A8：任务骨架与调度（5 个任务、两把锁）
需求 §10.3 落地。四件事： 1. 五任务表（tasks.c）：周期与优先级写在一张 const 表里，开机自检查的是 相对顺序（safety 唯一最高、log 唯一最低、thermal 与 actuator 同级）， 外加「巡检周期必须长于 INA226 一帧转换 8.8 ms」。不过就 abort。 2. 节拍器（sched.c）：记下一次该醒的绝对时刻，回绕安全（int32_t 差判先后）。 过载时跳过错过的整周期、保住相位，不补跑。 3. 两把锁（hal_lock）：I²C 与 74HC595，禁止嵌套持有 —— 这块板上两者没有交集， 「拿着 A 去拿 B」永远是写错了。ESP 侧用 mutex 取优先级继承。 4. t_safety 的一个周期：拿锁 → 6 片 INA226 的 V+I + PCA9555 两端口 → 放锁。 不死等锁（5 ms 超时就跳过这圈），一片读失败不中断整圈、保留上一圈的值。 I²C 占用由 HAL 按线上真实字节数记账（两个目标同一份代码），静态预算与实测 必须相等：一次寄存器读 48 位，一圈 13 次事务 = 1560 µs / 20 ms = 7.8 %， 与 §10.3 手算的「约 1.5 ms / 约 8 %」相符（本节的 46 位没数 STOP 和重复 START）。 sim 侧配套两样：假 I²C 事务真的把虚拟时钟花掉（否则时序测试是空话）， 以及可强制的加锁纪律检查（配一条反向测试，防止检查本身失灵）。 11 条 ctest（161 例）全绿，idf.py build 通过；16 个注错实验全部变红。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]>
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zhou yang
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/* 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%。
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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。
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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。 */
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#ifndef INA226_H
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#define INA226_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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/* ---- 寄存器（全部 16 位、大端） ---------------------------------------- */
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#define INA226_REG_CONFIG 0x00
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#define INA226_REG_SHUNT_V 0x01
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#define INA226_REG_BUS_V 0x02
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#define INA226_REG_POWER 0x03
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||||
#define INA226_REG_CURRENT 0x04
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||||
#define INA226_REG_CALIB 0x05
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#define INA226_REG_MASK_EN 0x06
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||||
#define INA226_REG_ALERT_L 0x07
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#define INA226_REG_MFG_ID 0xFE
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#define INA226_REG_DIE_ID 0xFF
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#define INA226_MFG_ID 0x5449 /* 'TI' */
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#define INA226_DIE_ID 0x2260
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/* ---- 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） ------ */
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#define INA226_SHUNT_UOHM 5000 /* 5 mΩ，设计文档 §8.2 */
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#define INA226_CURRENT_LSB_UA 500 /* 0.5 mA —— 分流 LSB 2.5 µV ÷ 5 mΩ */
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/* CAL = 0.00512 / (Current_LSB × R_shunt) = 0.00512 / (500 µA × 5 mΩ) = 2048 */
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#define INA226_CALIB 2048
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/* Config：保留位 100 + AVG=4 + VBUSCT=1.1 ms + VSHCT=1.1 ms + 连续测量分流与母线。
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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。 */
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#define INA226_CONFIG 0x4327
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/* ---- 地址表（设计文档 §8.2） ------------------------------------------- */
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#define INA226_RAIL_COUNT 5
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#define INA226_COUNT 6
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#define INA226_ADDR_INPUT 0x43 /* U13，输入侧 V+I，整板功率预算用 */
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/* CH1~CH5 → U8~U12 的地址。rail 是 1~5，越界直接 abort。
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⚠️ **`0x40 + ch` 是错的**，CH3/CH4/CH5 三路全错（0x44 / 0x45 / 0x42）。
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地址按布线难度重排过（§8.2 那张 A1/A0 表），永远查表，不要算。 */
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uint8_t ina226_rail_addr(int rail);
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extern const uint8_t ina226_all_addr[INA226_COUNT]; /* CH1..CH5 + 输入侧，扫描用 */
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/* 六个地址互不重复、且不与 DAC63204(0x4A/0x4B) / PCA9555(0x20) / LM75(0x48) 撞车。
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启动自检调一次；返回 false 说明表被改坏了。 */
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bool ina226_addr_table_ok(void);
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/* ---- 采样 --------------------------------------------------------------- */
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typedef struct {
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int32_t bus_mv; /* 母线电压，1.25 mV/LSB */
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int32_t current_ua; /* **有符号** —— 反灌时为负（SW-8 靠这个判据） */
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} ina226_vi_t;
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typedef struct {
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int32_t bus_mv;
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||||
int32_t shunt_uv; /* 2.5 µV/LSB，四舍五入到 µV（±1.25 µV ≈ ±0.25 mA） */
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||||
int32_t current_ua;
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||||
int32_t power_mw; /* 12.5 mW/LSB，向零截断 */
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} ina226_sample_t;
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/* 读 Manufacturer ID / Die ID 认件。
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器件不应答 → HAL_ERR_NAK；**应答了但 ID 不对 → HAL_ERR_BUS**
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（这个地址上有东西，但不是 INA226：多半地址跳线焊错或贴错件）。 */
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hal_err_t ina226_probe(uint8_t addr);
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||||
/* 写 Config 与 Calibration 并**逐个回读校验**。回读不一致 → HAL_ERR_BUS。 */
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hal_err_t ina226_init(uint8_t addr);
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/* 只校验 Calibration 还在。掉了的现象是 **Current/Power 恒读 0**（不是报错），
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看上去就像「这台手机不耗电」，所以巡检里要定期查一次。 */
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hal_err_t ina226_check(uint8_t addr);
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||||
/* 巡检主路径：母线电压 + 电流，两次事务。 */
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||||
hal_err_t ina226_read_vi(uint8_t addr, ina226_vi_t *out);
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||||
/* 诊断/事件记录用：四个量一次读齐，四次事务。 */
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hal_err_t ina226_read_all(uint8_t addr, ina226_sample_t *out);
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hal_err_t ina226_read_bus_mv(uint8_t addr, int32_t *mv);
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hal_err_t ina226_read_shunt_uv(uint8_t addr, int32_t *uv);
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||||
hal_err_t ina226_read_current_ua(uint8_t addr, int32_t *ua);
