@ -1,166 +1,341 @@
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# 架构设计说明书 (Docs/30_architecture/main.md)
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本章节定义手环的系统软硬件架构设计,包括引脚分配、基于事件驱动的 APP 框架微内核设计、事件生命周期流转机制以及持久化数据存储结构。
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## 1. 硬件原理图与引脚分配架构
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手环的完整电路连接设计参见以下 KiCad 硬件工程文件:
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* **硬件原理图**:[text.kicad_sch](file:///c:/workfile/105/stc32g12k128/Hardware/text.kicad_sch)
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* **PCB 布局图**:[text.kicad_pcb](file:///c:/workfile/105/stc32g12k128/Hardware/text.kicad_pcb)
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主控芯片采用 **STC32G12K128**(工作频率 24.0 MHz,单周期 8051 内核,32位乘除法器)。
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显示端采用 **Truly 0.95寸 AMOLED 屏幕**,物理分辨率为 **120x240 像素**,控制芯片为 **RM69310**。
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### 1.1 GPIO 物理映射表
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| 芯片引脚号 | 引脚名称 | 逻辑网络标号 | IO 模式 | 连接外设与功能描述 |
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| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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| **Pin 1** | `P1.0` | `DIS_RST` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕复位控制脚 (RESET) |
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| **Pin 2** | `P1.1` | `SPI_DCX` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 数据/指令选择脚 (D/C) |
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| **Pin 3** | `P1.4` | `SPI_SDI` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行数据输入 (MOSI/SDA) |
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| **Pin 4** | `P1.5` |`SPI_CLK` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行时钟信号 (SCL) |
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| **Pin 5** | `P1.6` | `SPI_CS` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 片选信号 (CS) |
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| **Pin 6** | `P1.7` | `SPI_SDO` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行数据输出 (MISO) |
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| **Pin 10** | `Vcc` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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| **Pin 11** | `VREF+` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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| **Pin 12** | `GND` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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| **Pin 13** |`P3.1` |`RXD` | 高阻输入 | 串口 1 (UART1) 接收脚 |
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| **Pin 14** | `P3.0` | `TXD` | 推挽输出 | 串口 1 (UART1) 发送脚 |
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| **Pin 19** | `P3.6` | `RF_TX_DAT` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片发射调制数据输入引脚 |
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| **Pin 20** | `P3.7` | `RF_RX` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片接收使能控制引脚
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| **Pin 21** | `P2.0` | `RF_TX` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片发射使能控制引脚 |
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| **Pin 22** | `P2.1` | `RF_RX_DATA` | 输入中断 | LR690L 433MHz 射频接收芯片数据输出脚
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| **Pin 23** | `P2.2` |`SHUT` | 推挽输出 | OLED 供电芯片 SGM3833 控制引脚。高电平开启供电
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| **Pin 24** | `P2.3` | `LED_RGB` | SPI MOSI | WS2812B 级联双幻彩灯珠 DIN 控制信号
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| **Pin 26** | `P2.5` | `MOTOR_PWM` | 推挽输出 | 连接振动马达驱动电路。高电平震动,低电平静止 |
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| **Pin 27** | `P2.6` | `KEY_SOS` | 高阻输入 + 上拉 | 上部并联 SOS 求救按键,按下为低电平 |
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| **Pin 28** | `P2.7` | `DET` | 高阻输入 | USB 插入充电检测引脚,高电平代表正在充电 |
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| **Pin 29** | `P0.0` | `BAT_ADC` |ADC 输入 | 电池电压采集
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| **Pin 30** | `P0.1` | `KEY_UP` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ▲ (上移),按下为低电平 |
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| **Pin 31** | `P0.2` | `KEY_CONFIRM` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ■ (确认/菜单),按下为低电平 |
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| **Pin 32** | `P0.3` | `KEY_DOWN` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ▼ (下移),按下为低电平 |
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## 2. 软件事件驱动 APP 框架 (Event-Driven App-Framework)
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手环软件系统摒弃了传统的单线程前后台大循环设计,采用分层明确的 **事件驱动式 APP 框架** 架构。
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### 2.1 五层软件架构模型
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```mermaid
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graph BT
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%% 自下而上的 5 层软件依赖拓扑
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subgraph Layer5 ["5. 应用业务层 Applications"]
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ActiveApp["当前活跃应用 Foreground App"]
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BgApp["后台监测应用 Background App"]
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end
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subgraph Layer4 ["4. 应用管理层 APP Management"]
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AppManager["APP 管理器 StartApp / CloseApp"]
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Lifecycle["生命周期调度机"]
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end
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subgraph Layer3 ["3. 事件管理与总线层 Event Layer"]
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EventDispatcher["事件分配器 Event Dispatcher"]
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EventQueue["事件环形缓冲区 EventQueue"]
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end
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subgraph Layer2 ["2. 中断与驱动层 Drivers"]
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ExtInt["外部中断 KEY按键扫描 / RF解码"]
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TimeInt["时钟中断 Timer1 1ms时基"]
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ADC_Drv["ADC 电量采集"]
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LCD_Drv["LCD 屏幕绘制驱动"]
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end
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subgraph Layer1 ["1. 硬件实体层 STC32 HW"]
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MCU["STC32G 单片机核心"]
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end
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%% 单向数据与控制交互 (自下而上)
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MCU ===> Layer2
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Layer2 ===>|异步推送事件| Layer3
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Layer3 ===>|事件分发路由| Layer4
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Layer4 ===>|生命周期回调与分发| Layer5
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Layer5 ===>|调用显示/报警动作| Layer2
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```
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## 3. 应用生命周期机制 (APP Lifecycle)
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手环中运行的各个子功能页面(如时钟、菜单、对码、布防)均被抽象为独立的 **App 实例**。每个 App 必须注册并实现以下生命周期回调接口:
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```c
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typedef struct {
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u8 app_id; // 应用程序 ID
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void (*OnStart)(void); // 启动回调:应用切入前台,加载资源、初始化显示
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void (*onRun)(void); // 循环回调:主循环轮询轮空调用,执行非阻塞业务逻辑
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void (*onClose)(void); // 关闭回调:应用退出前台,保存状态、清理外设
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void (*onEvent)(KeyEvent evt); // 事件回调:接收并消耗来自事件层的系统事件
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} WristbandApp;
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```
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### 3.1 活跃应用切换逻辑 (APP Switch)
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1. 当调用 `StartApp(target_app_id)` 时:
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* 触发当前活跃应用的 `onClose()` 接口,执行现场保存及关屏/停振等外设清理。
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* 更新活跃应用指针指向新 App。
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* 触发新活跃应用的 `OnStart()` 接口,执行初始画面的绘制(置 `Redraw = 1`)。
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2. 在主循环中,系统不断执行当前活跃应用的 `onRun()` 接口,以维护非阻塞的页面动画或等待超时逻辑。
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## 4. 事件采集、缓冲与流转机制 (Event Bus)
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事件总线层是实现前后台解耦的核心。
