A3：INA226 驱动 + 六片地址表

地址表按设计文档 §8.2 钉死（0x40/41/44/45/42 + 输入侧 0x43），只走 ina226_rail_addr()，并有一条测试专门拦「ina_addr = 0x40 + ch」这一手（CH3/CH4/CH5 三路全错，需求 §10.4）。驱动只经 hal_i2c_*：认件（MFG/DIE ID）、写 Config 0x4327 + CAL 2048 并回读校验、读 V/I/分流/功率。电流有符号，反灌为负（SW-8 判据）。巡检走 read_vi()，每片两次事务，对应 §10.3 的 8% I²C 占用。两条留给下次的坑：寄存器指针不依赖自增（sim 会自增、真件不会，靠自增在宿主机上测不出来）；CAL 丢了不报错只让 Current/Power 恒读 0，所以有 ina226_check()。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_01QYuExfgyYa6DzRRcUso8M8
2026-09-06 18:43:34 +08:00
@@ -0,0 +1,103 @@
+/* INA226 —— 板上 6 片（CH1~CH5 输出各一片 + 输入侧一片），分流电阻全部 5 mΩ / 1%。
+   地址表见设计文档 §8.2，**不是顺排的**，详见下面 ina226_rail_addr() 的警告。
+
+   本驱动只通过 hal_i2c_* 访问总线，宿主机上用 sim 的假器件即可全部测完。 */
+#ifndef INA226_H
+#define INA226_H
+
+#include <stdbool.h>
+#include <stdint.h>
+
+#include "hal_err.h"
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+/* ---- 寄存器（全部 16 位、大端） ---------------------------------------- */
+
+#define INA226_REG_CONFIG  0x00
+#define INA226_REG_SHUNT_V 0x01
+#define INA226_REG_BUS_V   0x02
+#define INA226_REG_POWER   0x03
+#define INA226_REG_CURRENT 0x04
+#define INA226_REG_CALIB   0x05
+#define INA226_REG_MASK_EN 0x06
+#define INA226_REG_ALERT_L 0x07
+#define INA226_REG_MFG_ID  0xFE
+#define INA226_REG_DIE_ID  0xFF
+
+#define INA226_MFG_ID 0x5449 /* 'TI' */
+#define INA226_DIE_ID 0x2260
+
+/* ---- 量程与标定（五路与输入侧同一颗分流电阻，所以是常量不是参数） ------ */
+
+#define INA226_SHUNT_UOHM     5000 /* 5 mΩ，设计文档 §8.2 */
+#define INA226_CURRENT_LSB_UA 500  /* 0.5 mA —— 分流 LSB 2.5 µV ÷ 5 mΩ */
+
+/* CAL = 0.00512 / (Current_LSB × R_shunt) = 0.00512 / (500 µA × 5 mΩ) = 2048 */
+#define INA226_CALIB 2048
+
+/* Config：保留位 100 + AVG=4 + VBUSCT=1.1 ms + VSHCT=1.1 ms + 连续测量分流与母线。
+   转换周期 4 × (1.1 + 1.1) = 8.8 ms < t_safety 的 20 ms，所以每次巡检都拿到新的一帧。 */
+#define INA226_CONFIG 0x4327
+
+/* ---- 地址表（设计文档 §8.2） ------------------------------------------- */
+
+#define INA226_RAIL_COUNT  5
+#define INA226_COUNT       6
+#define INA226_ADDR_INPUT  0x43 /* U13，输入侧 V+I，整板功率预算用 */
+
+/* CH1~CH5 → U8~U12 的地址。rail 是 1~5，越界直接 abort。
+   ⚠️ **`0x40 + ch` 是错的**，CH3/CH4/CH5 三路全错（0x44 / 0x45 / 0x42）。
+   地址按布线难度重排过（§8.2 那张 A1/A0 表），永远查表，不要算。 */
+uint8_t ina226_rail_addr(int rail);
+
+extern const uint8_t ina226_all_addr[INA226_COUNT]; /* CH1..CH5 + 输入侧，扫描用 */
+
+/* 六个地址互不重复、且不与 DAC63204(0x4A/0x4B) / PCA9555(0x20) / LM75(0x48) 撞车。
+   启动自检调一次；返回 false 说明表被改坏了。 */
+bool ina226_addr_table_ok(void);
+
+/* ---- 采样 --------------------------------------------------------------- */
+
+typedef struct {
+    int32_t bus_mv;     /* 母线电压，1.25 mV/LSB */
+    int32_t current_ua; /* **有符号** —— 反灌时为负（SW-8 靠这个判据） */
+} ina226_vi_t;
+
+typedef struct {
+    int32_t bus_mv;
+    int32_t shunt_uv; /* 2.5 µV/LSB，四舍五入到 µV（±1.25 µV ≈ ±0.25 mA） */
+    int32_t current_ua;
+    int32_t power_mw; /* 12.5 mW/LSB，向零截断 */
+} ina226_sample_t;
+
+/* 读 Manufacturer ID / Die ID 认件。
+   器件不应答 → HAL_ERR_NAK；**应答了但 ID 不对 → HAL_ERR_BUS**
+   （这个地址上有东西，但不是 INA226：多半地址跳线焊错或贴错件）。 */
+hal_err_t ina226_probe(uint8_t addr);
+
+/* 写 Config 与 Calibration 并**逐个回读校验**。回读不一致 → HAL_ERR_BUS。 */
+hal_err_t ina226_init(uint8_t addr);
+
+/* 只校验 Calibration 还在。掉了的现象是 **Current/Power 恒读 0**（不是报错），
+   看上去就像「这台手机不耗电」，所以巡检里要定期查一次。 */
+hal_err_t ina226_check(uint8_t addr);
+
+/* 巡检主路径：母线电压 + 电流，两次事务。 */
+hal_err_t ina226_read_vi(uint8_t addr, ina226_vi_t *out);
+
+/* 诊断/事件记录用：四个量一次读齐，四次事务。 */
+hal_err_t ina226_read_all(uint8_t addr, ina226_sample_t *out);
+
+hal_err_t ina226_read_bus_mv(uint8_t addr, int32_t *mv);
+hal_err_t ina226_read_shunt_uv(uint8_t addr, int32_t *uv);
+hal_err_t ina226_read_current_ua(uint8_t addr, int32_t *ua);
+hal_err_t ina226_read_power_mw(uint8_t addr, int32_t *mw);
+
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+
+#endif /* INA226_H */