zhou yang和Claude Opus 5.5
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2026-09-16 完成、当时未提交，这里补提交（原样，不含 09-27 上板的修改）。 - 器件层 / 拓扑层整体从 R1 换到 R2：TCA9548A 分通道、五路同址 INA226 0x40 + 输入侧 0x43、 刀片 PCA9555（VBUS_EN 挪到 P0.4）、CH224A 只读驱动、风扇闭环 t_thermal - 新增 i2cbus（mux 原子事务）、slot（刀片 I/O 门面）、host/qtest.sh - 74HC595 链退役（代码与测试保留） - 判据阈值与时间常量未动；19 个 ctest 全绿，idf.py build 通过 Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
146 行
7.9 KiB
C
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/* ⛔⛔ **R2 已退役：这条 24 位链在现在的板子上不存在。**
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（2026-09-16。R2 方案 D9 用「每片刀片一颗 PCA9555」取代了它，
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少 4 根跨板信号，而且复位态天然安全 —— PCA9555 上电是高阻输入，
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配栅极 100 k 下拉 ⇒ 按键必然松开；595 那套要靠 `KEY_OE#` 上拉才做得到同一件事。）
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文件和测试**保留**（它自洽、测试全绿、不碰任何板级事实），但：
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· 没有任何生产代码 include 它，`rail_cfg` / `t_actuator` 都已经改走 `pca9555.h`；
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· 下面那些 `SR595_PIN_*` 的 GPIO 号是 **R1 底板**的，与 R2 的 `board_pins.h` 冲突
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（IO9/12/13/21 在 R2 上分别是 EFUSE_EN1/EN4/EN5 与 FAN_TACH_IN）——
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**别拿它们去查重、也别照着改 board_pins.h**；
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· 三个逻辑键位（PWR/VUP/VDN）已经搬到 `pca9555.h` 的 `pca9555_key_t`。
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要改 R2 的按键，去 `pca9555.h` 与 `main/slot.h`，不要动这个文件。 */
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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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/* 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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/* 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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/* ---- 上电安全影子 -------------------------------------------------------- */
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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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/* ---- 器件操作 ------------------------------------------------------------ */
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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
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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**。 */
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hal_err_t sr595_init(void);
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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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/* 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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/* 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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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* SR595_H */
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