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```mermaid
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graph LR
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%% 事件的产生与消耗流转
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HW_Sig["物理引脚状态跳变"] -->|电平变化中断| Driver["驱动中断 ISR"]
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Driver -->|消抖/自适应解调| Packer["封装统一事件 KeyEvent"]
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Packer -->|Key_Push_Event| Queue["Event Ring Buffer 环形队列"]
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Queue -->|Key_Pop_Event| MainLoop["MainLoop 轮询读取"]
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MainLoop -->|事件分发| AppMgr["APP 管理器"]
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AppMgr -->|onEvent 回调| ActiveApp["当前活跃 App 实例"]
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```
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### 4.1 环形事件缓冲区 (EventQueue)
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为防止高速按键或多输入源并发导致事件丢失,系统建立一个深度为 4 级的环形事件队列。按键消抖模块与 RF 模块作为 **事件产生者** 将数据推送至队列:
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* **按键事件产生**:Timer1 定时器每 10ms 中断扫描物理引脚,判定有效按键后执行 `Key_Push_Event(KEY_UP_SHORT)`。
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* **RF 事件产生**:LR690L 接收中断触发,解码线程还原 24 位载波包,识别到配对传感器动作,推送对应防区事件。
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* **事件路由**:主循环轮询事件队列,若队列非空,`Key_Pop_Event()` 读出事件并分配给当前活跃应用的 `onEvent(evt)` 执行特异化响应。
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## 5. 持久化配置数据库架构
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手环配对防区数据存储在 STC32G 内置 Flash 的第 254 扇区:
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* **物理存储地址**:`0xFE0000` (末尾 512 字节)。
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* **数据库容量**:共 16 组传感器配置槽位。
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* **存储结构定义**:
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```c
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typedef struct {
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u8 flags_suffix; // 属性字节:Bit 7 代表有效标志 (1: 有效, 0: 空闲);Bit 0~6 代表法语防区名称的后缀序号 (01~99)
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u8 addr[3]; // 24位射频物理地址 (EV1527 地址 + 4位状态数据码)
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} Sensor_Slot;
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```
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## 6. 核心业务事件输入输出 (I/O) 架构明细表
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手环核心事件在整个框架中的端到端流动及消耗链路如下:
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| 事件名称 | 输入源 (触发条件与参数) | 事件总线流转 (产生端 -> 分发端) | 活跃 APP 消费处理 (逻辑响应与动作) |
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| :--- | :--- | :--- | :--- |
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| **按键操作事件**<br>`KEY_EVENT` | **源**:Pin 30/31/32 (Port 0) 下降沿中断。<br>**参数**:▲/▼/■ (短按/长按)。 | **产生**:`KEY` 驱动 10ms 中断消抖扫描包装。<br>**分发**:`Event_Queue_Push` 压入队列,主循环调用 `Event_Dispatcher_Loop` 传入活跃 App。 | **待机应用**:长按确认键 3 秒,调用 `StartApp(APP_MENU)`;<br>**菜单应用**:短按 ▲/▼ 键移动高亮焦点;短按确认键调用 `StartApp` 进入对应子设置应用。 |
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| **主动求救事件**<br>`SOS_ACTIVE_EVENT` | **源**:Pin 27 (`P2.6`) SOS 物理键拉低。 | **产生**:检测到低电平,直接压入事件队列 `KEY_SOS_ACTIVE`。<br>**分发**:主循环捕获,APP 管理器强制抢占调用 `StartApp(APP_SOS)`。 | **SOS报警应用**:<br>1. 显示: OEL 屏亮起 `SOS EMIS`;<br>2. 灯效:WS2812B 红色交替闪烁 (50ms);<br>3. 马达:开启间歇长振 (振1000ms,停200ms);<br>4. 射频:启动发送线程周期性(2s)发射手环 Factory ID 及 `0x08` (SOS) 包。 |
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| **无线对码捕获事件**<br>`RF_PAIR_RECV_EVENT` | **源**:Pin 22 (`P2.1`) 沿变化中断。<br>**参数**:EV1527 24位对码信号。 | **产生**:RF 驱动解调同步头并还原二进制码字。<br>**分发**:包装为 `RF_EVENT_PAIR` 传入事件队列,主循环分发。 | **配对应用**:<br>1. 状态:跳转进入 `STATE_PAIR_CONFIRM` (微调保存页);<br>2. 显示:只读显示自动识别 of 传感器类型及大图标;<br>3. 马达:短振 300ms 提醒成功;<br>4. 交互:通过按键微调序号并写入 Flash 数据库。 |
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| **传感器入侵警报事件**<br>`RF_ALARM_RECV_EVENT` | **源**:Pin 22 (`P2.1`) 沿变化中断。<br>**参数**:传感器物理地址 + 4位状态码。 | **产生**:RF 驱动还原码字。<br>**分发**:主循环比对 Flash 数据库匹配槽位成功,触发防区报警事件。 | **警报应用**:若该防区为 ZONE 0 (24h) 或处于已布防,APP管理器启动 `StartApp(APP_ALARM)`。<br>1. 显示:OLED 刷红边框与对应大图标,显示入侵警报文字;<br>2. 灯效:同步闪烁该防区专属色彩;<br>3. 马达:输出对应防区的特定异步振动波形。 |
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| **系统自动休眠事件**<br>`AUTO_SLEEP_EVENT` | **源**:软件时钟计时 `inactivity_timer >= 1000` (10s)。 | **产生**:Timer1 中断秒分频累加。<br>**分发**:触发超时休眠事件,分发至当前应用。 | **所有非警报应用**:执行 `onClose()` $
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ightarrow$ 调用 PM 模块拉低 `SHUT=0`(Pin 23)彻底切断屏幕供电 $
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ightarrow$ 配置 GPIO 变化中断和无线唤醒源 $
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ightarrow$ 执行 `PCON|=0x02` 进入停机休眠。 |
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# 架构设计说明书 (Docs/30_architecture/main.md)
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本章节定义手环的系统软硬件架构设计,包括引脚分配、基于事件驱动的 APP 框架微内核设计、事件生命周期流转机制以及持久化数据存储结构。
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## 1. 硬件原理图与引脚分配架构
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手环的完整电路连接设计参见以下 KiCad 硬件工程文件:
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* **硬件原理图**:[text.kicad_sch](file:///c:/workfile/105/stc32g12k128/Hardware/text.kicad_sch)
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* **PCB 布局图**:[text.kicad_pcb](file:///c:/workfile/105/stc32g12k128/Hardware/text.kicad_pcb)
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主控芯片采用 **STC32G12K128**(工作频率 24.0 MHz,单周期 8051 内核,32位乘除法器)。
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显示端采用 **Truly 0.95寸 AMOLED 屏幕**,物理分辨率为 **120x240 像素**,控制芯片为 **RM69310**。
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### 1.1 GPIO 物理映射表
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| 芯片引脚号 | 引脚名称 | 逻辑网络标号 | IO 模式 | 连接外设与功能描述 |
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| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
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| **Pin 1** | `P1.0` | `DIS_RST` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕复位控制脚 (RESET) |
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| **Pin 2** | `P1.1` | `SPI_DCX` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 数据/指令选择脚 (D/C) |
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| **Pin 3** | `P1.4` | `SPI_SDI` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行数据输入 (MOSI/SDA) |
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| **Pin 4** | `P1.5` |`SPI_CLK` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行时钟信号 (SCL) |
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| **Pin 5** | `P1.6` | `SPI_CS` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 片选信号 (CS) |
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| **Pin 6** | `P1.7` | `SPI_SDO` | 推挽输出 | Truly AMOLED 屏幕 SPI 串行数据输出 (MISO) |
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| **Pin 10** | `Vcc` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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| **Pin 11** | `VREF+` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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| **Pin 12** | `GND` | `+3.3V` | 电源 | 屏幕/系统 3.3V 逻辑供电 |
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||||
| **Pin 13** |`P3.1` |`RXD` | 高阻输入 | 串口 1 (UART1) 接收脚 |
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||||
| **Pin 14** | `P3.0` | `TXD` | 推挽输出 | 串口 1 (UART1) 发送脚 |
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||||
| **Pin 19** | `P3.6` | `RF_TX_DAT` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片发射调制数据输入引脚 |
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||||
| **Pin 20** | `P3.7` | `RF_RX` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片接收使能控制引脚 |
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||||
| **Pin 21** | `P2.0` | `RF_TX` | 推挽输出 | LR690L 射频芯片发射使能控制引脚 |
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||||
| **Pin 22** | `P2.1` | `RF_RX_DATA` | 输入中断 | LR690L 433MHz 射频接收芯片数据输出脚 |
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||||
| **Pin 23** | `P2.2` |`SHUT` | 推挽输出 | OLED 供电芯片 SGM3833 控制引脚。高电平开启供电 |
|
||||
| **Pin 24** | `P2.3` | `LED_RGB` | SPI MOSI | WS2812B 级联双幻彩灯珠 DIN 控制信号 |
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||||
| **Pin 26** | `P2.5` | `MOTOR_PWM` | 推挽输出 | 连接振动马达驱动电路。高电平震动,低电平静止 |
|
||||
| **Pin 27** | `P2.6` | `KEY_SOS` | 高阻输入 + 上拉 | 上部并联 SOS 求救按键,按下为低电平 |
|
||||
| **Pin 28** | `P2.7` | `DET` | 高阻输入 | USB 插入充电检测引脚,高电平代表正在充电 |
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||||
| **Pin 29** | `P0.0` | `BAT_ADC` | ADC 输入 | 电池电压采集 |
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||||
| **Pin 30** | `P0.1` | `KEY_UP` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ▲ (上移),按下为低电平 |
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||||
| **Pin 31** | `P0.2` | `KEY_CONFIRM` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ■ (确认/菜单),按下为低电平 |
|
