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、以及 IAP Flash 数据库存储设计。

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）。显示端采用 1.14寸 TFT LCD 屏幕，物理分辨率为 135x240 像素。

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	连接可编程 RGB 灯珠（WS2812B/FCOB-2.7）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	侧边按键 ▲ (上移)，按下为低电平
P0.3	`KEY_DOWN`	高阻输入+上拉	侧边按键 ▼ (下移)，按下为低电平
P0.4	`KEY_CONFIRM`	高阻输入+上拉	侧边按键 ■ (确认)，按下为低电平
P0.2	`KEY_SOS1`	高阻输入+上拉	上部按键 SOS 1，按下为低电平
P0.5	`KEY_SOS2`	高阻输入+上拉	上部按键 SOS 2，按下为低电平
P1.0	`SGM_CTRL`	推挽输出	屏幕/驱动供电使能。高电平使能，低电平关闭
P1.1	`LCD_RST`	推挽输出	LCD 屏幕复位引脚
P1.3	`LCD_RS`	推挽输出	LCD 屏幕 SPI 数据/命令寄存器选择 (D/C)
P1.4	`LCD_CS`	推挽输出	LCD 屏幕 SPI 片选信号
P1.5	`LCD_SCL`	推挽输出	LCD 屏幕 SPI 时钟信号
P1.6	`LCD_SDA`	推挽输出	LCD 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 上部双 SOS 键并联逻辑设计

为了保证两颗 SOS 按键在软件逻辑上等价，软件在按键消抖和长按状态判定时，采用“逻辑并联”设计。定义一个虚拟的 is_sos_pressed 状态标志：

// 只要 SOS1 或 SOS2 有任意一个被按下（低电平），即判定为 SOS 按下
bit is_sos_pressed = (KEY_SOS1 == 0) || (KEY_SOS2 == 0);

该标志后续被直接送入消抖状态机和长按计时器，生成 KEY_SOS_SHORT 或 KEY_SOS_LONG 事件，从而完全对上层业务层屏蔽双按键硬件细节。

1.3 出厂唯一固定 ID (Factory ID) 的设计与获取

手环在主动发射对码广播与主动 SOS 报警时，需要以唯一的出厂 ID (Factory ID) 作源地址以供接收端（IPC）进行辨识。为避免每台手环烧写不同固件，程序从 STC32G 内置的全球唯一硬件 ID (UID) 中提取地址码：

硬件读取源：STC32G 芯片在出厂时会在程序存储器（ROM）的末尾扇区存储一个 7 字节的唯一 ID，同样在 RAM 空间的特定区（如 0xF1~0xF7）也会在启动时映射。
Factory ID 生成：系统初始化时，通过读取 UID 寄存器，将其中的 3 个字节提取出来，并进行 & 0x0FFFFF（20位掩码限制，以符合 EV1527 的 20 位地址规范），存入全局变量 bracelet_factory_id 中。若读取 UID 失败，则默认使用硬编码预置 ID 0x37A86UL。

1.4 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。

1.5 确认配对时的后缀序号调整机制

在对码确认状态 (STATE_PAIR_CONFIRM) 下，系统支持用户手动微调所要保存同类防区的数字序号：

全局变量定义：u8 selected_suffix_num 用以记录当前的数字选择值。
初始默认分配：当信号被捕获跳转到该状态时，系统自动检索当前内存对码表，统计捕获类型已登记的个数 $C$，将 selected_suffix_num 初始化为 $C + 1$。
按键调整行为：
- 读取到 KEY_EVENT_UP_CLICK 时：if (selected_suffix_num < 99) selected_suffix_num++。
- 读取到 KEY_EVENT_DOWN_CLICK 时：if (selected_suffix_num > 1) selected_suffix_num--。
- 调值完成后置 Redraw = 1 以触发 LCD 快速局部刷新。
最终确认写入：当用户按下 CONFIRM 键或 SOS 键时，系统自动取出对应的预设名前缀（如 PORTE），并将 selected_suffix_num 转换为两位字符串格式（如 02），以 [前缀] [序号] 格式拼装后（最大 15 字节，如 PORTE 02），调用数据库写入函数。

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 : 按 CONFIRM/SOS 键并保存名称
    STATE_PAIR_CONFIRM --> STATE_PAIR_FAIL : 超时/长按▼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 {
    u8 is_used;    // 登记标志（0x01表示有效，其它代表空闲）
    u8 addr[3];    // 24位射频物理地址 (EV1527)
    u8 type;       // 传感器类型 (0:门磁, 1:红外, 2:烟感, 3:紧急, 4:气体, 5:水浸, 6:振动)
    u8 zone;       // 防区类别 (0: 永久防区, 1: 普通可撤防区)
    char name_gbk[16]; // 法语自定义防区名称 (以 [前缀] [序号] 自动格式化写入)
} 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。

6.8 KiB Raw Blame History Unescape Escape