A2：HAL 接口（i2c/gpio/pwm/time）+ sim 与 ESP 两套实现
接口在 components/phonerail_hal/include/，宿主机链 sim/、ESP32-S3 链 esp/ （IDF v5.4 新版 i2c_master / gpio / LEDC / esp_timer）。 sim 提供 A3 起要用的假板子控制面：假 I²C 器件（寄存器表 + 大端 + 指针自增）、 可注入 NAK / 器件失联、GPIO 外部驱动与写计数、虚拟时钟。 组件名不叫 hal —— ESP-IDF 自己有 components/hal（driver 依赖它），同名会盖掉。 验收：bash host/test.sh → 3 条 ctest 全过；build_idf.ps1 → 编过且零警告。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_01QYuExfgyYa6DzRRcUso8M8
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zhou yang
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/* GPIO 的 ESP-IDF 实现。 */
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#include <string.h>
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#include "driver/gpio.h"
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#include "hal_gpio.h"
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#define PIN_MAX 48 /* ESP32-S3 的 GPIO 编号上限，与 sim 保持一致 */
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/* 记住方向，好让「写一个输入脚」在板子上也返回 HAL_ERR_ARG ——
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ESP-IDF 的 gpio_set_level() 对输入脚是静默无效的，那正是最难查的一类 bug。 */
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static uint8_t s_mode[PIN_MAX]; /* 0 = 没配过；否则 mode+1 */
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hal_err_t hal_gpio_config(int pin, hal_gpio_mode_t mode)
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{
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if (pin < 0 || pin >= PIN_MAX) {
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return HAL_ERR_ARG;
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}
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gpio_config_t cfg = {
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.pin_bit_mask = 1ULL << pin,
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.mode = (mode == HAL_GPIO_OUTPUT) ? GPIO_MODE_OUTPUT : GPIO_MODE_INPUT,
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.pull_up_en = (mode == HAL_GPIO_INPUT_PULLUP) ? GPIO_PULLUP_ENABLE : GPIO_PULLUP_DISABLE,
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.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
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.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE,
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};
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if (gpio_config(&cfg) != ESP_OK) {
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return HAL_ERR_ARG;
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}
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s_mode[pin] = (uint8_t)(mode + 1);
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return HAL_OK;
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}
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hal_err_t hal_gpio_write(int pin, int level)
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{
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if (pin < 0 || pin >= PIN_MAX || s_mode[pin] != (uint8_t)(HAL_GPIO_OUTPUT + 1)) {
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return HAL_ERR_ARG;
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}
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return gpio_set_level(pin, level ? 1 : 0) == ESP_OK ? HAL_OK : HAL_ERR_ARG;
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}
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hal_err_t hal_gpio_read(int pin, int *level)
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{
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if (pin < 0 || pin >= PIN_MAX || s_mode[pin] == 0 || level == NULL) {
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return HAL_ERR_ARG;
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}
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*level = gpio_get_level(pin);
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return HAL_OK;
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}
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/* I²C 的 ESP-IDF v5.4 实现（新版 i2c_master 驱动，不是已废弃的 driver/i2c.h）。 */
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#include <string.h>
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#include "driver/i2c_master.h"
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#include "hal_i2c.h"
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#define I2C_XFER_TIMEOUT_MS 50
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#define I2C_DEFAULT_FREQ_HZ 400000
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static i2c_master_bus_handle_t s_bus;
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static i2c_master_dev_handle_t s_devs[128]; /* 按 7 位地址索引，用到才建 */
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static uint32_t s_freq_hz;
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static hal_err_t map_err(esp_err_t e)
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{
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switch (e) {
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case ESP_OK: return HAL_OK;
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case ESP_ERR_INVALID_ARG: return HAL_ERR_ARG;
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||||
case ESP_ERR_INVALID_STATE: return HAL_ERR_STATE;
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||||
case ESP_ERR_TIMEOUT: return HAL_ERR_TIMEOUT;
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case ESP_ERR_NOT_FOUND: return HAL_ERR_NAK;
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case ESP_FAIL: return HAL_ERR_NAK; /* 从机没 ACK 走这条 */
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default: return HAL_ERR_BUS;
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}
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}
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hal_err_t hal_i2c_init(const hal_i2c_cfg_t *cfg)
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{
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if (cfg == NULL || cfg->sda_gpio < 0 || cfg->scl_gpio < 0) {
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return HAL_ERR_ARG;