||||
| **Pin 32** | `P0.3` | `KEY_DOWN` | 高阻输入 + 上拉 | 侧边按键 ▼ (下移),按下为低电平 |
|
||||
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---
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## 2. 软件事件驱动 APP 框架 (Event-Driven App-Framework)
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||||
手环软件系统摒弃了传统的单线程前后台大循环设计,采用分层明确的 **事件驱动式 APP 框架** 架构。
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### 2.1 五层软件架构模型
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```mermaid
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graph BT
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%% 自下而上的 5 层软件依赖拓扑
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subgraph Layer5 ["5. 应用业务层 Applications"]
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subgraph FG_Apps ["前台应用 Foreground Apps"]
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||||
ClockApp["时钟应用 ClockApp"]
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||||
MenuApp["菜单应用 MenuApp"]
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||||
PairApp["配对应用 PairApp"]
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||||
AlarmApp["报警应用 AlarmApp"]
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||||
SOSApp["求救应用 SOSApp"]
|
||||
end
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||||
subgraph BG_Apps ["后台应用 Background Apps"]
|
||||
BgMonitor["后台监测 BgMonitor"]
|
||||
end
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||||
ActiveApp["当前活跃应用 ActiveApp"]
|
||||
end
|
||||
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||||
subgraph Layer4 ["4. 应用管理层 APP Management"]
|
||||
AppManager["APP 管理器 AppManager"]
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||||
Lifecycle["生命周期调度机 Lifecycle"]
|
||||
EventRouter["事件路由器 EventRouter"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
subgraph Layer3 ["3. 事件管理与总线层 Event Layer"]
|
||||
EventDispatcher["事件分配器 EventDispatcher"]
|
||||
EventQueue["事件环形缓冲区 EventQueue (深度8)"]
|
||||
EmergencyPath["紧急事件直通路径 EmergencyBypass"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
subgraph Layer2 ["2. 中断与驱动层 Drivers"]
|
||||
ExtInt["外部中断 KEY/RF"]
|
||||
TimeInt["时钟中断 Timer1 1ms"]
|
||||
ADC_Drv["ADC 电量采集"]
|
||||
LCD_Drv["LCD 屏幕绘制"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
subgraph Layer1 ["1. 硬件实体层 STC32 HW"]
|
||||
MCU["STC32G 单片机核心"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
%% 单向数据与控制交互 (自下而上)
|
||||
MCU ===> Layer2
|
||||
Layer2 ===>|异步推送事件| Layer3
|
||||
Layer3 ===>|事件分发路由| Layer4
|
||||
Layer4 ===>|生命周期回调与事件分发| FG_Apps
|
||||
Layer4 ===>|事件广播| BG_Apps
|
||||
Layer5 ===>|调用显示/报警动作| Layer2
|
||||
|
||||
%% 紧急事件直通路径
|
||||
Layer2 -.->|紧急事件| EmergencyPath
|
||||
EmergencyPath -.->|直接调用| AppManager
|
||||
```
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||||
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||||
### 2.2 应用类型划分
|
||||
|
||||
系统将应用分为两大类:
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||||
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||||
| 应用类型 | 标识 | 特性 | 典型应用 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
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||||
| **前台应用** | `APP_TYPE_FOREGROUND` | 独占屏幕显示,响应用户交互,一次只有一个活跃 | 时钟、菜单、配对、报警、SOS |
|
||||
| **后台应用** | `APP_TYPE_BACKGROUND` | 无屏幕显示,持续运行监听特定事件 | 射频监测、系统守护 |
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||||
|
||||
### 2.3 事件优先级体系
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||||
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||||
系统定义四级事件优先级,支持紧急事件跳过队列直接处理:
|
||||
|
||||
| 优先级 | 标识 | 描述 | 处理方式 | 典型事件 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **低** | `EVENT_PRIORITY_LOW` | 系统内部事件,如定时更新 | 入队等待处理 | 时钟分钟更新 |
|
||||
| **正常** | `EVENT_PRIORITY_NORMAL` | 普通用户交互事件 | 入队等待处理 | 按键单击、菜单导航 |
|
||||
| **高** | `EVENT_PRIORITY_HIGH` | 报警相关事件 | 入队优先处理 | 传感器入侵警报 |
|
||||
| **紧急** | `EVENT_PRIORITY_URGENT` | 最高优先级事件 | **跳过队列直接分发** | SOS求救、紧急按键 |
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 3. 应用生命周期机制 (APP Lifecycle)
|
||||
|
||||
手环中运行的各个子功能页面(如时钟、菜单、对码、布防)均被抽象为独立的 **App 实例**。每个 App 必须注册并实现以下生命周期回调接口:
|
||||
|
||||
### 3.1 应用描述符结构
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef struct {
|
||||
AppID app_id; // 应用程序 ID (APP_ID_CLOCK/MENU/PAIR/ALARM/SOS)
|
||||
AppType app_type; // 应用类型 (前台 APP_TYPE_FOREGROUND / 后台 APP_TYPE_BACKGROUND)
|
||||
char *app_name; // 应用名称(用于调试日志)
|
||||
|
||||
AppStartFunc OnStart; // 启动回调:应用切入前台,加载资源、初始化显示
|
||||
AppRunFunc onRun; // 循环回调:主循环轮询调用,执行非阻塞业务逻辑
|
||||
AppCloseFunc onClose; // 关闭回调:应用退出前台,保存状态、清理外设
|
||||
AppEventFunc onEvent; // 事件回调:接收并处理来自事件层的系统事件,返回 EVENT_HANDLED/IGNORED
|
||||
|
||||
bit is_active; // 当前是否活跃(仅对前台应用有效)
|
||||
bit is_running; // 应用是否处于运行状态(用于CPU占用控制)
|
||||
} WristbandApp;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.2 事件处理返回值
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
EVENT_HANDLED, // 事件已处理,停止分发
|
||||
EVENT_IGNORED // 事件未处理,继续传递给下一个应用
|
||||
} EventResult;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.3 活跃应用切换逻辑 (APP Switch)
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||||
|
||||
1. 当调用 `AppManager_StartApp(target_app_id)` 时:
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||||
* 触发当前活跃应用的 `onClose()` 接口,执行现场保存及关屏/停振等外设清理。
|
||||
* 更新活跃应用指针 `active_app` 指向新 App。
|
||||
* 触发新活跃应用的 `OnStart()` 接口,执行初始画面的绘制。
|
||||
|
||||
2. 在主循环中,系统不断执行当前活跃应用的 `onRun()` 接口,以维护非阻塞的页面动画或等待超时逻辑。
|
||||
|
||||
### 3.4 CPU 占用控制机制
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||||
|
||||
为防止单个应用长时间占用 CPU 导致系统响应迟钝,框架引入 **onRun 执行时间限制**:
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||||
|
||||
* **时间阈值**:`APP_ONRUN_MAX_TICKS`(默认 5ms,可配置)
|
||||
* **监控机制**:每次调用 `onRun()` 前记录当前 `ms_tick`,返回后计算执行耗时
|
||||
* **超时处理**:若执行时间超过阈值,将应用的 `is_running` 标记为 0,暂停其 `onRun()` 调用,允许下一次循环恢复
|
||||
|
||||
```
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||||
onRun() 执行流程:
|
||||
1. 记录开始时间 start_tick = ms_tick
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||||
2. 执行应用的 onRun() 回调
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||||
3. 计算耗时 elapsed = ms_tick - start_tick
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||||
4. 若 elapsed > APP_ONRUN_MAX_TICKS → 设置 is_running = 0(暂停)
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||||
5. 否则保持 is_running = 1(继续)
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||||
```
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||||
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---
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||||
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||||
## 4. 事件采集、缓冲与流转机制 (Event Bus)
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||||
事件总线层是实现前后台解耦的核心,支持多级优先级、紧急直通和事件丢弃机制。
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||||
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||||
### 4.1 事件流转完整架构
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||||
|
||||
```mermaid
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||||
graph TD
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||||
%% 事件产生层
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||||
HW_Sig["物理引脚状态跳变"] -->|电平变化中断| Driver["驱动中断 ISR"]
|
||||
Driver -->|消抖/解调| Packer["封装统一事件 SystemEvent"]
|
||||
|
||||
%% 优先级判断与分流
|
||||
Packer -->|判断优先级| PriorityJudge{"优先级判断"}
|
||||
|
||||
%% 紧急事件直通路径
|
||||
PriorityJudge -->|URGENT| EmergencyDispatch["EventQueue_EmergencyDispatch()"]
|
||||
EmergencyDispatch -->|直接调用| AppMgr["APP 管理器"]
|
||||
|
||||
%% 普通事件队列路径
|
||||
PriorityJudge -->|非URGENT| Queue["EventQueue 环形缓冲区 (深度8)"]
|
||||
Queue -->|主循环轮询| MainLoop["MainLoop 轮询读取"]
|
||||
MainLoop -->|事件分发| AppMgr
|
||||
|
||||
%% 应用层处理
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||||
AppMgr -->|步骤1: 前台优先| FG_App["当前活跃前台应用 active_app"]
|
||||
FG_App -->|返回 EVENT_IGNORED| BG_Check{"后台应用检查"}
|
||||
FG_App -->|返回 EVENT_HANDLED| Done["事件处理完成"]
|
||||
|
||||
BG_Check -->|存在后台应用| BG_Apps["遍历所有后台应用"]
|
||||
BG_Check -->|无后台应用| Discard["事件丢弃"]
|
||||
|
||||
BG_Apps -->|某后台返回 EVENT_HANDLED| Done
|
||||
BG_Apps -->|所有后台返回 EVENT_IGNORED| Discard
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4.2 事件分发优先级规则
|
||||
|
||||
事件在应用层的分发遵循以下严格顺序:
|
||||
|
||||
```
|
||||
事件分发流程:
|
||||
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ 1. 优先分发给当前活跃的前台应用 (active_app->onEvent()) │
|
||||
│ ├── 返回 EVENT_HANDLED → 事件处理完成,结束分发 │
|
||||
│ └── 返回 EVENT_IGNORED → 继续下一步 │
|
||||
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ 2. 分发给所有后台应用 (遍历 app_registry) │
|
||||
│ ├── 跳过非后台应用和未注册应用 │
|
||||
│ ├── 逐个调用 bg_app->onEvent() │
|
||||
│ ├── 某后台返回 EVENT_HANDLED → 事件处理完成,结束分发 │
|
||||
│ └── 所有后台返回 EVENT_IGNORED → 继续下一步 │
|
||||
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ 3. 事件被丢弃(无应用处理该事件) │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4.3 扩展事件结构体
|
||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
|
||||
