A5：74HC595 24 位链 + 影子寄存器单一写入点
15 路侧键 + 5 路 EDL_EN + HUB_RST 在一条 24 位链上，内存里只有一份影子， 唯一写入点是 sr595_flush()。发送顺序 U33 → U22 → U21，每字节 QH 先发。 位表是从 .claude/pcb1-parts.json 的真实焊盘网络逐脚核回来的，不是照文档抄 —— 设计文档 §17.2 那张是 09-04 的两片版，§26.18 重排后 15 路里有 12 路对不上。 顺手把 §17.2 与 §8.2 里过期的两张表都改了。 sim 侧新增按 datasheet 建模的假移位链（SRCLK 上升沿移一格、RCLK 上升沿锁存）， 只看线上真实发生的边 —— 对着驱动自己的影子变量断言等于自己证明自己。 四个注错进去的 bug（字节序反、OE# 先使能、安全影子写 0、位表写成算式）全被拦住。 上电顺序按「先锁存安全值、再使能 OE#」写死：三片 MR# 接死在 +3V3， 上电时移位寄存器内容不确定，先拉低 OE# 就是把随机值放到 15 个栅极上。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_01QYuExfgyYa6DzRRcUso8M8
这个提交包含在：
zhou yang
@@ -5,5 +5,6 @@
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idf_component_register(
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SRCS "ina226.c"
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"dac63204.c"
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"sr595.c"
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INCLUDE_DIRS "include"
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REQUIRES phonerail_hal)
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@@ -0,0 +1,133 @@
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/* 74HC595 ×3 —— 一条 24 位移位链，带全固件唯一的影子寄存器（需求 §10.6）。
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链上挂着 **15 路侧键 + 5 路 EDL_EN + HUB_RST**，共 21 位有效、3 位空脚。
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写任何一位都要把整条链重发一遍，所以：
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⚠️ **内存里只有一份 24 位影子值，只有本文件的 `sr595_flush()` 会碰移位链。**
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任何任务改按键 / EDL 都是「`sr595_modify()` 改影子 → `sr595_flush()` 请求刷新」。
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多处直接操作移位链的症状是**另一台手机的按键被顺手清掉**，而且要两个动作
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正好撞在一起才复现 —— 属于会拖很久的那类 bug。
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`RCLK` 打点之前输出不变 ⇒ 整帧刷新是原子的，组合键（VOL− + PWR）必须
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**一次 `sr595_write()` 两位一起给**，不能先后两次。
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⚠️ **不许用拉高 `OE#` 的方式「临时全松开」**（需求 §10.6）：那会让 15 个栅极
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同时进高阻，靠的是每个栅极自己的 100 kΩ 下拉 —— 那是**复位路径**，不是正常
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控制路径。所以本头文件根本不提供「抬 OE#」的接口。
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||||
本驱动只经 hal_gpio_*，宿主机上由 sim 的移位链观测器（`sim_sr595_*`）全部测完。 */
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#ifndef SR595_H
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#define SR595_H
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#include <stdbool.h>
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#include <stdint.h>
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#include "hal_err.h"
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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/* ---- 四根线（ESP32-S3 引脚，设计文档 §8.1 的表，§26.18 重排后） --------- */
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#define SR595_PIN_SER 13 /* IO13 模组脚 21 → U21.DS(14) */
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#define SR595_PIN_SRCLK 12 /* IO12 模组脚 20 → 三片的 SRCLK(11) */
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#define SR595_PIN_RCLK 9 /* IO9 模组脚 17 → 三片的 RCLK(12) */
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#define SR595_PIN_OE_N 21 /* IO21 模组脚 23 → 三片的 OE#(13)，板上另有 R609 100 kΩ 上拉 */
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/* `MR#`(10) 三片都直接接 +3V3 —— 没有复位线，上电后移位寄存器内容是**不确定**的。
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所以 `sr595_init()` 必须先把安全影子锁存进去、**再**驱动 `OE#`。 */
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/* ---- 24 位的编号 --------------------------------------------------------- */
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/* 位号 = **链上的物理位置**：0 = U21.QA（离 ESP32 最近的第一级），23 = U33.QH（链尾）。
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一次移位 = 每一级往编号大的方向走一格，所以**先移入的位停在编号最大处**。 */
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#define SR595_CHIP_COUNT 3