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||||
}
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||||
if (s_bus != NULL) {
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||||
return HAL_OK; /* 幂等 */
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}
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||||
i2c_master_bus_config_t bc = {
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||||
.i2c_port = -1, /* 自动选口 */
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||||
.sda_io_num = (gpio_num_t)cfg->sda_gpio,
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||||
.scl_io_num = (gpio_num_t)cfg->scl_gpio,
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||||
.clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT,
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.glitch_ignore_cnt = 7,
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/* 板上已有 4.7 kΩ 外部上拉（设计文档 §8.2），内部上拉 45 kΩ 太弱，
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开着只会掩盖「上拉电阻漏焊」这类问题。 */
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.flags.enable_internal_pullup = false,
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||||
};
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||||
esp_err_t e = i2c_new_master_bus(&bc, &s_bus);
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||||
if (e != ESP_OK) {
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||||
return map_err(e);
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}
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||||
s_freq_hz = cfg->freq_hz != 0 ? cfg->freq_hz : I2C_DEFAULT_FREQ_HZ;
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||||
return HAL_OK;
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||||
}
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||||
static hal_err_t dev_of(uint8_t addr, i2c_master_dev_handle_t *out)
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{
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if (s_bus == NULL) {
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||||
return HAL_ERR_STATE;
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||||
}
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||||
if (addr > 0x7f) {
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||||
return HAL_ERR_ARG;
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||||
}
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||||
if (s_devs[addr] == NULL) {
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||||
i2c_device_config_t dc = {
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||||
.dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7,
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||||
.device_address = addr,
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||||
.scl_speed_hz = s_freq_hz,
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||||
};
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||||
esp_err_t e = i2c_master_bus_add_device(s_bus, &dc, &s_devs[addr]);
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||||
if (e != ESP_OK) {
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||||
return map_err(e);
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||||
}
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||||
}
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||||
*out = s_devs[addr];
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||||
return HAL_OK;
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||||
}
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||||
hal_err_t hal_i2c_write(uint8_t addr, const uint8_t *data, size_t len)
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{
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||||
i2c_master_dev_handle_t dev;
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||||
hal_err_t err = dev_of(addr, &dev);
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||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
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||||
}
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||||
return map_err(i2c_master_transmit(dev, data, len, I2C_XFER_TIMEOUT_MS));
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||||
}
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||||
hal_err_t hal_i2c_read(uint8_t addr, uint8_t *data, size_t len)
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||||
{
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||||
i2c_master_dev_handle_t dev;
|
||||
hal_err_t err = dev_of(addr, &dev);
|
||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
|
||||
}
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||||
return map_err(i2c_master_receive(dev, data, len, I2C_XFER_TIMEOUT_MS));
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||||
}
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||||
hal_err_t hal_i2c_write_read(uint8_t addr, const uint8_t *wr, size_t wr_len,
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||||
uint8_t *rd, size_t rd_len)
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||||
{
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||||
i2c_master_dev_handle_t dev;
|
||||
hal_err_t err = dev_of(addr, &dev);
|
||||
if (err != HAL_OK) {
|
||||
return err;
|
||||
}
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||||
return map_err(i2c_master_transmit_receive(dev, wr, wr_len, rd, rd_len,
|
||||
I2C_XFER_TIMEOUT_MS));
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||||
}
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hal_err_t hal_i2c_probe(uint8_t addr)
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{
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if (s_bus == NULL) {
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||||
return HAL_ERR_STATE;
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||||
}
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return map_err(i2c_master_probe(s_bus, addr, I2C_XFER_TIMEOUT_MS));
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||||
}
