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## ADC原理说明



GD32F4系列搭载了高性能的12位逐次逼近型（SAR）ADC，提供了非常灵活和强大的数据采集功能。其采集方式可以从**操作模式**和**数据转移方式**两个维度来理解。

### 一、按操作模式划分

操作模式决定了ADC如何执行转换序列，主要配置在 `ADC_RSQ0`、`ADC_RSQ1`、`ADC_RSQ2`寄存器（规则序列寄存器）和 `ADC_OSQ`寄存器（注入序列寄存器）。

#### 1. 单次转换模式 (Single Conversion Mode)

* **工作原理**：ADC只执行一次转换（可以是一个通道，也可以是多个通道组成的序列），转换完成后自动停止，并置位转换结束标志位（EOC）。
* **触发方式**：
  * **软件触发**：通过设置 `ADC_CTL1`的 `SWRCST`位启动。
  * **硬件触发**：通过外部信号（如定时器TRGO、EXTI线）启动。
* **特点**：最简单，功耗最低（转换间隙ADC可自动进入低功耗模式），但需要不断重新触发才能进行下一次转换。适用于对采样率要求不高的场合。
* **代码逻辑**：`启动 -> 等待EOC -> 读取数据 -> (下次需要时再次启动)`

#### 2. 连续转换模式 (Continuous Conversion Mode)

* **工作原理**：ADC完成一次转换序列后，**立即自动重新启动**下一次转换，永不停止，连续不断地进行转换。
* **触发方式**：通常由**一次软件或硬件触发**来启动这个连续的进程。
* **特点**：一旦启动，无需干预即可获得连续的数据流，实时性高。但**功耗相对较高**，因为ADC一直处于工作状态。通常需要与DMA配合使用。
* **代码逻辑**：`启动 -> (自动循环转换) -> 不断读取数据`

#### 3. 扫描模式 (Scan Mode)

* **工作原理**：此模式**不是独立的**，它需要与单次或连续模式结合使用。当使能扫描模式后，ADC会按照预先在规则序列寄存器 `ADC_RSQi`或注入序列寄存器 `ADC_OSQ`中设置好的**通道顺序**，依次对多个通道进行转换。
* **特点**：实现了多通道自动轮流采样。**特别注意**：
  * 在扫描模式下，每次完成**整个序列**的转换后，才会产生一个**EOC**（转换结束）中断标志。
  * 如果需要每个通道转换完都产生中断，需要使能 `EOCIE`并配合DMA使用。
* **常见组合**：
  * **单次扫描模式**：触发一次，按顺序转换所有通道一次，然后停止。
  * **连续扫描模式**：触发一次，按顺序循环不停地转换所有通道。

#### 4. 间断模式 (Discontinuous Mode)

* **工作原理**：此模式用于将一个长的转换序列**分批次（短序列）** 完成。您需要设置短序列的长度 `DISNUM`（例如n=3）。每次由一个硬件触发信号触发时，ADC不会转换整个序列，而是只转换序列中的**接下来的n个通道**。再次触发，再转换接下来的n个通道，直到整个序列完成，然后循环。
* **特点**：提供了更精细的触发控制，允许用多个触发信号来控制一个长序列的转换。应用相对小众，常用于由定时器精确控制采样点的复杂场景。

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### 二、按数据转移方式划分

转换完成后的数据需要被CPU读取，根据读取方式的不同，也决定了系统的效率。

#### 1. 中断方式 (Interrupt)

* **工作原理**：使能ADC中断（如EOC中断），在转换完成后进入中断服务函数（ISR），在ISR中读取 `ADC_RDATA`寄存器。
* **适用场景**：
  * **单通道单次转换**：最简单。
  * **扫描模式**：如果只关心整个序列转换完成，可以在EOC中断中读取所有数据（但需要自己记录顺序）。
* **缺点**：频繁中断会消耗大量CPU资源，尤其在高速、多通道采样时效率低下。

#### 2. DMA方式 (Direct Memory Access)

* **工作原理**：这是**多通道扫描+连续转换模式的标准且高效的解决方案**。使能ADC的DMA请求，并配置好DMA控制器。每次ADC转换完成一个通道的数据后，会自动触发DMA，由DMA控制器**在不占用CPU的情况下**，将 `ADC_RDATA`寄存器的数据直接搬运到指定的内存数组（Buffer）中。
* **特点**：
  * **极高效率**：CPU只需在数据数组满或半满时进行处理，大大解放了CPU。
  * **数据对齐**：ADC数据寄存器是32位的，但数据只有12位。DMA可以轻松处理数据对齐问题（左对齐或右对齐）。
* **适用场景**：几乎所有需要高速、实时、多通道采样的应用，如音频处理、电机控制、数字电源、多路数据采集卡等。