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#define SR595_BITS 24
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#define SR595_MASK_ALL ((uint32_t)0x00FFFFFFu)
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#define SR595_CHIP_U21 0 /* 影子的 bit0~7 ；P3B 页，板上 y≈50（中）*/
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#define SR595_CHIP_U22 1 /* 影子的 bit8~15 ；P3B 页，板上 y≈35（南）*/
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#define SR595_CHIP_U33 2 /* 影子的 bit16~23；**P6 页**，板上 y≈70（北）*/
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/* 位分配（**2026-09-06 按 PCB 几何重排**，设计文档 §26.18 C；
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此处的值是从 `.claude/pcb1-parts.json` 的真实焊盘网络逐脚核对出来的）：
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U21 QA=EDL_EN4 QB=K1_PWR QC=K1_VUP QD=K1_VDN QE=空 QF=EDL_EN5 QG=EDL_EN3 QH=EDL_EN2
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U22 QA=空 QB=K4_PWR QC=K4_VUP QD=K4_VDN QE=空 QF=K5_VDN QG=K5_VUP QH=K5_PWR
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||||
U33 QA=EDL_EN1 QB=K2_VUP QC=K2_VDN QD=K2_PWR QE=K3_VDN QF=K3_VUP QG=K3_PWR QH=HUB_RST
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||||
⚠️ **「K1/K2/K3 顺排在 U21、U33 是 EDL 专用片」是旧版**（设计文档 §17.2 的
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09-04 那张表），15 路里有 12 路对不上。三片本来就是一条链，谁在哪一位只是移位
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的字节序 ⇒ **搞错了板子照样正常工作，只是按 CH1 的电源键按到了 CH4 的音量键**，
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功能测试完全测不出来。查表，不要算。 */
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#define SR595_BIT_HUB_RST 23
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||||
/* 空脚（U21.QE / U22.QA / U22.QE）。写它们没有意义，`sr595_modify()` 直接 abort。 */
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#define SR595_MASK_UNUSED (((uint32_t)1u << 4) | ((uint32_t)1u << 8) | ((uint32_t)1u << 12))
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#define SR595_MASK_VALID (SR595_MASK_ALL & ~SR595_MASK_UNUSED)
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typedef enum {
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SR595_KEY_PWR = 0,
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SR595_KEY_VUP,
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SR595_KEY_VDN,
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SR595_KEY_COUNT,
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} sr595_key_t;
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||||
/* rail 是 **1~5**，key 越界或 rail 越界一律 abort（那是调用方算错了位号）。 */
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||||
int sr595_key_bit(int rail, sr595_key_t key);
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||||
uint32_t sr595_key_mask(int rail); /* 该路三键的掩码，「一路全松开」用得上 */
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||||
int sr595_edl_bit(int rail);
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||||
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||||
/* 15 路侧键的总掩码。安全巡检与「全松开」用。 */
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||||
uint32_t sr595_all_keys_mask(void);
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||||
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||||
/* 21 个有效位互不重复、都落在 SR595_MASK_VALID 里、空脚一个都没被占。
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||||
启动自检调一次（A7）；返回 false = 位表被改坏了。 */
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||||
bool sr595_map_ok(void);
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||||
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||||
/* ---- 上电安全影子 -------------------------------------------------------- */
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||||
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||||
/* ⚠️ **`HUB_RST` 是低有效**（USB2517I 的 `RESET_N`(43)，设计文档 §21.7，
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||||
板上 R716 10 kΩ 上拉）。影子位 = 1 才是「Hub 正常跑」，= 0 是**按住复位**。
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||||
全 0 的影子会把 Hub 一直摁在复位里 —— 现象是「插上枚举不出来」，
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||||
而五路手机的电压电流全都正常，看起来一点毛病没有。
