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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。
1. 模块职责说明
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)
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
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
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
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
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：
- 零延迟响应：无需等待队列中的其他事件
- 最高优先级：立即抢占当前应用
- 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 │
│ → key_event_buf = KEY_EVENT_SOS_CLICK │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 主循环 → 检测 key_event_buf != KEY_EVENT_NONE │
│ → 判断事件类型为 SOS，设置 priority = URGENT │
│ → EventQueue_EmergencyDispatch(evt) │
│ → AppManager_DispatchEvent(evt) │
│ → active_app->onEvent(evt) │
│ → 返回 EVENT_HANDLED │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
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。
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。