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/* PWM 的 ESP-IDF 实现（LEDC 低速组）。本项目只有风扇一路。 */
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#include "driver/ledc.h"
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#include "hal_pwm.h"
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#define PWM_SPEED_MODE LEDC_LOW_SPEED_MODE
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#define PWM_RES_BITS LEDC_TIMER_10_BIT
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#define PWM_DUTY_FULL 1023u /* 2^10 - 1 */
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static bool s_ready[HAL_PWM_CH_MAX];
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static uint16_t s_permille[HAL_PWM_CH_MAX];
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||||
hal_err_t hal_pwm_config(int ch, int pin, uint32_t freq_hz)
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||||
{
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||||
if (ch < 0 || ch >= HAL_PWM_CH_MAX || pin < 0 || freq_hz == 0) {
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||||
return HAL_ERR_ARG;
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||||
}
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/* 一个通道一个定时器：风扇 25 kHz 与将来别的用途未必同频。 */
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ledc_timer_config_t tc = {
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.speed_mode = PWM_SPEED_MODE,
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.duty_resolution = PWM_RES_BITS,
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||||
.timer_num = (ledc_timer_t)ch,
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||||
.freq_hz = freq_hz,
|
||||
.clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK,
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||||
};
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||||
if (ledc_timer_config(&tc) != ESP_OK) {
|
||||
return HAL_ERR_ARG;
|
||||
}
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||||
ledc_channel_config_t cc = {
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||||
.gpio_num = pin,
|
||||
.speed_mode = PWM_SPEED_MODE,
|
||||
.channel = (ledc_channel_t)ch,
|
||||
.timer_sel = (ledc_timer_t)ch,
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||||
.duty = 0,
|
||||
.hpoint = 0,
|
||||
};
|
||||
if (ledc_channel_config(&cc) != ESP_OK) {
|
||||
return HAL_ERR_ARG;
|
||||
}
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||||
s_ready[ch] = true;
|
||||
s_permille[ch] = 0;
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return HAL_OK;
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||||
}
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||||
hal_err_t hal_pwm_set_permille(int ch, uint16_t permille)
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||||
{
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||||
if (ch < 0 || ch >= HAL_PWM_CH_MAX || !s_ready[ch] || permille > 1000) {
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return HAL_ERR_ARG;
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}
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/* +500 是四舍五入：1000 permille 必须正好是满占空比，别差一个码值。 */
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uint32_t duty = ((uint32_t)permille * PWM_DUTY_FULL + 500u) / 1000u;
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||||
if (ledc_set_duty(PWM_SPEED_MODE, (ledc_channel_t)ch, duty) != ESP_OK ||
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||||
ledc_update_duty(PWM_SPEED_MODE, (ledc_channel_t)ch) != ESP_OK) {
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||||
return HAL_ERR_BUS;
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}
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s_permille[ch] = permille;
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return HAL_OK;
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}
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hal_err_t hal_pwm_get_permille(int ch, uint16_t *permille)
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{
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if (ch < 0 || ch >= HAL_PWM_CH_MAX || !s_ready[ch] || permille == NULL) {
|
||||
return HAL_ERR_ARG;
|
||||
}
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||||
*permille = s_permille[ch];
|
||||
return HAL_OK;
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}
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@@ -0,0 +1,25 @@
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/* 时钟的 ESP-IDF 实现。 */
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#include "esp_timer.h"
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/task.h"
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#include "hal_time.h"
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uint64_t hal_time_now_us(void) { return (uint64_t)esp_timer_get_time(); }
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uint32_t hal_time_now_ms(void) { return (uint32_t)(hal_time_now_us() / 1000u); }
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uint32_t hal_time_elapsed_ms(uint32_t since_ms)
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{
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return hal_time_now_ms() - since_ms; /* 无符号减法，49.7 天回绕自然正确 */
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}
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void hal_time_delay_ms(uint32_t ms)
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{
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if (ms == 0) {
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return;
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}
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/* 至少睡一个 tick：pdMS_TO_TICKS(1) 在 100 Hz tick 下会算成 0，
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那样就变成忙等而不是让出 CPU。 */
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TickType_t ticks = pdMS_TO_TICKS(ms);
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vTaskDelay(ticks != 0 ? ticks : 1);
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}
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在新工单中引用
屏蔽一个用户