KeyEvent key_event; // 原始按键事件
|
||||
EventPriority priority; // 事件优先级 (LOW/NORMAL/HIGH/URGENT)
|
||||
u32 extra_data; // 额外数据(如射频地址、时间信息等)
|
||||
u8 extra_size; // 额外数据有效字节数
|
||||
} SystemEvent;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4.4 环形事件缓冲区 (EventQueue)
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||||
|
||||
为防止高速按键或多输入源并发导致事件丢失,系统建立一个深度为 **8 级** 的环形事件队列:
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||||
|
||||
* **队列深度**:`EVENT_QUEUE_DEPTH = 8`
|
||||
* **入队操作**:`EventQueue_Push(evt)` — 非阻塞,队列满时返回 0(丢弃事件)
|
||||
* **出队操作**:`EventQueue_Pop()` — 返回队首事件,队空时返回空事件
|
||||
* **中断保护**:队列操作时禁用全局中断 (`EA=0`),操作完成后恢复 (`EA=1`),确保原子性
|
||||
* **紧急直通**:`EventQueue_EmergencyDispatch(evt)` — 跳过队列,直接调用 `AppManager_DispatchEvent()`
|
||||
|
||||
#### 队列内部结构
|
||||
|
||||
```c
|
||||
static SystemEvent event_queue[EVENT_QUEUE_DEPTH]; // 环形缓冲区存储
|
||||
static u8 queue_head = 0; // 读指针:指向即将读取的位置
|
||||
static u8 queue_tail = 0; // 写指针:指向即将写入的位置
|
||||
static u8 queue_count = 0; // 当前队列中的事件数量
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 队列操作流程
|
||||
|
||||
```
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||||
入队 (Push):
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||||
1. 检查队列是否已满 → 满则返回失败
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||||
2. 禁用中断 (EA=0)
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||||
3. event_queue[queue_tail] = evt
|
||||
4. queue_tail = (queue_tail + 1) % EVENT_QUEUE_DEPTH
|
||||
5. queue_count++
|
||||
6. 恢复中断 (EA=1)
|
||||
7. 返回成功
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||||
|
||||
出队 (Pop):
|
||||
1. 检查队列是否为空 → 空则返回空事件
|
||||
2. 禁用中断 (EA=0)
|
||||
3. evt = event_queue[queue_head]
|
||||
4. queue_head = (queue_head + 1) % EVENT_QUEUE_DEPTH
|
||||
5. queue_count--
|
||||
6. 恢复中断 (EA=1)
|
||||
7. 返回事件
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4.5 事件产生机制
|
||||
|
||||
#### 按键事件产生
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||||
* Timer1 定时器每 10ms 中断扫描物理引脚
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||||
* 判定有效按键后执行 `EventQueue_Push()` 或 `EventQueue_EmergencyDispatch()`(SOS事件)
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||||
|
||||
#### RF 事件产生
|
||||
* LR690L 接收中断触发,解码线程还原 24 位载波包
|
||||
* 识别到配对传感器动作,推送对应防区事件
|
||||
|
||||
#### 系统事件产生
|
||||
* 定时器分钟变化时推送时钟更新事件(低优先级)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 5. 持久化配置数据库架构
|
||||
|
||||
手环配对防区数据存储在 STC32G 内置 Flash 的第 254 扇区:
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||||
* **物理存储地址**:`0xFE0000` (末尾 512 字节)。
|
||||
* **数据库容量**:共 16 组传感器配置槽位。
|
||||
* **存储结构定义**:
|
||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
|
||||
u8 flags_suffix; // 属性字节:Bit 7 代表有效标志 (1: 有效, 0: 空闲);Bit 0~6 代表法语防区名称的后缀序号 (01~99)
|
||||
u8 addr[3]; // 24位射频物理地址 (EV1527 地址 + 4位状态数据码)
|
||||
} Sensor_Slot;
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 6. 核心业务事件输入输出 (I/O) 架构明细表
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||||
|
||||
手环核心事件在整个框架中的端到端流动及消耗链路如下:
|
||||
|
||||
| 事件名称 | 输入源 (触发条件与参数) | 事件优先级 | 流转方式 | 活跃 APP 消费处理 (逻辑响应与动作) |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **按键操作事件**<br>`KEY_EVENT` | **源**:Pin 30/31/32 (Port 0) 下降沿中断。<br>**参数**:▲/▼/■ (短按/长按)。 | NORMAL | **入队**:`EventQueue_Push` 压入队列 | **待机应用**:长按确认键 3 秒,调用 `StartApp(APP_MENU)`;<br>**菜单应用**:短按 ▲/▼ 键移动高亮焦点;短按确认键调用 `StartApp` 进入对应子设置应用。 |
|
||||
| **主动求救事件**<br>`KEY_EVENT_SOS_CLICK` / `KEY_EVENT_SOS_LONG` | **源**:Pin 27 (`P2.6`) SOS 物理键拉低。<br>**参数**:短按触发 `KEY_EVENT_SOS_CLICK`,长按触发 `KEY_EVENT_SOS_LONG`。 | **URGENT** | **直通**:`EventQueue_EmergencyDispatch` 跳过队列直接分发 | **SOS报警应用**:<br>1. 显示:OLED 屏亮起 `SOS EMIS`;<br>2. 灯效:WS2812B 红色交替闪烁 (50ms);<br>3. 马达:开启间歇长振 (振1000ms,停200ms);<br>4. 射频:启动发送线程周期性(2s)发射手环 Factory ID 及 `0x08` (SOS) 包。 |
|
||||
| **无线对码捕获事件**<br>`RF_PAIR_RECV_EVENT` | **源**:Pin 22 (`P2.1`) 沿变化中断。<br>**参数**:EV1527 24位对码信号。 | NORMAL | **入队**:`EventQueue_Push` 压入队列 | **配对应用**:<br>1. 状态:跳转进入 `STATE_PAIR_CONFIRM` (微调保存页);<br>2. 显示:只读显示自动识别传感器类型及大图标;<br>3. 马达:短振 300ms 提醒成功;<br>4. 交互:通过按键微调序号并写入 Flash 数据库。 |
|
||||
| **传感器入侵警报事件**<br>`RF_ALARM_RECV_EVENT` | **源**:Pin 22 (`P2.1`) 沿变化中断。<br>**参数**:传感器物理地址 + 4位状态码。 | HIGH | **入队**:`EventQueue_Push` 压入队列 | **警报应用**:若该防区为 ZONE 0 (24h) 或处于已布防,APP管理器启动 `StartApp(APP_ALARM)`。<br>1. 显示:OLED 刷红边框与对应大图标,显示入侵警报文字;<br>2. 灯效:同步闪烁该防区专属色彩;<br>3. 马达:输出对应防区的特定异步振动波形。 |
|
||||
| **系统自动休眠事件**<br>`AUTO_SLEEP_EVENT` | **源**:软件时钟计时 `inactivity_timer >= 1000` (10s)。 | LOW | **入队**:`EventQueue_Push` 压入队列 | **所有非警报应用**:执行 `onClose()` → 调用 PM 模块拉低 `SHUT=0`(Pin 23)彻底切断屏幕供电 → 配置 GPIO 变化中断和无线唤醒源 → 执行 `PCON|=0x02` 进入停机休眠。 |
|
||||
| **中断唤醒系统事件**<br>`SYSTEM_WAKEUP_EVENT` | **源**:GPIO 按键下降沿或无线信号变化触发硬件唤醒。 | HIGH | **入队**:`EventQueue_Push` 压入队列 | **系统底层**:优先拉高 `SHUT=1` 重新开启 SGM3833 供电 → **阻塞强延时 50ms 避开浪涌** → 完整重新配置 RM69310 屏幕控制器 → 调用 `StartApp(APP_CLOCK)` 恢复时钟显示状态。 |
|
||||
|
||||
<!-- Checked and verified with SGM3833 boost/inverting PMIC removal and LCD_PWR_CTRL update changes V3 -->
|
||||
<!-- Updated with foreground/background app separation, event priority system, emergency dispatch, and CPU occupancy control -->
|
||||
|
||||
@@ -1,25 +1,413 @@
|
||||
# 模块拆分 - 应用执行层 (Docs/50_module-breakdown/mod-app.md)
|
||||
|
||||
本模块描述手环的 App 调度管理器(AppManager)、活跃前台应用生命周期钩子(OnStart, onRun, onClose, onEvent)以及各功能模块的页面渲染与状态机调度设计。
|
||||
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||||
## 1. 模块职责说明
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||||
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||||
* **职责范围**:
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||||
1. **应用生命周期调度 (AppManager)**:维护当前活跃应用的实例指针 `active_app`。当触发切换时,调用旧 App 的 `onClose()` 并调用新 App 的 `OnStart()`,初始化相应的视窗 GRAM。
|
||||
2. **待机时钟应用 (ClockApp)**:手环默认待机状态。中央以 `32x64px` 超大点阵渲染当前时分,右上角渲染 `16x32px` 电量百分比及充电指示 `+`;10秒无操作时触发睡眠调度。
|
||||
3. **主菜单应用 (MenuApp)**:单屏单条目显示交互。每次仅在中央渲染选中项的 `48x48px` 大图标,下方以大字渲染菜单名称,支持 ▲/▼ 键高亮切换,确认键进入对应子页面。
|
||||
4. **配对与微调应用 (PairApp)**:对码捕捉到未配对 24 位射频码时拉起。自动匹配识别传感器类型图标,提供 `32x64px` 超大微调序号选框(可通过 ▲/▼ 键在 `[01]`~`[99]` 之间滚动微调),确认后存入持久化 Flash。
|
||||
5. **传感器报警应用 (AlarmApp)**:被后台监测唤醒拉起。识别触发的对码槽位,屏幕闪烁红色粗边框,中央渲染该类传感器的 `48x48px` 警报大图标与防区前缀,调度对应的专属马达振动波形与 LED 警示颜色。
|
||||
6. **主动求救应用 (SOSApp)**:在待机时短按/长按 SOS 物理按键(Pin 27 / `P2.6`)拉起。屏幕高亮显示 `SOS EMIS`;调度发射模块以 2 秒为周期循环向外界发射 `0x08` (SOS) 无线电数据;触发最高优先级的持续马达震动及红色幻彩灯交替爆闪。
|
||||
本模块描述手环的 App 调度管理器(AppManager)、前台/后台应用架构、生命周期钩子(OnStart, onRun, onClose, onEvent)、事件分发机制、CPU占用控制以及各功能模块的页面渲染与状态机调度设计。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 2. 接口与函数说明
|
||||
## 1. 模块职责说明
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||||
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||||
* `void AppManager_Init(void)`:注册所有 WristbandApp 页面实例并设置默认活跃 App 指针为 ClockApp。
|
||||
* `void StartApp(u8 app_id)`:执行应用切换动作。安全切出旧前台应用并唤醒载入新应用。
|
||||
* `void CloseApp(void)`:退出当前活跃 App 实例,默认回退至待机时钟 ClockApp。
|
||||
* `void UI_ShowClockPage(SystemState state, u8 hour, u8 min)`:ClockApp 的专有刷屏绘制函数。
|
||||
* `void UI_ShowMenuPage(u8 selected_item)`:MenuApp 的专有菜单绘制函数。
|
||||
* `void UI_ShowPairConfirmPage(u8 type, u8 selected_suffix)`:PairApp 对码序号微调与保存绘制函数。
|
||||
* `void UI_ShowAlarmPage(u8 type, char *name_prefix, u8 suffix_num)`:AlarmApp 入侵警报粗红框与大图标绘制函数。
|
||||
### 1.1 核心职责
|
||||
|
||||
| 职责领域 | 描述 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| **应用生命周期管理** | 维护应用注册表,管理应用的启动、切换、关闭流程 |
|
||||
| **前台/后台应用分离** | 支持前台应用独占屏幕和后台应用持续监听的双轨运行模式 |
|
||||
| **事件分发路由** | 实现前台优先、后台兜底、未处理丢弃的事件分发策略 |
|
||||
| **CPU占用控制** | 监控应用 onRun() 执行时间,防止单个应用长时间占用CPU |
|
||||
| **应用状态维护** | 维护活跃应用指针、应用运行状态标记等核心数据结构 |
|
||||
|
||||
### 1.2 应用类型划分
|
||||
|
||||
系统将应用分为两大类,通过 `AppType` 枚举区分:
|
||||
|
||||
| 应用类型 | 标识 | 特性 | 生命周期 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **前台应用** | `APP_TYPE_FOREGROUND` | 独占屏幕显示,响应用户交互,一次只有一个活跃 | `OnStart` → `onRun`(循环) → `onClose` |
|
||||
| **后台应用** | `APP_TYPE_BACKGROUND` | 无屏幕显示,持续运行监听特定事件,可多个同时运行 | 注册后自动运行,无显式启动/关闭 |
|
||||
|
||||
### 1.3 应用列表
|
||||
|
||||
| 应用ID | 应用名称 | 类型 | 职责描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `APP_ID_CLOCK` | ClockApp | 前台 | 待机时钟应用,中央以 32x64px 超大点阵渲染当前时分,右上角渲染 16x32px 电量百分比及充电指示;后台监听射频报警信号 |
|
||||
| `APP_ID_MENU` | MenuApp | 前台 | 主菜单应用,单屏单条目显示交互,支持 ▲/▼ 键高亮切换,确认键进入对应子页面 |
|
||||
| `APP_ID_PAIR` | PairApp | 前台 | 配对与微调应用,对码捕捉到未配对 24 位射频码时拉起,提供微调序号选框,确认后存入持久化 Flash |
|
||||
| `APP_ID_ALARM` | AlarmApp | 前台 | 传感器报警应用,被后台监测唤醒拉起,屏幕闪烁红色粗边框,调度马达振动波形与 LED 警示颜色 |
|
||||
| `APP_ID_SOS` | SOSApp | 前台 | 主动求救应用,短按/长按 SOS 物理按键拉起,周期性发射 0x08 (SOS) 无线电数据,触发最高优先级的持续马达震动及红色幻彩灯爆闪 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 2. 核心数据结构
|
||||
|
||||
### 2.1 应用描述符结构 (WristbandApp)
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef struct {
|
||||
AppID app_id; // 应用唯一标识 (APP_ID_CLOCK/MENU/PAIR/ALARM/SOS)
|
||||
AppType app_type; // 应用类型 (APP_TYPE_FOREGROUND / APP_TYPE_BACKGROUND)
|
||||
char *app_name; // 应用名称(用于调试日志输出)