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||||
所以上电安全值不是 0，是这个： */
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#define SR595_SHADOW_SAFE ((uint32_t)1u << SR595_BIT_HUB_RST)
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||||
/* 复位是低有效，反相只在 `sr595_set_hub_reset()` 里出现这一次
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||||
（和 `rail_mv_to_code()` 里那个减法同一个道理：多一处就多一处写反的机会）。 */
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||||
void sr595_set_hub_reset(bool in_reset);
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||||
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||||
/* ---- 器件操作 ------------------------------------------------------------ */
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||||
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||||
/* 三步，顺序不能换（上电时移位寄存器内容不确定，`MR#` 又接死在 +3V3）：
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||||
① SER / SRCLK / RCLK 配成输出并置低；**`OE#` 这时还是输入**，
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||||
靠板上 R609 上拉着 ⇒ 三片输出保持高阻，15 个栅极被各自的 100 kΩ 拉低
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||||
② 把 `SR595_SHADOW_SAFE` 移进去并锁存
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||||
③ 这才把 `OE#` 配成输出并拉低，输出使能
|
||||
②③ 换个个儿 = 上电瞬间把移位寄存器里的随机值放到 15 个栅极上，
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||||
也就是**五台手机的电源键可能一起被按下去**。 */
|
||||
hal_err_t sr595_init(void);
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||||
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||||
uint32_t sr595_shadow(void); /* 当前影子（未必已经刷下去，看 sr595_dirty()） */
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||||
bool sr595_dirty(void); /* 影子和链上的值不一致 */
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||||
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||||
/* 影子 = (影子 & ~mask) | (value & mask)，并置脏。**不碰总线**。
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||||
mask 越出 SR595_MASK_VALID（含碰到空脚）直接 abort。 */
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||||
void sr595_modify(uint32_t mask, uint32_t value);
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||||
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||||
/* 把影子整帧发下去：U33 字节 → U22 字节 → U21 字节，每个字节 QH 先发，
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||||
最后一个 RCLK 上升沿统一生效。不脏就直接返回 HAL_OK（不空发一帧）。
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||||
没 init 过 → HAL_ERR_STATE。 */
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||||
hal_err_t sr595_flush(void);
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||||
|
||||
/* `sr595_modify()` + `sr595_flush()`。**组合键必须走它**——
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||||
VOL− + PWR 要落在同一帧里，分两次写会先单按一个键。 */
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||||
hal_err_t sr595_write(uint32_t mask, uint32_t value);
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||||
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||||
#ifdef __cplusplus
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||||
}
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||||
#endif
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||||
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||||
#endif /* SR595_H */
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||||
@@ -0,0 +1,226 @@
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||||
/* 74HC595 ×3 的 24 位链 + 影子寄存器。契约见 sr595.h。 */
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||||
#include "sr595.h"
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||||
#include <assert.h>
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||||
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||||
#include "hal_gpio.h"
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||||
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||||
/* ---- 位表 ---------------------------------------------------------------- */
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||||
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||||