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hal_err_t ina226_read_power_mw(uint8_t addr, int32_t *mw);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* INA226_H */
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/* 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%。
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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。
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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。 */
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#ifndef INA226_H
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#define INA226_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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/* ---- 寄存器（全部 16 位、大端） ---------------------------------------- */
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#define INA226_REG_CONFIG 0x00
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#define INA226_REG_SHUNT_V 0x01
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#define INA226_REG_BUS_V 0x02
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#define INA226_REG_POWER 0x03
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#define INA226_REG_CURRENT 0x04
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#define INA226_REG_CALIB 0x05
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#define INA226_REG_MASK_EN 0x06
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#define INA226_REG_ALERT_L 0x07
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#define INA226_REG_MFG_ID 0xFE
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#define INA226_REG_DIE_ID 0xFF
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#define INA226_MFG_ID 0x5449 /* 'TI' */
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#define INA226_DIE_ID 0x2260
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/* ---- 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） ------ */
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#define INA226_SHUNT_UOHM 5000 /* 5 mΩ，设计文档 §8.2 */
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#define INA226_CURRENT_LSB_UA 500 /* 0.5 mA —— 分流 LSB 2.5 µV ÷ 5 mΩ */
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/* CAL = 0.00512 / (Current_LSB × R_shunt) = 0.00512 / (500 µA × 5 mΩ) = 2048 */
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#define INA226_CALIB 2048
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/* Config：保留位 100 + AVG=4 + VBUSCT=1.1 ms + VSHCT=1.1 ms + 连续测量分流与母线。
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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。 */
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#define INA226_CONFIG 0x4327
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/* 上面那个 Config 折算出来的**一帧转换时间**：AVG=4 × (1.1 ms + 1.1 ms) = 8.8 ms。
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`t_safety` 的周期必须长于它，否则同一帧会被读两次 —— 现象是「电流特别稳」，
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不是任何一种错误。tasks.c 的表自检拿它和 20 ms 对一次。 */
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#define INA226_CONV_US 8800
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/* ---- 地址表（设计文档 §8.2） ------------------------------------------- */
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#define INA226_RAIL_COUNT 5
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#define INA226_COUNT 6
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#define INA226_ADDR_INPUT 0x43 /* U13，输入侧 V+I，整板功率预算用 */
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/* CH1~CH5 → U8~U12 的地址。rail 是 1~5，越界直接 abort。
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⚠️ **`0x40 + ch` 是错的**，CH3/CH4/CH5 三路全错（0x44 / 0x45 / 0x42）。
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地址按布线难度重排过（§8.2 那张 A1/A0 表），永远查表，不要算。 */
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uint8_t ina226_rail_addr(int rail);
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extern const uint8_t ina226_all_addr[INA226_COUNT]; /* CH1..CH5 + 输入侧，扫描用 */
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/* 六个地址互不重复、且不与 DAC63204(0x4A/0x4B) / PCA9555(0x20) / LM75(0x48) 撞车。
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启动自检调一次；返回 false 说明表被改坏了。 */
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bool ina226_addr_table_ok(void);
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/* ---- 采样 --------------------------------------------------------------- */
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typedef struct {
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int32_t bus_mv; /* 母线电压，1.25 mV/LSB */
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int32_t current_ua; /* **有符号** —— 反灌时为负（SW-8 靠这个判据） */
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} ina226_vi_t;
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typedef struct {
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int32_t bus_mv;
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int32_t shunt_uv; /* 2.5 µV/LSB，四舍五入到 µV（±1.25 µV ≈ ±0.25 mA） */
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int32_t current_ua;
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int32_t power_mw; /* 12.5 mW/LSB，向零截断 */
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} ina226_sample_t;
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/* 读 Manufacturer ID / Die ID 认件。
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器件不应答 → HAL_ERR_NAK；**应答了但 ID 不对 → HAL_ERR_BUS**
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（这个地址上有东西，但不是 INA226：多半地址跳线焊错或贴错件）。 */
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hal_err_t ina226_probe(uint8_t addr);
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/* 写 Config 与 Calibration 并**逐个回读校验**。回读不一致 → HAL_ERR_BUS。 */
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hal_err_t ina226_init(uint8_t addr);
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/* 只校验 Calibration 还在。掉了的现象是 **Current/Power 恒读 0**（不是报错），
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看上去就像「这台手机不耗电」，所以巡检里要定期查一次。 */
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hal_err_t ina226_check(uint8_t addr);
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/* 巡检主路径：母线电压 + 电流，两次事务。 */
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hal_err_t ina226_read_vi(uint8_t addr, ina226_vi_t *out);
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/* 诊断/事件记录用：四个量一次读齐，四次事务。 */
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hal_err_t ina226_read_all(uint8_t addr, ina226_sample_t *out);
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hal_err_t ina226_read_bus_mv(uint8_t addr, int32_t *mv);
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hal_err_t ina226_read_shunt_uv(uint8_t addr, int32_t *uv);
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hal_err_t ina226_read_current_ua(uint8_t addr, int32_t *ua);
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hal_err_t ina226_read_power_mw(uint8_t addr, int32_t *mw);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* INA226_H */
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在新工单中引用
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