|
||||
|
||||
// 生命周期回调函数指针
|
||||
void (*OnStart)(void); // 启动回调:应用切入前台,加载资源、初始化显示
|
||||
void (*onRun)(void); // 循环回调:主循环轮询调用,执行非阻塞业务逻辑
|
||||
void (*onClose)(void); // 关闭回调:应用退出前台,保存状态、清理外设
|
||||
EventResult (*onEvent)(SystemEvent evt); // 事件回调:接收并处理系统事件
|
||||
|
||||
// 运行状态标记
|
||||
bit is_active; // 当前是否活跃(仅对前台应用有效,标识是否在前台运行)
|
||||
bit is_running; // 应用是否处于运行状态(用于CPU占用控制,标记是否允许调用onRun)
|
||||
} WristbandApp;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.2 应用ID枚举
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
APP_ID_CLOCK, // 0: 待机时钟应用
|
||||
APP_ID_MENU, // 1: 主菜单应用
|
||||
APP_ID_PAIR, // 2: 配对与微调应用
|
||||
APP_ID_ALARM, // 3: 传感器报警应用
|
||||
APP_ID_SOS, // 4: 主动求救应用
|
||||
APP_ID_MAX // 5: 应用数量上限(用于数组大小)
|
||||
} AppID;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.3 应用类型枚举
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
APP_TYPE_FOREGROUND, // 前台应用:独占屏幕和用户交互
|
||||
APP_TYPE_BACKGROUND // 后台应用:无屏幕显示,仅监听事件
|
||||
} AppType;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.4 事件处理返回值
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
EVENT_HANDLED, // 事件已处理,停止继续分发
|
||||
EVENT_IGNORED // 事件未处理,继续传递给下一个应用
|
||||
} EventResult;
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 3. 应用管理器核心接口
|
||||
|
||||
### 3.1 初始化与注册接口
|
||||
|
||||
| 接口名称 | 函数签名 | 功能描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `AppManager_Init` | `void AppManager_Init(void)` | 初始化应用管理器,初始化应用注册表,设置默认活跃应用为 ClockApp |
|
||||
| `AppManager_RegisterApp` | `void AppManager_RegisterApp(AppID app_id, AppType app_type, char *app_name, AppStartFunc on_start, AppRunFunc on_run, AppCloseFunc on_close, AppEventFunc on_event)` | 注册应用到注册表,绑定生命周期回调函数 |
|
||||
|
||||
### 3.2 应用切换接口
|
||||
|
||||
| 接口名称 | 函数签名 | 功能描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `AppManager_StartApp` | `void AppManager_StartApp(AppID app_id)` | 启动指定应用:关闭当前活跃应用 → 切换活跃应用指针 → 启动新应用 |
|
||||
| `AppManager_CloseApp` | `void AppManager_CloseApp(void)` | 关闭当前活跃应用,回退到默认应用(ClockApp) |
|
||||
| `AppManager_GetActiveAppID` | `AppID AppManager_GetActiveAppID(void)` | 获取当前活跃应用的 ID |
|
||||
|
||||
### 3.3 事件分发接口
|
||||
|
||||
| 接口名称 | 函数签名 | 功能描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `AppManager_DispatchEvent` | `void AppManager_DispatchEvent(SystemEvent evt)` | 分发事件到应用层:前台优先 → 后台兜底 → 未处理丢弃 |
|
||||
| `AppManager_BroadcastToBackground` | `void AppManager_BroadcastToBackground(SystemEvent evt)` | 广播事件给所有后台应用(用于系统级事件) |
|
||||
| `AppManager_RunActiveApp` | `void AppManager_RunActiveApp(void)` | 运行当前活跃应用的 onRun 回调(带 CPU 占用控制) |
|
||||
|
||||
---
|
||||
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## 4. 应用生命周期调度机制
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### 4.1 生命周期状态转换
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```mermaid
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graph LR
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||||
subgraph 前台应用状态
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Idle["未注册 / 空闲"] -->|注册| Registered["已注册"]
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||||
Registered -->|StartApp| Active["活跃中 (OnStart)"]
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||||
Active -->|onRun循环| Running["运行中"]
|
||||
Running -->|StartApp(其他)| Closing["关闭中 (onClose)"]
|
||||
Closing -->|切换完成| Active
|
||||
Running -->|CloseApp| Closing
|
||||
Closing -->|回退完成| Default["默认状态 (ClockApp)"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
subgraph 后台应用状态
|
||||
BG_Idle["未注册"] -->|注册| BG_Running["持续运行"]
|
||||
BG_Running -->|接收事件| BG_Handling["事件处理中"]
|
||||
BG_Handling -->|处理完成| BG_Running
|
||||
end
|
||||
```
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||||
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||||
### 4.2 生命周期回调语义
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||||
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||||
| 回调函数 | 调用时机 | 职责要求 |
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||||
| :--- | :--- | :--- |
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||||
| `OnStart()` | 应用切入前台时 | 初始化显示、加载资源、重置状态变量 |
|
||||
| `onRun()` | 主循环每轮调用 | 执行非阻塞业务逻辑(如动画更新、超时检测),必须控制执行时间 |
|
||||
| `onClose()` | 应用退出前台时 | 保存状态、清理外设(关屏、停振、关闭射频等) |
|
||||
| `onEvent(evt)` | 收到事件时 | 处理事件,返回 `EVENT_HANDLED` 或 `EVENT_IGNORED` |
|
||||
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||||
### 4.3 应用切换流程
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||||
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||||
```
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AppManager_StartApp(target_app_id) 执行流程:
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1. 参数有效性检查
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├── app_id >= APP_ID_MAX → 返回错误
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├── 目标应用非前台应用 → 返回错误
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└── 目标应用未注册 (OnStart == NULL) → 返回错误
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2. 目标应用已是活跃应用 → 直接返回
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3. 关闭当前活跃应用
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└── active_app->onClose() → 清理外设、保存状态
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4. 切换活跃应用指针
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└── active_app = &app_registry[target_app_id]
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5. 启动新应用
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└── active_app->OnStart() → 初始化显示、加载资源
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```
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---
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||||
## 5. 事件分发机制
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### 5.1 事件分发优先级规则
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事件在应用层的分发遵循严格的优先级顺序,确保前台应用优先响应,后台应用作为兜底:
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```
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事件分发流程 (AppManager_DispatchEvent):
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||||
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┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
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||||
│ Step 1: 前台应用优先处理 │
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||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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||||
│ │ if (active_app != NULL && active_app->is_active) │ │
|
||||
│ │ { │ │
|
||||
│ │ result = active_app->onEvent(evt); │ │
|
||||
│ │ if (result == EVENT_HANDLED) │ │
|
||||
│ │ return; // 前台应用已处理,结束分发 │ │
|
||||
│ │ } │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ Step 2: 后台应用兜底处理 │
|
||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ for (i = 0; i < APP_ID_MAX; i++) │ │
|
||||
│ │ { │ │
|
||||
│ │ bg_app = &app_registry[i]; │ │
|
||||
│ │ // 跳过前台应用、未注册应用、非运行状态应用 │ │
|
||||
│ │ if (bg_app->app_type != APP_TYPE_BACKGROUND || │ │
|
||||
│ │ bg_app->onEvent == NULL || │ │
|
||||
│ │ !bg_app->is_running) │ │
|
||||
│ │ continue; │ │
|
||||
│ │ │ │
|
||||
│ │ result = bg_app->onEvent(evt); │ │
|
||||
│ │ if (result == EVENT_HANDLED) │ │
|
||||
│ │ return; // 某后台应用已处理,结束分发 │ │
|
||||
│ │ } │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ Step 3: 事件丢弃 │
|
||||
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ // 所有应用都未处理该事件,事件被丢弃 │ │
|
||||
│ │ // 可在此处添加日志记录(如果需要) │ │
|
||||
│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 5.2 事件处理示例
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||||
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||||
以下为各应用的典型事件处理行为:
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||||
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||||
| 事件类型 | ClockApp | MenuApp | PairApp | AlarmApp | SOSApp |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `KEY_EVENT_UP_CLICK` | IGNORED | HANDLED (上移) | IGNORED | HANDLED (清除) | IGNORED |
|
||||
| `KEY_EVENT_DOWN_CLICK` | IGNORED | HANDLED (下移) | IGNORED | HANDLED (清除) | IGNORED |
|
||||
| `KEY_EVENT_SOS_CLICK` | HANDLED (启动SOS) | IGNORED | IGNORED | HANDLED (清除) | IGNORED |
|
||||
| `KEY_EVENT_UP_DOWN_COMB` | HANDLED (启动Menu) | IGNORED | IGNORED | IGNORED | IGNORED |
|
||||
| `KEY_EVENT_SOS_LONG` | HANDLED (绑定IPC) | IGNORED | HANDLED (保存) | IGNORED | HANDLED (退出) |
|
||||
| `KEY_EVENT_DOWN_LONG` | IGNORED | HANDLED (返回) | HANDLED (退出) | IGNORED | HANDLED (退出) |
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
## 6. CPU 占用控制机制
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### 6.1 设计目的
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||||
为防止单个应用的 `onRun()` 回调长时间占用 CPU 导致系统响应迟钝或卡死,框架引入 **执行时间监控机制**。
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||||
|
||||
### 6.2 控制参数
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||||
|
||||
| 参数名称 | 定义 | 默认值 | 说明 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `APP_ONRUN_MAX_TICKS` | onRun 最大执行时间阈值 | 5 (ms) | 超过此时间则暂停应用运行 |