/* 从 `.claude/pcb1-parts.json` 的真实焊盘网络逐脚抄出来的（设计文档 §26.18 C）。
|
||||
位号 = 链上物理位置：0 = U21.QA … 23 = U33.QH。
|
||||
排布规矩：**每一路的三个键必须落在同一片的连续三脚上**（出芯片是一束线），
|
||||
所以三个键的位号在表里挨着，但**顺序每一路都不一样**（U22 上的 CH5 是倒着的）。 */
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||||
static const int8_t k_key_bit[5][SR595_KEY_COUNT] = {
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||||
/* PWR VUP VDN */
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||||
/* CH1 */ { 1, 2, 3 }, /* U21.QB QC QD */
|
||||
/* CH2 */ { 19, 17, 18 }, /* U33.QD QB QC */
|
||||
/* CH3 */ { 22, 21, 20 }, /* U33.QG QF QE */
|
||||
/* CH4 */ { 9, 10, 11 }, /* U22.QB QC QD */
|
||||
/* CH5 */ { 15, 14, 13 }, /* U22.QH QG QF */
|
||||
};
|
||||
|
||||
/* EDL_EN1~5。⚠️ 只有 EDL_EN1 还在 U33（QA），其余四路搬到了 U21 上，
|
||||
而且**不是顺序的**：QA=EDL_EN4、QF=EDL_EN5、QG=EDL_EN3、QH=EDL_EN2。 */
|
||||
static const int8_t k_edl_bit[5] = {
|
||||
16, /* CH1 → U33.QA */
|
||||
7, /* CH2 → U21.QH */
|
||||
6, /* CH3 → U21.QG */
|
||||
0, /* CH4 → U21.QA */
|
||||
5, /* CH5 → U21.QF */
|
||||
};
|
||||
|
||||
int sr595_key_bit(int rail, sr595_key_t key)
|
||||
{
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||||
assert(rail >= 1 && rail <= 5);
|
||||
assert((unsigned)key < (unsigned)SR595_KEY_COUNT); /* 枚举可能是无符号，别写 key >= 0 */
|
||||
return k_key_bit[rail - 1][key];
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint32_t sr595_key_mask(int rail)
|
||||
{
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||||
uint32_t m = 0;
|
||||
for (int k = 0; k < SR595_KEY_COUNT; k++) {
|
||||
m |= (uint32_t)1u << sr595_key_bit(rail, (sr595_key_t)k);
|
||||
}
|
||||
return m;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int sr595_edl_bit(int rail)
|
||||
{
|
||||
assert(rail >= 1 && rail <= 5);
|
||||
return k_edl_bit[rail - 1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint32_t sr595_all_keys_mask(void)
|
||||
{
|
||||
uint32_t m = 0;
|
||||
for (int rail = 1; rail <= 5; rail++) {
|
||||
m |= sr595_key_mask(rail);
|
||||
}
|
||||
return m;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool sr595_map_ok(void)
|
||||
{
|
||||
uint32_t seen = 0;
|
||||
int n = 0;
|
||||
|
||||
for (int rail = 1; rail <= 5; rail++) {
|
||||
for (int k = 0; k < SR595_KEY_COUNT; k++) {
|
||||
uint32_t b = (uint32_t)1u << k_key_bit[rail - 1][k];
|
||||
if ((b & SR595_MASK_VALID) == 0 || (seen & b) != 0) {
|
||||
return false; /* 落到空脚上，或者两个信号抢同一位 */
|
||||
}
|
||||
seen |= b;
|
||||
n++;
|
||||
}
|
||||
uint32_t e = (uint32_t)1u << k_edl_bit[rail - 1];
|
||||
if ((e & SR595_MASK_VALID) == 0 || (seen & e) != 0) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
seen |= e;
|
||||
n++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint32_t h = (uint32_t)1u << SR595_BIT_HUB_RST;
|
||||
if ((h & SR595_MASK_VALID) == 0 || (seen & h) != 0) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
seen |= h;
|
||||
n++;
|
||||
|
||||
/* 21 个信号占满 21 个有效位，一位不多一位不少。 */
|
||||
return n == 21 && seen == SR595_MASK_VALID;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ---- 影子 ---------------------------------------------------------------- */
|
||||
|
||||
static uint32_t s_shadow;
|
||||
static bool s_dirty;
|
||||
static bool s_inited;
|
||||
|
||||
uint32_t sr595_shadow(void) { return s_shadow; }
|
||||
bool sr595_dirty(void) { return s_dirty; }
|
||||
|
||||
void sr595_modify(uint32_t mask, uint32_t value)
|
||||
{
|
||||
/* 越出有效位 = 位号算错了（多半是把 rail 当下标又减了一次 1）。
|
||||
悄悄忽略的话，那一位会一直是 0，而「按键没反应」要到接上真手机才发现。 */
|
||||
assert((mask & ~SR595_MASK_VALID) == 0);
|
||||
|
||||
uint32_t next = (s_shadow & ~mask) | (value & mask);
|
||||
if (next != s_shadow) {
|
||||
s_shadow = next;
|
||||
s_dirty = true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void sr595_set_hub_reset(bool in_reset)
|
||||
{
|
||||
/* 低有效：按住复位 = 输出 0。整个固件里这个取反只出现这一次。 */
|
||||
uint32_t bit = (uint32_t)1u << SR595_BIT_HUB_RST;
|
||||
sr595_modify(bit, in_reset ? 0u : bit);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ---- 移位链 -------------------------------------------------------------- */