#### 3. 查询方式 (Polling)

* **工作原理**：在主循环或函数中，不断**查询**ADC状态寄存器中的标志位（如EOC），一旦发现标志位置位，就去读取数据。
* **特点**：编程简单，但CPU利用率最低，因为在等待转换完成时CPU什么也做不了，一直在空循环。**不推荐在实际项目中使用**，仅用于简单测试。

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### 三、特殊模式：双ADC模式 (Dual ADC Mode)

GD32F4系列通常有多个ADC单元（如ADC0, ADC1, ADC2）。它们可以协同工作，组成更高级的采样模式，用于需要精确同步采样的场景。

* **同步注入模式**：一个主ADC被触发后，从ADC同时被触发进行注入组转换。
* **同步规则模式**：主从ADC同步进行规则组转换。
* **交替触发模式**：定时器触发后，主从ADC交替采样**同一个通道**，可以实现**2倍于单个ADC**的采样率。
* **交替模式**：主从ADC交替采样，每次触发交替转换。
* **混合模式**：规则组和注入组可以分别配置为不同的同步模式。

### 总结与对比

| 模式分类           | 模式名称            | 特点                                                | 适用场景                                             |
| :----------------- | :------------------ | :-------------------------------------------------- | :--------------------------------------------------- |
| **操作模式** | **单次转换**  | 转换一次即停止，低功耗，需反复触发                  | 低速、单点采样，电池供电设备                         |
|                    | **连续转换**  | 转换一次后自动开始下一次，连续不断                  | 高速、实时数据流采集                                 |
|                    | **扫描模式**  | 按预设顺序自动转换多个通道                          | **多通道**数据采集（必须配合单次/连续模式）    |
|                    | **间断模式**  | 分多次触发完成一个长序列                            | 由外部信号精细控制采样节奏的复杂应用                 |
| **数据转移** | **查询方式**  | CPU不断查询状态标志，效率最低                       | 简单测试，不推荐用于实际项目                         |
|                    | **中断方式**  | 转换完成产生中断，CPU在ISR中读取数据                | 中低速、通道数较少的应用                             |
|                    | **DMA方式**   | **自动**将数据搬运到内存，**不占用CPU** | **高速、多通道、实时**采集的**首选方案** |
| **ADC组合**  | **双ADC模式** | 多个ADC单元协同工作，同步或交替采样                 | 需要高采样率或通道间严格同步的高精度应用             |

### 如何选择？

1. **单通道、低速采样**：单次转换 + 中断。
2. **多通道、低速采样**：单次扫描 + DMA（或中断，但DMA更优）。
3. **多通道、高速采样**：**连续扫描 + DMA** （这是最常用、最经典的配置）。
4. **极限采样率（单通道）**：使用双ADC的交替模式，配合DMA。
5. **需要同步采样两个相关信号**：使用双ADC的同步模式。

这是一个非常核心且优秀的问题！它触及了ADC模块设计思想的本质。

**规则组和注入组** 与 **操作模式** 和 **数据转移方式** 是不同维度的概念，但它们之间**存在着紧密的协作和配合关系**。您可以这样理解：

* **规则组 vs 注入组**：定义的是 **“要转换什么”**（What），即ADC转换任务的**内容**和**队列**。它们就像是两个不同的**任务列表**。
* **操作模式**：定义的是 **“如何执行转换”**（How），即如何对待上述任务列表（是执行一次还是循环执行，是软件启动还是硬件启动）。它定义了任务的**执行策略**。
* **数据转移方式**：定义的是 **“转换完成后如何处理数据”**（What to do with the result），即如何获取转换结果。它定义了任务结果的**收集方式**。

它们之间的关系可以用下面的图表来清晰地展示：

```mermaid
flowchart TD
subgraph A[任务内容（What）]
    direction LR
    A1[规则组<br>常规任务队列]
    A2[注入组<br>高优先级任务队列]
end

subgraph B[执行策略（How）]
    B1[操作模式<br>单次/连续/扫描/间断]
end

subgraph C[结果收集（What to do）]
    direction LR
    C1[数据转移方式<br>查询/中断/DMA]
end

D[原始模拟信号] --> A
A -- 任务列表 --> B
B -- 执行转换 --> C
C -- 获取结果 --> E[数字转换结果]

B -.->|执行策略同时<br>应用于两个组| A1
B -.->|执行策略同时<br>应用于两个组| A2

C1 -->|读取规则组<br>需及时处理| A1
C1 -->|读取注入组<br>有专用寄存器| A2
```