|
||||
|
||||
### 6.3 监控机制
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```
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||||
AppManager_RunActiveApp() 执行流程:
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1. 检查应用状态
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└── if (active_app == NULL || !active_app->is_active) → 直接返回
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2. 记录开始时间
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└── start_tick = ms_tick
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||||
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||||
3. 执行应用的 onRun() 回调
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||||
└── active_app->onRun()
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||||
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||||
4. 计算执行耗时
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||||
└── elapsed_ticks = ms_tick - start_tick
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||||
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||||
5. 判断是否超时
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||||
├── if (elapsed_ticks > APP_ONRUN_MAX_TICKS)
|
||||
│ └── active_app->is_running = 0 // 暂停应用
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||||
└── else
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||||
└── active_app->is_running = 1 // 继续运行
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||||
```
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||||
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||||
### 6.4 超时恢复
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||||
* 超时后应用的 `is_running` 标记被置为 0,下一次主循环将跳过该应用的 `onRun()` 调用
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||||
* 应用可在下一次循环中自动恢复运行(`is_running` 在 `onRun` 调用前被检查,调用后被更新)
|
||||
* 此机制不会杀死应用,仅暂停其循环执行,允许应用在后续恢复
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
## 7. 应用实现细节
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||||
### 7.1 ClockApp(时钟应用)
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||||
**职责**:待机时钟显示、后台射频监测
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||||
|
||||
**生命周期实现**:
|
||||
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||||
| 回调 | 实现逻辑 |
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||||
| :--- | :--- |
|
||||
| `OnStart` | 初始化状态为 NORMAL,设置重绘标志 |
|
||||
| `onRun` | 分钟变化时重绘时钟;后台监听射频信号,匹配到已配对传感器触发报警 |
|
||||
| `onClose` | 清理资源 |
|
||||
| `onEvent` | 处理组合键进入菜单、SOS 按键进入求救模式、长按绑定 IPC |
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||||
|
||||
### 7.2 MenuApp(菜单应用)
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||||
|
||||
**职责**:主菜单导航
|
||||
|
||||
**生命周期实现**:
|
||||
|
||||
| 回调 | 实现逻辑 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| `OnStart` | 初始化菜单选择项为 0,关闭射频,显示菜单页面 |
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||||
| `onRun` | 无持续运行逻辑 |
|
||||
| `onClose` | 重新开启射频接收 |
|
||||
| `onEvent` | 处理上/下键切换菜单项、确认键进入配对、长按返回时钟 |
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||||
|
||||
### 7.3 PairApp(配对应用)
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||||
|
||||
**职责**:传感器配对与保存
|
||||
|
||||
**生命周期实现**:
|
||||
|
||||
| 回调 | 实现逻辑 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| `OnStart` | 进入等待状态,开启射频接收,显示雷达搜索页面 |
|
||||
| `onRun` | 更新雷达动画;监听射频信号捕获对码;检测超时 |
|
||||
| `onClose` | 关闭射频,重置配对状态 |
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||||
| `onEvent` | 处理长按退出、确认保存对码 |
|
||||
|
||||
### 7.4 AlarmApp(报警应用)
|
||||
|
||||
**职责**:入侵警报显示与响应
|
||||
|
||||
**生命周期实现**:
|
||||
|
||||
| 回调 | 实现逻辑 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| `OnStart` | 设置状态为 ALARM,显示报警页面,重置报警定时器 |
|
||||
| `onRun` | 控制报警边框闪烁效果 |
|
||||
| `onClose` | 停止报警效果(马达、LED),恢复正常状态 |
|
||||
| `onEvent` | 任何按键清除报警 |
|
||||
|
||||
### 7.5 SOSApp(求救应用)
|
||||
|
||||
**职责**:主动求救模式
|
||||
|
||||
**生命周期实现**:
|
||||
|
||||
| 回调 | 实现逻辑 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| `OnStart` | 设置状态为 SOS_EMITTED,显示 SOS 页面 |
|
||||
| `onRun` | 每 500ms 发射一次射频求救帧;控制红色边框闪烁 |
|
||||
| `onClose` | 停止求救效果(马达、LED),恢复正常状态 |
|
||||
| `onEvent` | 长按任意键解除求救 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 8. 页面渲染接口
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||||
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||||
| 接口名称 | 函数签名 | 所属应用 | 功能描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `UI_ShowClockPage` | `void UI_ShowClockPage(SystemState state, u8 hour, u8 min)` | ClockApp | 绘制时钟页面,包含时间显示和电量指示 |
|
||||
| `UI_ShowPairMenuPage` | `void UI_ShowPairMenuPage(u8 selected_item)` | MenuApp | 绘制配对菜单页面,显示选中项图标和名称 |
|
||||
| `UI_ShowPairWaitPage` | `void UI_ShowPairWaitPage(u8 frame)` | PairApp | 绘制雷达搜索页面,包含动画帧 |
|
||||
| `UI_ShowPairConfirmPage` | `void UI_ShowPairConfirmPage(u32 addr)` | PairApp | 绘制配对确认页面,显示捕获到的射频地址 |
|
||||
| `UI_ShowPairSuccessPage` | `void UI_ShowPairSuccessPage(u32 addr)` | PairApp | 绘制配对成功页面 |
|
||||
| `UI_ShowPairFailPage` | `void UI_ShowPairFailPage(u8 reason)` | PairApp | 绘制配对失败页面 |
|
||||
| `UI_ShowAlarmPage` | `void UI_ShowAlarmPage(char *name, u8 severity)` | AlarmApp | 绘制报警页面,包含红色边框和传感器名称 |
|
||||
| `UI_ShowSosPage` | `void UI_ShowSosPage(void)` | SOSApp | 绘制 SOS 求救页面 |
|
||||
| `UI_ShowBindingPage` | `void UI_ShowBindingPage(void)` | ClockApp | 绘制 IPC 绑定页面 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 9. 应用注册表结构
|
||||
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||||
应用管理器维护一个静态数组 `app_registry[APP_ID_MAX]`,存储所有已注册的应用:
|
||||
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||||
```c
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||||
static WristbandApp app_registry[APP_ID_MAX];
|
||||
static WristbandApp *active_app = NULL; // 当前活跃前台应用指针
|
||||
#define DEFAULT_APP_ID APP_ID_CLOCK // 默认应用为时钟
|
||||
```
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||||
|
||||
注册流程:
|
||||
1. 系统初始化时调用 `AppManager_Init()` 初始化注册表
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||||
2. 各应用模块调用 `AppManager_RegisterApp()` 注册自身
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||||
3. 最后调用 `AppManager_Init()` 设置默认活跃应用
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||||
|
||||
---
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||||
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||||
## 10. 主循环集成
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||||
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||||
主循环中应用管理器的调用顺序:
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||||
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||||
```
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||||
while(1)
|
||||
{
|
||||
// 1. 处理串口调试输入
|
||||
cmd = Uart_RxChar();
|
||||
if (cmd != '\0')
|
||||
// 解析命令,生成事件,调用 EventQueue_Push 或 EventQueue_EmergencyDispatch
|
||||
|
||||
// 2. 处理按键事件缓冲区
|
||||
if (key_event_buf != KEY_EVENT_NONE)
|
||||
// 生成事件,根据优先级选择入队或紧急分发
|
||||
key_event_buf = KEY_EVENT_NONE;
|
||||
|
||||
// 3. 处理事件队列
|
||||
while (!EventQueue_IsEmpty())
|
||||
{
|
||||
evt = EventQueue_Pop();
|
||||
AppManager_DispatchEvent(evt);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 4. 运行当前活跃应用(带CPU占用控制)
|
||||
AppManager_RunActiveApp();
|
||||
|
||||
// 5. 其他系统监控(如LED/马达状态输出)
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
@@ -1,29 +1,580 @@
|
||||
# 模块拆分 - 事件采集与总线分发管理 (Docs/50_module-breakdown/mod-event.md)
|
||||
|
||||
本模块描述系统输入事件采集(按键移位消抖滤波与 RF 自适应解调解码)、事件环形队列(EventQueue)缓冲以及事件输出分配(EventDispatcher)的整体流转规格。
|
||||
|
||||
## 1. 模块职责说明
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||||
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||||
* **职责范围**:
|
||||
1. **事件采集(按键输入)**:
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||||
* 在 Timer1 中断 (10ms 时基) 中以移位方式读取物理引脚 `KEY_UP` (P0.1), `KEY_CONFIRM` (P0.2), `KEY_DOWN` (P0.3), `KEY_SOS` (P2.6) 的电平状态,连续 3 次检测一致确立电平。
|
||||
* 物理确认键长按 3 秒生成 `KEY_EVENT_SOS_LONG`,下移键长按 2 秒生成 `KEY_EVENT_DOWN_LONG`,SOS键按下即刻产生最高优先级的 `KEY_SOS_ACTIVE` 求救事件。
|
||||
2. **事件采集(射频接收)**:
|
||||
* 当射频输入引脚 `RF_RX_DATA` (Pin 22 / `P2.1`) 发生电平沿变化时触发外部中断,定时器捕获高低电平比值。
|
||||
* 解调自适应基准 T。连续采集 24 个数据位并组合还原 20 位物理 ID 及 4 位状态码。解密通过后打包为无线对码事件 `RF_EVENT_PAIR` 或报警事件 `RF_EVENT_ALARM`。
|
||||
3. **多事件环形队列缓冲 (EventQueue)**:
|
||||
* 维护一个深度为 4 级的软件环形事件队列。按键和射频中断作为“事件产生者”非阻塞地向其中 Push 事件,隔离高频中断和低频业务交互。
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||||
4. **事件输出路由分发 (EventDispatcher)**:
|
||||
* 在主循环轮询中,若检测到队列非空,从中 Pop 弹出第一个有效事件。
|
||||
* 优先分发给物理强占型 APP(如 `KEY_SOS_ACTIVE` 强制启动 SOSApp);或分发给后台守护进程 `BgApp` 匹对防区决定是否唤醒 `AlarmApp`;其余常规交互事件分发给当前前台应用 `active_app->onEvent(evt)` 钩子。
|
||||
本模块描述系统输入事件采集(按键移位消抖滤波与 RF 自适应解调解码)、事件优先级体系、事件环形队列(EventQueue)缓冲、紧急事件直通机制以及事件输出分配(EventDispatcher)的整体流转规格。
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||||
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||||
---
|
||||
|
||||
## 2. 接口与函数说明
|
||||