|
||||
|
||||
/* 先出错的那个错误码留住，后面照样把该发的边发完 —— 半帧数据留在链上比整帧发完更糟。 */
|
||||
static void keep(hal_err_t *first, hal_err_t e)
|
||||
{
|
||||
if (*first == HAL_OK) {
|
||||
*first = e;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void clock_bit(hal_err_t *err, int bit)
|
||||
{
|
||||
keep(err, hal_gpio_write(SR595_PIN_SER, bit));
|
||||
keep(err, hal_gpio_write(SR595_PIN_SRCLK, 1)); /* 上升沿采样 SER */
|
||||
keep(err, hal_gpio_write(SR595_PIN_SRCLK, 0));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 先移入的字节走到链尾 ⇒ 发送顺序 **U33 → U22 → U21**；
|
||||
每个字节里 QH（bit7）先发，同样因为先移入的位走得最远。 */
|
||||
static const uint8_t k_send_order[SR595_CHIP_COUNT] = {
|
||||
SR595_CHIP_U33,
|
||||
SR595_CHIP_U22,
|
||||
SR595_CHIP_U21,
|
||||
};
|
||||
|
||||
static hal_err_t shift_and_latch(uint32_t value)
|
||||
{
|
||||
hal_err_t err = HAL_OK;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < SR595_CHIP_COUNT; i++) {
|
||||
uint8_t byte = (uint8_t)((value >> (8 * k_send_order[i])) & 0xFFu);
|
||||
for (int b = 7; b >= 0; b--) {
|
||||
clock_bit(&err, (byte >> b) & 1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* RCLK 上升沿之前输出一点不变 ⇒ 整帧是原子的。 */
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_RCLK, 1));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_RCLK, 0));
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
hal_err_t sr595_init(void)
|
||||
{
|
||||
hal_err_t err = HAL_OK;
|
||||
|
||||
s_inited = false;
|
||||
|
||||
/* ① 三根数据线配成输出并置低。`OE#` **故意还不碰** —— 板上 R609 把它拉在高位，
|
||||
三片输出保持高阻，15 个栅极被各自的 100 kΩ 拉低。 */
|
||||
keep(&err, hal_gpio_config(SR595_PIN_SER, HAL_GPIO_OUTPUT));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_config(SR595_PIN_SRCLK, HAL_GPIO_OUTPUT));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_config(SR595_PIN_RCLK, HAL_GPIO_OUTPUT));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_SER, 0));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_SRCLK, 0));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_RCLK, 0));
|
||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ② 安全影子先锁存进去（上电后移位寄存器内容不确定，`MR#` 接死在 +3V3，
|
||||
没有别的办法把它清干净）。 */
|
||||
s_shadow = SR595_SHADOW_SAFE;
|
||||
s_dirty = false;
|
||||
err = shift_and_latch(s_shadow);
|
||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ③ 这才使能输出。②③ 换个个儿 = 上电瞬间把随机值放到 15 个栅极上。 */
|
||||
keep(&err, hal_gpio_config(SR595_PIN_OE_N, HAL_GPIO_OUTPUT));
|
||||
keep(&err, hal_gpio_write(SR595_PIN_OE_N, 0));
|
||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
s_inited = true;
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
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||||
hal_err_t sr595_flush(void)
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{
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if (!s_inited) {
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return HAL_ERR_STATE;
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}
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if (!s_dirty) {
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return HAL_OK; /* 不空发一帧：链上已经是这个值了 */
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}
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hal_err_t err = shift_and_latch(s_shadow);
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if (err == HAL_OK) {
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s_dirty = false; /* 发失败就留着脏，下一次 flush 会重发整帧 */
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}
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return err;
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}
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hal_err_t sr595_write(uint32_t mask, uint32_t value)
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{
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sr595_modify(mask, value);
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return sr595_flush();
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}
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在新工单中引用
屏蔽一个用户