下面我们进行详细的解读。

---

### 1. 规则组/注入组 与 操作模式 的关系

操作模式（单次、连续、扫描）**同时适用于规则组和注入组**，但两者的行为有一些关键区别。

| 特性                   | 规则组 (Routine Group)                   | 注入组 (Injected Group)                                                                                                                                                                                                          |
| :--------------------- | :--------------------------------------- | :------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **扫描模式**     | **必须启用**才能转换多通道序列。   | 注入组**本身就是一个短序列**，其通道数由 `IL`(Injected Length) 决定，**无需**单独的“扫描模式”使能。                                                                                                              |
| **单次 vs 连续** | 决定了规则序列是执行一次还是循环执行。   | 决定了注入序列是执行一次还是循环执行。**注意**：一个注入触发信号通常只执行一次注入序列，除非配置为连续模式。                                                                                                               |
| **触发源**       | 可以使用软件触发或硬件触发（如定时器）。 | 同样可以使用软件触发或**独立的**硬件触发源。**关键**：注入组的硬件触发可以**中断**当前正在进行的规则组转换，立即执行注入序列，完成后自动恢复规则组转换。这就是“注入”（Injected）的含义——高优先级任务插入。 |

**关系小结**：操作模式定义了各组转换的**执行流程**。规则组是“常规任务流程”，而注入组是可打断常规流程的“高优先级中断任务流程”。

---

### 2. 规则组/注入组 与 数据转移方式 的关系

这是关系最紧密的部分，**数据转移方式的选择直接受到所用组别的严重影响**。

| 特性                   | 规则组 (Routine Group)                                                                                                                            | 注入组 (Injected Group)                                                                                                                                      |
| :--------------------- | :------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | :----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **数据寄存器**   | 只有**一个**数据寄存器 `ADC_RDATA`。所有规则通道的转换结果都放在这里。**如果不及时读取，就会被下一个通道的结果覆盖**。              | 有**多个**独立的数据寄存器（如 `ADC_IDATA0`, `ADC_IDATA1`, `ADC_IDATA2`, `ADC_IDATA3`）。每个注入通道都有自己专用的寄存器，结果不会被覆盖。    |
| **数据转移方式** | **强烈依赖DMA**。因为在扫描模式下，多个通道快速连续转换，CPU很难及时读取单个寄存器而不丢失数据。DMA可以自动将每个通道的结果搬运到指定数组。 | **非常适合使用中断**。因为注入组通道数少，且每个结果都有独立的寄存器，不会丢失。可以在注入转换完成中断（JEOC）中安全地读取所有 `ADC_IDATAx` 寄存器。 |
| **标志位**       | 转换结束标志 `EOC` 在**每个通道**转换完成后都置位。序列结束标志 `EOS` 在**整个规则序列**转换完成后置位。                          | 注入组转换结束标志 `JEOC` 在**整个注入序列**转换完成后置位。                                                                                         |

**关系小结**：

* **规则组 + 多通道 + 扫描模式 => 几乎必须使用DMA**来高效可靠地搬运数据。
* **注入组 + 少数通道 => 使用查询或中断**即可安全地读取数据，因为结果有专属“座位”（寄存器），不会丢。

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### 实际应用场景举例（结合三者）

**场景：云台系统监控**

* **规则组**（常规任务）：用于**周期性采集**电机编码器位置、系统电压、系统电流。配置为**连续扫描模式 + DMA**。ADC在后台持续采样，DMA自动将三个通道的数据循环写入内存数组，主循环只需读取数组即可，极其高效。
* **注入组**（紧急任务）：用于**过流保护**。配置一个电流通道，设置为**单次转换模式 + 中断**，并由一个比较器的硬件输出信号作为触发源。当电流突然超过阈值，比较器触发信号立即产生，ADC**中断**正在进行的规则组转换，**立即**执行注入转换采集电流，并在转换完成后进入中断服务程序。在中断中，程序可以立即读取 `ADC_IDATA0` 得到电流值，并紧急停止电机。