## 1. 模块职责说明
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||||
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||||
* `void Event_Queue_Init(void)`:复位环形队列读写指针与总计数器。
|
||||
* `bit Event_Queue_Push(KeyEvent evt)`:非阻塞将物理采集的事件推入队列尾部,成功返回 1。
|
||||
* `KeyEvent Event_Queue_Pop(void)`:从队列头部弹出一个事件并返回,若空返回 `KEY_EVENT_NONE`。
|
||||
* `void Key_Scan_Process(void)`:Timer1 (10ms) 滴答调度。扫描物理引脚 P0.1-P0.3 / P2.6 并判定长短按逻辑,调用 `Event_Queue_Push` 产生输入源。
|
||||
* `bit EV1527_Decode(u32 *out_addr, u8 *out_type)`:无线引脚 `P2.1` 边沿触发,捕获解密数据,解密成功后由主轮询捕获并 Push 对应的射频事件。
|
||||
* `void Event_Dispatcher_Loop(void)`:主循环轮询总线路由器,调用 `Event_Queue_Pop()` 并分发路由。
|
||||
### 1.1 核心职责
|
||||
|
||||
| 职责领域 | 描述 |
|
||||
| :--- | :--- |
|
||||
| **事件采集(按键输入)** | 在 Timer1 中断 (10ms 时基) 中扫描物理引脚,判定有效按键后封装为事件 |
|
||||
| **事件采集(射频接收)** | 在外部中断中捕获射频信号,解调并还原 24 位载波包,封装为射频事件 |
|
||||
| **事件优先级管理** | 根据事件类型分配优先级,支持四级优先级体系 |
|
||||
| **事件队列缓冲** | 维护深度为 8 的环形事件队列,隔离高频中断和低频业务交互 |
|
||||
| **紧急事件直通** | 提供跳过队列直接分发的路径,确保紧急事件立即响应 |
|
||||
| **事件输出路由分发** | 在主循环中轮询队列,将事件分发给应用管理器 |
|
||||
|
||||
### 1.2 事件来源与优先级映射
|
||||
|
||||
| 事件来源 | 典型事件 | 优先级 | 处理方式 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **SOS 按键** | `KEY_EVENT_SOS_CLICK`, `KEY_EVENT_SOS_LONG` | URGENT | **紧急直通**,跳过队列 |
|
||||
| **射频报警** | `RF_EVENT_ALARM` | HIGH | 入队优先处理 |
|
||||
| **普通按键** | `KEY_EVENT_UP_CLICK`, `KEY_EVENT_DOWN_CLICK`, `KEY_EVENT_UP_DOWN_COMB` | NORMAL | 入队等待处理 |
|
||||
| **射频配对** | `RF_EVENT_PAIR` | NORMAL | 入队等待处理 |
|
||||
| **系统定时** | 时钟更新、超时检测 | LOW | 入队等待处理 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 2. 核心数据结构
|
||||
|
||||
### 2.1 扩展事件结构体 (SystemEvent)
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef struct {
|
||||
KeyEvent key_event; // 原始按键事件类型
|
||||
EventPriority priority; // 事件优先级 (LOW/NORMAL/HIGH/URGENT)
|
||||
u32 extra_data; // 额外数据(如射频地址、时间信息等)
|
||||
u8 extra_size; // 额外数据有效字节数
|
||||
} SystemEvent;
|
||||
```
|
||||
|
||||
**字段说明**:
|
||||
|
||||
| 字段 | 类型 | 描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `key_event` | `KeyEvent` | 按键事件的原始类型,如 `KEY_EVENT_UP_CLICK`、`KEY_EVENT_SOS_LONG` |
|
||||
| `priority` | `EventPriority` | 事件优先级,决定事件的处理路径(入队或直通) |
|
||||
| `extra_data` | `u32` | 额外携带的数据,用于传递射频地址、时间等信息 |
|
||||
| `extra_size` | `u8` | `extra_data` 中有效数据的字节数(0~4) |
|
||||
|
||||
### 2.2 事件优先级枚举
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
EVENT_PRIORITY_LOW, // 0: 低优先级:系统内部事件,如定时更新
|
||||
EVENT_PRIORITY_NORMAL, // 1: 正常优先级:大部分用户交互事件
|
||||
EVENT_PRIORITY_HIGH, // 2: 高优先级:报警相关事件
|
||||
EVENT_PRIORITY_URGENT // 3: 紧急优先级:SOS等,直接越过队列
|
||||
} EventPriority;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2.3 按键事件类型枚举
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef enum {
|
||||
KEY_EVENT_NONE, // 0: 无事件
|
||||
KEY_EVENT_UP_CLICK, // 1: 上键短按
|
||||
KEY_EVENT_UP_LONG, // 2: 上键长按
|
||||
KEY_EVENT_DOWN_CLICK, // 3: 下键短按
|
||||
KEY_EVENT_DOWN_LONG, // 4: 下键长按
|
||||
KEY_EVENT_SOS_CLICK, // 5: SOS键短按
|
||||
KEY_EVENT_SOS_LONG, // 6: SOS键长按
|
||||
KEY_EVENT_UP_DOWN_COMB // 7: 上下键组合
|
||||
} KeyEvent;
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 3. 事件队列模块
|
||||
|
||||
### 3.1 队列设计参数
|
||||
|
||||
| 参数名称 | 定义 | 默认值 | 说明 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `EVENT_QUEUE_DEPTH` | 队列深度(环形缓冲区大小) | 8 | 可配置,建议值为 4~16 |
|
||||
| `queue_head` | 读指针 | 0 | 指向即将读取的位置 |
|
||||
| `queue_tail` | 写指针 | 0 | 指向即将写入的位置 |
|
||||
| `queue_count` | 当前事件数量 | 0 | 范围 0~EVENT_QUEUE_DEPTH |
|
||||
|
||||
### 3.2 队列内部结构
|
||||
|
||||
```c
|
||||
static SystemEvent event_queue[EVENT_QUEUE_DEPTH]; // 环形缓冲区存储数组
|
||||
static u8 queue_head = 0; // 读指针:指向即将读取的位置
|
||||
static u8 queue_tail = 0; // 写指针:指向即将写入的位置
|
||||
static u8 queue_count = 0; // 当前队列中的事件数量
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.3 队列操作接口
|
||||
|
||||
| 接口名称 | 函数签名 | 返回值 | 功能描述 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `EventQueue_Init` | `void EventQueue_Init(void)` | 无 | 初始化队列:重置读写指针和计数器 |
|
||||
| `EventQueue_Push` | `bit EventQueue_Push(SystemEvent evt)` | `bit` (1=成功, 0=失败) | 非阻塞将事件推入队列尾部,队列满时返回 0 |
|
||||
| `EventQueue_Pop` | `SystemEvent EventQueue_Pop(void)` | `SystemEvent` | 从队列头部弹出一个事件,队空时返回空事件 |
|
||||
| `EventQueue_IsEmpty` | `bit EventQueue_IsEmpty(void)` | `bit` (1=空) | 判断队列是否为空 |
|
||||
| `EventQueue_IsFull` | `bit EventQueue_IsFull(void)` | `bit` (1=满) | 判断队列是否已满 |
|
||||
| `EventQueue_GetCount` | `u8 EventQueue_GetCount(void)` | `u8` | 获取队列中当前事件数量 |
|
||||
| `EventQueue_EmergencyDispatch` | `void EventQueue_EmergencyDispatch(SystemEvent evt)` | 无 | **紧急事件直通**:跳过队列直接调用应用管理器分发 |
|
||||
|
||||
### 3.4 队列操作流程
|
||||
|
||||
#### 入队操作 (EventQueue_Push)
|
||||
|
||||
```
|
||||
EventQueue_Push(evt) 执行流程:
|
||||
|
||||
1. 检查队列是否已满
|
||||
└── if (queue_count >= EVENT_QUEUE_DEPTH) → 返回 0(入队失败)
|
||||
|
||||
2. 禁用全局中断(保护队列操作原子性)
|
||||
└── EA = 0
|
||||
|
||||
3. 将事件写入环形缓冲区
|
||||
└── event_queue[queue_tail] = evt
|
||||
|
||||
4. 更新写指针(循环递增)
|
||||
└── queue_tail = (queue_tail + 1) % EVENT_QUEUE_DEPTH
|
||||
|
||||
5. 更新事件计数
|
||||
└── queue_count++
|
||||
|
||||
6. 恢复全局中断
|
||||
└── EA = 1
|
||||
|
||||
7. 返回成功
|
||||
└── return 1
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 出队操作 (EventQueue_Pop)
|
||||
|
||||
```
|
||||
EventQueue_Pop() 执行流程:
|
||||
|
||||
1. 初始化返回的空事件
|
||||
└── evt.key_event = KEY_EVENT_NONE
|
||||
evt.priority = EVENT_PRIORITY_LOW
|
||||
evt.extra_data = 0
|
||||
evt.extra_size = 0
|
||||
|
||||
2. 检查队列是否为空
|
||||
└── if (queue_count == 0) → 返回空事件
|
||||
|
||||
3. 禁用全局中断(保护队列操作原子性)
|
||||
└── EA = 0
|
||||
|
||||
4. 从队列头部读取事件
|
||||
└── evt = event_queue[queue_head]
|
||||
|
||||
5. 更新读指针(循环递增)
|
||||
└── queue_head = (queue_head + 1) % EVENT_QUEUE_DEPTH
|
||||
|
||||
6. 更新事件计数
|
||||
└── queue_count--
|
||||
|
||||
7. 恢复全局中断
|
||||
└── EA = 1
|
||||
|
||||
8. 返回读取到的事件
|
||||
└── return evt
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 紧急直通操作 (EventQueue_EmergencyDispatch)
|
||||
|
||||
```
|
||||
EventQueue_EmergencyDispatch(evt) 执行流程:
|
||||
|
||||
1. 直接调用应用管理器的事件分发函数
|
||||
└── AppManager_DispatchEvent(evt)
|
||||
|
||||
注意:此函数跳过队列,直接将事件发送给应用管理器,
|
||||
适用于最高优先级的紧急事件(如SOS),确保立即响应。
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.5 中断保护机制
|
||||
|
||||
队列操作使用全局中断开关 `EA` 进行保护,确保在中断环境下的原子性:
|
||||
|
||||
```
|
||||
中断保护原则:
|
||||
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ 1. 入队操作可能在中断中被调用(按键扫描、RF接收) │
|
||||
│ └── 需要保护队列数据结构不被并发访问 │
|
||||
│ │
|
||||
│ 2. 出队操作在主循环中被调用 │
|
||||
│ └── 需要保护队列数据结构不被中断破坏 │
|
||||
│ │
|
||||
│ 3. 保护方式:禁用全局中断 → 执行操作 → 恢复全局中断 │
|
||||
│ └── 最小化中断禁用时间,减少对系统响应性的影响 │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 4. 事件采集机制
|
||||
|
||||
### 4.1 按键事件采集
|
||||
|
||||
#### 采集流程
|
||||
|
||||
```
|
||||
按键事件采集流程(Timer1 10ms 中断):
|
||||
|
||||
1. 读取物理引脚状态
|
||||
└── P0.1 (KEY_UP), P0.2 (KEY_CONFIRM), P0.3 (KEY_DOWN), P2.6 (KEY_SOS)
|
||||
|
||||
2. 移位消抖滤波
|
||||
└── 连续 3 次检测一致确认为有效电平变化
|
||||
|
||||
3. 判断按键类型
|
||||
├── 短按:按下后 200ms 内释放
|
||||
├── 长按:按下持续时间 >= 2000ms (DOWN键) 或 >= 3000ms (其他键)
|
||||
└── 组合键:UP 和 DOWN 同时按下
|
||||
|
||||
4. 将事件写入缓冲区(中断中仅标记事件,不直接处理)
|
||||
└── key_event_buf = 对应的按键事件类型
|
||||
|
||||
注意:中断中不直接调用事件处理函数,避免在ISR中执行耗时操作(如Delay_ms、LCD绘制)。
|
||||
事件的优先级判断和分发由主循环完成。
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 按键消抖时序
|
||||
|
||||
```
|
||||
按键消抖时序图:
|
||||
|
||||
时间轴 →
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ 物理按键 ──────┐ │ │
|
||||
│ (实际) LOW │───────────────── HIGH ────────────│──────│ │
|
||||
├─────────────────┼────────────────────────────────────┼──────┤ │
|
||||
│ 10ms采样 ───────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ │
|
||||
│ (抖动区) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
|
||||
├─────────────────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──────┤ │
|
||||
│ 消抖结果 ───────┼──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──────┤ │
|
||||
│ (连续3次 │ LOW HIGH │ │
|
||||
│ 一致才确认) └──────────────────────────────────────────┘ │
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ ↑ 抖动区结束,确认按键按下 │
|
||||
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4.2 射频事件采集
|
||||
|
||||
#### 采集流程
|
||||
|
||||
```
|
||||
射频事件采集流程(外部中断 P2.1):
|
||||
|
||||
1. 射频输入引脚 RF_RX_DATA (P2.1) 发生电平沿变化
|
||||
└── 触发外部中断
|
||||
|
||||
2. 定时器捕获高低电平比值
|
||||
└── 解调自适应基准 T
|
||||
|
||||
3. 连续采集 24 个数据位
|
||||
└── 组合还原 20 位物理 ID 及 4 位状态码
|
||||
|
||||
4. 校验与识别
|
||||
├── 解密通过
|
||||
├── 判断是对码事件还是报警事件
|
||||
|
||||
5. 封装事件
|
||||
└── SystemEvent evt;
|
||||
evt.key_event = KEY_EVENT_NONE; // 射频事件无按键类型
|
||||
evt.extra_data = 射频地址;
|
||||
evt.extra_size = 4;
|
||||
|
||||
6. 设置优先级并入队
|
||||
├── 报警事件 → evt.priority = EVENT_PRIORITY_HIGH
|
||||
└── 配对事件 → evt.priority = EVENT_PRIORITY_NORMAL
|
||||
→ EventQueue_Push(evt)
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### RF 解调参数
|
||||
|
||||
| 参数 | 值 | 说明 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **载波频率** | 433MHz | LR690L 射频芯片工作频率 |
