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]>
137 行
6.3 KiB
C
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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（**R2**：五片同址 + 输入侧一片，计划 §5.2） -----------------
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⚠️⚠️ **R1 的「六片六个地址」在 R2 不成立了。** R2 的五片 INA226 各在一片刀片
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上（`U3`），五片刀片完全同构 ⇒ **地址全是 0x40**，靠底板 TCA9548A 的通道区分
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（方案 D8）。板上出处：`.claude/r2/_blade_pcb_nets.json` 的 `U3` pin1/pin2
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（A1/A0）都接 GND。
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于是「查表不要算」这条规矩换了对象：**要查的不再是地址，而是 mux 通道**
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（`rail_cfg.h` 的 `mux_ch`）。选错通道读到的是另一台手机的电压电流，
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而量纲、范围、变化趋势全都正常 —— 比 R1 的「地址算错」更难发现。 */
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#define INA226_RAIL_COUNT 5
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#define INA226_COUNT 6 /* 物理片数：五片刀片 + 一片输入侧 */
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/* 五片刀片上那一片的地址（**五片相同**）。 */
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#define INA226_ADDR_RAIL 0x40
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/* U13，底板输入侧 V+I，整板功率预算与 PD 限功率用（计划 §5.9）。
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挂**主干**，不在任何 mux 通道后面。R2 底板上 Kelvin 对调接，见 ina226_set_reversed()。 */
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#define INA226_ADDR_INPUT 0x43
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/* 扫描用：总线上出现过的 INA226 地址只有这两个（不是六个）。 */
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#define INA226_ADDR_COUNT 2
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/* 登记「这片的 IN+ / IN− 在板上对调接了」（IN+ 接分流电阻下游）：之后驱动对它的
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分流电压 / 电流取反，调用方看到的永远是「正 = 正常供电方向」。母线电压 / 功率不受影响。
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默认全部正接（R1）。R2 底板的 U13（0x43）为了让两条 Kelvin 在 PCB 上不交叉而对调
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（2026-09-11），R2 固件启动时必须调 ina226_set_reversed(INA226_ADDR_INPUT, true)，
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否则 SW-8 反灌判据会把正常供电当成反灌。地址不在 0x40~0x4F 的调用被忽略。 */
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void ina226_set_reversed(uint8_t addr, bool reversed);
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bool ina226_is_reversed(uint8_t addr);
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/* CH1~CH5 那一片的地址。rail 是 1~5，越界直接 abort。
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⚠️ **R2 里它对五路返回同一个值（0x40）**，这不是 bug。
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真正区分是哪一路的是 `rail_cfg(rail)->mux_ch` —— 光有地址是选不中的，
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所以任何「拿到地址就直接读」的代码在 R2 上都读的是**上一次选中的那一路**。 */
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uint8_t ina226_rail_addr(int rail);
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extern const uint8_t ina226_addr_list[INA226_ADDR_COUNT]; /* {0x40, 0x43}，扫描用 */
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/* 两个地址不重复、都合法、且不与主干上的 DAC63204(0x4A/0x4B) / TCA9548A(0x70)
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撞车，也不与刀片支路上的 PCA9555(0x20) 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）；对调接的片子已由驱动取反 */
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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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