在这个例子中，您可以看到：

* **What** (规则组/注入组)：定义了监控和保护两个任务。
* **How** (连续扫描/单次)：定义了任务的执行节奏。
* **What to do** (DMA/中断)：定义了结果数据的处理方式。

三者协同工作，共同构成了一个高效、可靠且响应及时的数据采集系统。

## `adc_routine_channel_config`函数说明

在GD32微控制器的ADC驱动库中，`adc_routine_channel_config`函数用于配置规则组（常规序列）的通道序列。

### 🧾 函数原型

在GD32的库函数中，该函数的原型通常类似于：

```c
void adc_routine_channel_config(uint32_t adc_periph, uint8_t rank, uint8_t channel, uint32_t sample_time);
```

### 📊 参数详解

为了更直观地理解第二和第三个参数的区别与联系，请看下表：

| 特性                 | 第二个参数 (`rank`)                                                           | 第三个参数 (`channel`)                                                                      |
| :------------------- | :------------------------------------------------------------------------------ | :-------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **参数含义**   | 指定**转换顺序中的序号**（即该通道在规则组序列中的**位置**）        | 指定**具体的ADC物理通道**（即连接模拟信号的**输入源**）                           |
| **参数目的**   | 决定**多个通道的转换先后顺序**                                            | 决定**转换哪个引脚或内部信号源**                                                        |
| **取值范围**   | 通常从 `0`开始，最大取决于规则组通道总数（例如，16个通道则是 `0`到 `15`） | 取决于MCU型号，例如 `ADC_CHANNEL_0`, `ADC_CHANNEL_1`, ..., `ADC_CHANNEL_17`（内部通道） |
| **配置寄存器** | `ADC_RSQ2`, `ADC_RSQ1`, `ADC_RSQ0` (规则序列寄存器)                       | 与 `rank`共同配置规则序列寄存器                                                             |
| **示例说明**   | `rank = 0`表示该通道是序列中**第一个**被转换的                          | `channel = ADC_CHANNEL_5`表示选择MCU的**特定ADC引脚**（如PA5）                        |

### ⚠️ 注意事项

1. **`rank`值与实际转换顺序**：`rank`参数通常从 `0`开始递增，表示转换的先后顺序。**`rank`值越小，转换顺序越靠前**。例如，`rank = 0`的通道最先转换，`rank = 1`的通道其次，以此类推。
2. **通道总数设置**：在配置所有通道的 `rank`之前，务必先通过 `adc_channel_length_config(adc_periph, ADC_ROUTINE_CHANNEL, n)`函数正确设置规则组的总通道数 `n`。
3. **避免重复或越界**：确保不同的 `rank`值指向不同的序列位置，并且所有 `rank`值都小于总通道数 `n`。同时，确保选择的物理 `channel`在MCU实际存在的范围内。
4. **采样时间**：此函数的第四个参数 `sample_time`（采样时间）同样重要，它决定了ADC对输入信号采样的持续时间，需根据信号源阻抗进行调整。

### 💡 总结

可以这样理解：

* **`rank`（第二个参数）是“排队号”**：决定通道转换的**顺序**。
* **`channel`（第三个参数）是“身份证”**：确定转换的**具体是哪个物理通道**。

函数的作用就是将特定的物理通道（`channel`）安排到规则组转换序列中的指定位置（`rank`）上。

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## ADC程序模式说明

这几种ADC模式是STM32中常见的配置组合，主要区别在于**转换组别、转换方式、数据采集方式**等方面。让我详细解释每种模式：

### ADC_MODE_0 - 基础单次转换模式

```c
// 规则组、单次转换、非扫描
#define CONTINUOUS_STATUS		DISABLE		// 单次转换
#define SEQUENCE_CHANNEL		ADC_ROUTINE_CHANNEL	// 规则组
#define SCAN_STATUS				DISABLE		// 非扫描
#define CHANNEL_LENGTH			1			// 单通道
```

**特点：**

- **单次转换**：每次触发只转换一次
- **规则组**：常规转换通道组
- **非扫描**：只转换一个通道
- **应用场景**：简单的单通道ADC读取，如电位器、温度传感器

**工作流程：**

```
触发 → 转换通道1 → 停止 → 等待下次触发
```

### ADC_MODE_1 - 注入组扫描模式

```c
// 注入组、单次转换、扫描、转换结束标志位采集
#define CONTINUOUS_STATUS		DISABLE		// 单次转换
#define SEQUENCE_CHANNEL		ADC_INSERTED_CHANNEL	// 注入组
#define SCAN_STATUS				ENABLE		// 扫描模式
#define CHANNEL_LENGTH			2			// 多通道
```

