3.9 KiB
3.9 KiB
架构设计 (docs/30_architecture/main.md)
本章节阐述手环的硬件拓扑、引脚分配、软件状态机设计、IAP Flash 数据库存储设计以及低功耗待机机制。
1. 硬件规格与引脚映射
主控芯片采用 STC32G12K128 单片机(工作频率 24.0 MHz,单周期 8051 内核,32位乘除法器)。
1.1 GPIO 引脚配置表
| 引脚号 | 引脚定义 | 模式配置 | 物理外设与功能说明 |
|---|---|---|---|
| P2.3 | WS2812_DI |
双向/SPI MOSI | 连接 FCOB-2.7 幻彩 RGB 灯条的 DIN 信号输入 |
| P2.5 | MOTOR |
推挽输出/SCLK | 连接振动马达驱动电路。高电平震动,低电平静止 |
| P0.1 | KEY_UP |
高阻输入+上拉 | 物理按键 SW1 (▲),按下为低电平 |
| P0.2 | KEY_SOS |
高阻输入+上拉 | 物理按键 SW3 (SOS),按下为低电平 |
| P0.3 | KEY_DOWN |
高阻输入+上拉 | 物理按键 SW2 (▼),按下为低电平 |
| P1.0 | SGM_CTRL |
推挽输出 | SGM3833 电源使能。高电平使能输出正负 VELVDD & VAVDD |
| P1.1 | LCD_RST |
推挽输出 | AMOLED 屏幕 RM69310 复位引脚 |
| P1.3 | LCD_RS |
推挽输出 | AMOLED 屏幕 SPI 数据/命令寄存器选择 (D/C) |
| P1.4 | LCD_CS |
推挽输出 | AMOLED 屏幕 SPI 片选信号 |
| P1.5 | LCD_SCL |
推挽输出 | AMOLED 屏幕 SPI 时钟信号 |
| P1.6 | LCD_SDA |
推挽输出 | AMOLED 屏幕 SPI 数据信号 |
| P2.3 | ADC3 |
模拟输入 | 电池电压采样输入端口 |
1.2 SPI 复用与马达防噪硬件规避设计
由于 P2.5 同时作为马达引脚和硬件 SPI 的 SCLK 引脚,为了避免在高频发送 24-bit 灯效数据时引脚电平抖动导致马达异常鸣叫:
- 发送前:调用
EA = 0关闭总中断。临时将P2.5引脚配置为 高阻输入模式。此时 SCLK 输出时钟不会使马达导通。 - 发送中:通过硬件 SPI 直接串行写入 72 位转换数据(24位 RGB 经过 LUT 展宽)。
- 发送后:将
P2.5引脚改回 推挽输出模式。调用EA = 1开启中断,继续通过常规 IO 控制马达电平。
2. 核心软件业务状态机 (SystemState)
系统处于主循环中,根据事件和计数器在以下状态(SystemState)间迁移:
stateDiagram-v2
[*] --> STATE_NORMAL
STATE_NORMAL --> STATE_ARMED : 接收到布防广播
STATE_ARMED --> STATE_DISARMED : 接收到撤防广播
STATE_DISARMED --> STATE_NORMAL : 自动恢复/按键返回
STATE_NORMAL --> STATE_PAIR_MENU : ▲ + ▼ 长按 3 秒
STATE_PAIR_MENU --> STATE_PAIR_WAIT : 确认选中类型
STATE_PAIR_WAIT --> STATE_PAIR_CONFIRM : 捕获 433MHz 匹配数据
STATE_PAIR_CONFIRM --> STATE_PAIR_SUCCESS : 短按 SOS 保存
STATE_PAIR_CONFIRM --> STATE_PAIR_FAIL : 超时/按▼取消
STATE_PAIR_SUCCESS --> STATE_PAIR_MENU : 2秒后自动返回
STATE_PAIR_FAIL --> STATE_PAIR_MENU : 2秒后自动返回
STATE_NORMAL --> STATE_SOS_EMITTED : 短按 SOS
STATE_ARMED --> STATE_ALARMING : 捕获已配对传感器报警
STATE_ALARMING --> STATE_NORMAL : 按任意键/超时解除
STATE_SOS_EMITTED --> STATE_NORMAL : 长按任意键/超时解除
3. IAP Flash 传感器数据库设计
为了断电保存传感器配对信息,使用 STC32G 的 IAP 功能读写 Flash:
- 扇区基地址:
0xFE0000(末尾扇区)。 - 存储结构:
Sensor_Slot结构体:typedef struct { u32 addr; // 24位射频硬件地址 (EV1527) u8 type; // 传感器类型 (0: 门磁, 1: 红外, 2: 烟感, 3: 燃气, 4: 水浸) u8 zone; // 防区类别 (0: 永久防区, 1: 普通可撤防区) char name[16]; // 自定义法语防区名称 } Sensor_Slot; - 一共支持 16 个传感器槽位,通过
Load_Database()和Save_Database()进行统一序列化读写。