|
||||
| **编码方式** | EV1527 | 24 位曼彻斯特编码 |
|
||||
| **数据位** | 24 位 | 20 位物理地址 + 4 位状态码 |
|
||||
| **解调方式** | 自适应基准 T | 根据信号自动调整采样基准 |
|
||||
|
||||
### 4.3 系统定时事件
|
||||
|
||||
```
|
||||
系统定时事件产生流程(Timer1 1ms 中断):
|
||||
|
||||
1. 毫秒计数器累加
|
||||
└── ms_tick++
|
||||
|
||||
2. 秒分频检测
|
||||
└── if (ms_tick % 1000 == 0) → 秒计数加1
|
||||
|
||||
3. 分钟变化检测
|
||||
└── if (分钟变化) → 产生时钟更新事件
|
||||
|
||||
4. 封装事件
|
||||
└── SystemEvent evt;
|
||||
evt.key_event = KEY_EVENT_NONE;
|
||||
evt.priority = EVENT_PRIORITY_LOW;
|
||||
evt.extra_data = ((u32)hour << 8) | min;
|
||||
evt.extra_size = 2;
|
||||
|
||||
5. 入队处理
|
||||
└── EventQueue_Push(evt)
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 5. 事件分发机制
|
||||
|
||||
### 5.1 事件流转完整架构
|
||||
|
||||
```mermaid
|
||||
graph TD
|
||||
%% 事件产生层
|
||||
subgraph EventSources ["事件来源"]
|
||||
KeyScan["按键扫描 (10ms)"]
|
||||
RFRecv["射频接收 (中断)"]
|
||||
Timer["定时事件 (1ms)"]
|
||||
end
|
||||
|
||||
%% 事件封装层
|
||||
KeyScan -->|封装| KeyEventPack["按键事件封装"]
|
||||
RFRecv -->|封装| RFEventPack["射频事件封装"]
|
||||
Timer -->|封装| TimerEventPack["定时事件封装"]
|
||||
|
||||
%% 优先级判断
|
||||
KeyEventPack --> PriorityJudge{"优先级判断"}
|
||||
RFEventPack --> PriorityJudge
|
||||
TimerEventPack --> PriorityJudge
|
||||
|
||||
%% 分流处理
|
||||
PriorityJudge -->|URGENT| EmergencyPath["紧急直通路径"]
|
||||
PriorityJudge -->|非URGENT| NormalPath["正常队列路径"]
|
||||
|
||||
%% 正常路径
|
||||
NormalPath --> Queue["EventQueue 环形缓冲区"]
|
||||
Queue --> MainLoop["主循环轮询"]
|
||||
MainLoop --> AppMgr["AppManager_DispatchEvent"]
|
||||
|
||||
%% 紧急路径
|
||||
EmergencyPath --> AppMgr
|
||||
|
||||
%% 应用层处理
|
||||
AppMgr --> FG_App["前台应用 (优先)"]
|
||||
FG_App -->|IGNORED| BG_Apps["后台应用 (兜底)"]
|
||||
FG_App -->|HANDLED| Done["处理完成"]
|
||||
BG_Apps -->|IGNORED| Discard["事件丢弃"]
|
||||
BG_Apps -->|HANDLED| Done
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 5.2 主循环事件处理流程
|
||||
|
||||
```
|
||||
主循环事件处理流程:
|
||||
|
||||
while(1)
|
||||
{
|
||||
// 1. 处理串口调试输入
|
||||
cmd = Uart_RxChar();
|
||||
if (cmd != '\0')
|
||||
{
|
||||
// 解析命令生成事件
|
||||
SystemEvent evt;
|
||||
evt.key_event = 对应的按键事件;
|
||||
evt.priority = 命令对应的优先级;
|
||||
|
||||
// 根据优先级选择处理路径
|
||||
if (evt.priority == EVENT_PRIORITY_URGENT)
|
||||
EventQueue_EmergencyDispatch(evt);
|
||||
else
|
||||
EventQueue_Push(evt);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2. 处理按键事件缓冲区(来自定时器中断)
|
||||
if (key_event_buf != KEY_EVENT_NONE)
|
||||
{
|
||||
SystemEvent evt;
|
||||
evt.key_event = key_event_buf;
|
||||
evt.extra_data = 0;
|
||||
evt.extra_size = 0;
|
||||
|
||||
// 判断是否为紧急事件
|
||||
if (key_event_buf == KEY_EVENT_SOS_CLICK ||
|
||||
key_event_buf == KEY_EVENT_SOS_LONG)
|
||||
{
|
||||
evt.priority = EVENT_PRIORITY_URGENT;
|
||||
EventQueue_EmergencyDispatch(evt);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
evt.priority = EVENT_PRIORITY_NORMAL;
|
||||
EventQueue_Push(evt);
|
||||
}
|
||||
|
||||
key_event_buf = KEY_EVENT_NONE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 3. 处理事件队列中的所有事件
|
||||
while (!EventQueue_IsEmpty())
|
||||
{
|
||||
SystemEvent evt = EventQueue_Pop();
|
||||
|
||||
// 跳过空事件
|
||||
if (evt.key_event == KEY_EVENT_NONE &&
|
||||
evt.priority == EVENT_PRIORITY_LOW)
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
// 分发事件给应用管理器
|
||||
AppManager_DispatchEvent(evt);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 4. 运行当前活跃应用
|
||||
AppManager_RunActiveApp();
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 6. 事件优先级与处理路径总结
|
||||
|
||||
| 优先级 | 标识 | 处理路径 | 典型事件 | 特点 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
|
||||
| **URGENT** | 3 | `EventQueue_EmergencyDispatch()` → 直接调用 `AppManager_DispatchEvent()` | SOS 按键 | 跳过队列,立即响应,最高优先级 |
|
||||
| **HIGH** | 2 | `EventQueue_Push()` → 入队等待 → `EventQueue_Pop()` → `AppManager_DispatchEvent()` | 传感器入侵警报 | 入队处理,比普通事件优先 |
|
||||
| **NORMAL** | 1 | `EventQueue_Push()` → 入队等待 → `EventQueue_Pop()` → `AppManager_DispatchEvent()` | 普通按键、射频配对 | 常规处理路径 |
|
||||
| **LOW** | 0 | `EventQueue_Push()` → 入队等待 → `EventQueue_Pop()` → `AppManager_DispatchEvent()` | 时钟更新、超时检测 | 低优先级,不阻塞其他事件 |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 7. 事件丢弃机制
|
||||
|
||||
当事件经过完整的分发流程后仍未被任何应用处理时,事件将被丢弃:
|
||||
|
||||
```
|
||||
事件丢弃条件:
|
||||
1. 前台应用 active_app == NULL 或未返回 EVENT_HANDLED
|
||||
2. 所有后台应用均未返回 EVENT_HANDLED
|
||||
|
||||
丢弃处理:
|
||||
- 事件数据被自动释放(队列弹出后即被丢弃)
|
||||
- 无额外日志记录(嵌入式系统资源限制)
|
||||
- 可通过调试串口观察事件处理情况
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 8. 接口与函数说明汇总
|
||||
|
||||
### 8.1 事件队列接口
|
||||
|
||||
| 函数名 | 签名 | 功能 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `EventQueue_Init` | `void EventQueue_Init(void)` | 初始化事件队列,复位读写指针与计数器 |
|
||||
| `EventQueue_Push` | `bit EventQueue_Push(SystemEvent evt)` | 非阻塞将事件推入队列尾部,成功返回 1 |
|
||||
| `EventQueue_Pop` | `SystemEvent EventQueue_Pop(void)` | 从队列头部弹出一个事件,队空返回空事件 |
|
||||
| `EventQueue_IsEmpty` | `bit EventQueue_IsEmpty(void)` | 判断队列是否为空 |
|
||||
| `EventQueue_IsFull` | `bit EventQueue_IsFull(void)` | 判断队列是否已满 |
|
||||
| `EventQueue_GetCount` | `u8 EventQueue_GetCount(void)` | 获取队列中当前事件数量 |
|
||||
| `EventQueue_EmergencyDispatch` | `void EventQueue_EmergencyDispatch(SystemEvent evt)` | **紧急事件直通**:跳过队列直接分发 |
|
||||
|
||||
### 8.2 事件采集接口
|
||||
|
||||
| 函数名 | 签名 | 功能 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `Key_Scan_Process` | `void Key_Scan_Process(void)` | Timer1 (10ms) 中断调度,扫描物理引脚并判定长短按逻辑 |
|
||||
| `EV1527_Decode` | `bit EV1527_Decode(u32 *out_addr, u8 *out_type)` | 无线引脚 P2.1 边沿触发,捕获解密数据 |
|
||||
|
||||
### 8.3 事件分发接口
|
||||
|
||||
| 函数名 | 签名 | 功能 |
|
||||
| :--- | :--- | :--- |
|
||||
| `AppManager_DispatchEvent` | `void AppManager_DispatchEvent(SystemEvent evt)` | 应用管理器事件分发函数(外部声明) |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 9. 设计要点与约束
|
||||
|
||||
### 9.1 队列深度选择
|
||||
|
||||
```
|
||||
队列深度选择原则:
|
||||
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ 1. 深度过小(如 2~4):高频按键可能导致事件丢失 │
|
||||
│ │
|
||||
│ 2. 深度过大(如 16+):内存占用增加,响应延迟可能增大 │
|
||||
│ │
|
||||
│ 3. 推荐值:8 │
|
||||
│ ├── 足够应对正常按键频率(约 10Hz) │
|
||||
│ ├── 内存占用合理(8 * sizeof(SystemEvent) = 48 字节) │
|
||||
│ └── 响应延迟可控(最多等待 8 个事件) │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 9.2 中断禁用时间控制
|
||||
|
||||
```
|
||||
中断禁用时间估算:
|
||||
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
|
||||
│ 入队操作: │
|
||||
│ ├── 禁用中断 → 写入数据 → 更新指针 → 更新计数 → 恢复中断 │
|
||||
│ └── 约 10~20 个机器周期 @ 24MHz = 0.4~0.8us │
|
||||
│ │
|
||||
│ 出队操作: │
|
||||
│ ├── 禁用中断 → 读取数据 → 更新指针 → 更新计数 → 恢复中断 │
|
||||
│ └── 约 10~20 个机器周期 @ 24MHz = 0.4~0.8us │
|
||||
│ │
|
||||
│ 结论:中断禁用时间远小于 1us,对系统响应性影响可忽略 │
|
||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 9.3 紧急事件的特殊性
|
||||
|
||||
紧急事件(如 SOS)直接绕过队列机制,确保:
|
||||
1. **零延迟响应**:无需等待队列中的其他事件
|
||||
2. **最高优先级**:立即抢占当前应用
|
||||
3. **不可丢失**:不会因队列满而被丢弃
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 10. 典型事件处理时序
|
||||
|
||||
### 10.1 普通按键事件时序
|
||||
|
||||
```
|
||||
普通按键事件时序(KEY_UP_CLICK):
|
||||
|
||||
时间轴 →
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ 按键按下 ────────────────────────────────────────────────────│
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ Timer1 中断 → Key_Scan_Process → EventQueue_Push(evt) │
|
||||
│ ↓ │
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ 主循环 → EventQueue_Pop(evt) → AppManager_DispatchEvent │
|
||||
│ ↓ │
|
||||
│ active_app->onEvent(evt) │
|
||||
│ ↓ │
|
||||
│ 返回 EVENT_HANDLED │
|
||||
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 10.2 紧急事件时序
|
||||
|
||||
```
|
||||
紧急事件时序(SOS_CLICK):
|
||||
|
||||
时间轴 →
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ SOS按键按下 ─────────────────────────────────────────────────│
|
||||
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
|
||||
│ Timer1 中断 → Key_Scan_Process │
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│ → key_event_buf = KEY_EVENT_SOS_CLICK │
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├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
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│ 主循环 → 检测 key_event_buf != KEY_EVENT_NONE │
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│ → 判断事件类型为 SOS,设置 priority = URGENT │
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│ → EventQueue_EmergencyDispatch(evt) │
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│ → AppManager_DispatchEvent(evt) │
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│ → active_app->onEvent(evt) │
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│ → 返回 EVENT_HANDLED │
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└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
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特点:紧急事件仍在主循环中处理,但跳过队列直接分发,减少延迟。
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中断中仅标记事件,不直接调用应用逻辑,避免在ISR中执行耗时操作。
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