**特点：**

- **注入组**：高优先级，可打断规则组转换
- **扫描模式**：自动按顺序转换多个通道
- **查询方式**：通过轮询标志位获取数据
- **应用场景**：需要打断常规转换的紧急测量

**工作流程：**

```
触发 → 转换通道1 → 转换通道2 → 设置EOC标志 → 读取数据
```

### ADC_MODE 2 - 中断方式注入组扫描

```c
// 注入组、单次转换、扫描、中断转换结束标志位采集
#define CONTINUOUS_STATUS		DISABLE
#define SEQUENCE_CHANNEL		ADC_INSERTED_CHANNEL	// 注入组
#define SCAN_STATUS				ENABLE		// 扫描模式
#define CHANNEL_LENGTH			2			// 多通道
#define ADCX_IRQn				ADC_IRQn	// 启用中断
```

**特点：**

- **中断方式**：转换完成后产生中断
- **实时性更好**：不需要轮询等待
- **应用场景**：对实时性要求高的多通道测量

**工作流程：**

```
触发 → 转换通道1 → 转换通道2 → 产生中断 → 在ISR中读取数据
```

### ADC_MODE 3 - DMA连续采集模式

```c
// 规则组、连续转换、扫描、DMA采集
#define CONTINUOUS_STATUS		ENABLE		// 连续转换
#define SEQUENCE_CHANNEL		ADC_ROUTINE_CHANNEL	// 规则组
#define SCAN_STATUS				ENABLE		// 扫描模式
#define CHANNEL_LENGTH			2			// 多通道
#define DMAX					DMA1		// 使用DMA
```

**特点：**

- **连续转换**：自动重复转换序列
- **DMA传输**：自动将数据搬运到内存
- **高效率**：不占用CPU资源
- **应用场景**：高速数据采集、波形采样、实时监控

**工作流程：**

```
启动 → [转换通道1 → 转换通道2] → DMA传输 → [转换通道1 → 转换通道2] → ...
        ↑_____________________________循环___________________________↑
```

### 关键概念对比

#### 1. 规则组 vs 注入组

| 特性   | 规则组   | 注入组             |
| ------ | -------- | ------------------ |
| 优先级 | 正常     | 高（可打断规则组） |
| 通道数 | 最多16个 | 最多4个            |
| 应用   | 常规测量 | 紧急或同步测量     |

#### 2. 单次 vs 连续转换

| 特性     | 单次转换         | 连续转换     |
| -------- | ---------------- | ------------ |
| 工作方式 | 触发一次转换一次 | 自动重复转换 |
| CPU占用  | 低               | 需要管理数据 |
| 适用场景 | 低速采样         | 高速连续采样 |

#### 3. 数据获取方式对比

| 方式    | 查询标志位       | 中断方式            | DMA方式  |
| ------- | ---------------- | ------------------- | -------- |
| CPU占用 | 中等（需要轮询） | 低（仅在ISR中处理） | 几乎为零 |
| 实时性  | 一般             | 好                  | 最好     |
| 复杂度  | 简单             | 中等                | 复杂     |

### 实际应用建议

#### 选择指南：

- **简单单通道读取** → MODE_0
- **紧急多通道测量** → MODE_1或MODE_2
- **高速连续采集** → MODE_3
- **需要实时响应** → MODE_2（中断）
- **需要低CPU占用** → MODE_3（DMA）

#### 性能考虑：

- DMA模式适合采样率>10Ksps的场景
- 中断模式适合1-10Ksps的中等速率
- 查询模式适合<1Ksps的低速应用

这些模式覆盖了从简单到复杂的各种ADC应用场景，可以根据具体需求灵活选择。

---

| 事件 |   断电保护   | 电压过高保护 | 过流保护 | 一般温度（10℃以下）故障 | 极限温度（10℃以上）故障 | 光电开关遮挡         |
| :--: | :----------: | :----------: | :------: | :----------------------: | :----------------------: | -------------------- |
| 响应 | 检测掉电存储 |     断电     | 电机停转 |     -（仅故障回传）     |         电机停转         | 同时累计遮挡电机停转 |
|      |              |              |          |                          |                          |                      |
|      |              |              |          |                          |                          |                      |

# 高精度转台/云台嵌入式软件故障上报与响应规范

## 概述

此文档定义了高精度转台（云台）嵌入式软件中的故障上报与响应机制。涵盖的主要故障类型包括电源异常（过电压、过流）、温度异常、光电挡板（限位传感器）异常、掉电保护等。

### 大概故障分类

按紧急程度分为P0（致命）、P1（高）、P2（中）、P3（低）四类故障。

| 故障类型      | 定义                                 | 响应                                   |
| ------------- | ------------------------------------ | -------------------------------------- |
| P0 致命       | 严重电流过载、电压过高、温度过高     | 立即停机、断电、报警，并持久化故障状态 |
| P1 高         | 光电挡板遮挡、电流持续过流、电压过低 | 停机、限流、恢复模式，报警上报         |
| P2 中         | 温度接近限制、传感器异常             | 限速、报警上报                         |
| P3 低(可不用) | 通信错误、较小的传感器波动           | 记录日志，便于后续诊断                 |

## 关键设计原则

- **快速检测，安全响应**：利用硬件中断和软件冗余检测保障故障发生时的最短响应时间。
- **可恢复优先，不能恢复则安全停机**：在无法恢复的情况下紧急停机并持久化关键故障信息。
- **掉电保护**：确保在掉电时能够正确保存系统状态，以便恢复。

## 主要模块

### 电压监测

- **硬件设计**：利用ADC模块（或者电压比较器）监测主电源电压。
- **故障响应**：过电压和欠电压将触发报警，并在满足条件时进行电机断电、停机。

### 电流监测

- **硬件设计**：使用霍尔传感器或分流电阻监测电机电流。
- **故障响应**：持续过流时，电机停止工作，并切断PWM驱动或者发送停转电机指令。

### 温度监测

- **硬件设计**：通过温度传感器（如NTC热敏电阻或者TMP75）进行监测。
- **故障响应**：超过设定温度阈值时，限制负载和转速，或停机保护。

### 光电挡板（限位）监测

- **硬件设计**：使用光电传感器或光耦监测挡板状态。
- **故障响应**：检测到遮挡时，立即停机，避免碰撞。

### 掉电保护

- **硬件设计**：通过监测电源电压下降，并使用电容保证在掉电瞬间写入系统状态。
- **故障响应**：在掉电事件前保存关键状态数据。

## 故障上报

错误代码使用统一格式进行上报，确保与上位机的兼容性。

| 错误码     | 错误描述             | 优先级 | 模块       |
| ---------- | -------------------- | ------ | ---------- |
| 0x01010001 | 主电源过压           | P1     | 电源       |
| 0x01010002 | 主电源欠压           | P1     | 电源       |
| 0x02020001 | 电机A持续过流        | P0     | 电流       |
| 0x02020002 | 电机B短路            | P0     | 电流       |
| 0x03030001 | 驱动模块过温         | P1     | 温度       |
| 0x04040001 | 光电挡板左侧遮挡异常 | P1     | 限位传感器 |
| 0x04040002 | 光电挡板右侧开路     | P2     | 限位传感器 |
| 0x05050001 | 编码器错位           | P2     | 传感器     |


## 测试与验收

### 单元测试

* 电压检测：模拟电压过高/过低，验证响应动作。
* 电流检测：模拟过流，验证驱动停止和故障上报。
* 温度检测：模拟温度过高，验证系统限速和停机保护。

### 集成测试

* 多故障并发：模拟电流过载和电压不稳，检查故障优先级和响应动作。
* 长时间压力测试：测试系统长时间稳定运行，模拟逐渐升温。

### 验收标准

* 掉电保护成功率：99.9%（断电前成功写入状态）
* 电流/电压/温度监测反应时间：≤5ms
* 故障上报与记录符合协议，信息完整且准确。

**示例上报报文格式** ：

```json
{
  "error_code": "0x01020005",
  "severity": "P1",
  "timestamp": "2025-09-30T11:32:14Z",
  "voltage_v": 28.3,
  "current_a": 1.3,
  "temp_c": 52.4,
  "encoder_deg": 12.345,
  "message": "motor B continuous overcurrent",
  //"firmware": "v1.2.3",
  "cmd_id": "PT-001"
  "mac": "PT-001"
}

```

## C示例代码

```c
// 电流监测中断处理示例
void OVERCURRENT_IRQHandler(void) {
    // 立即切断驱动使能
    Motor_DisableDriver(MOTOR_B);

    // 读取电流并记录
    float current = adc_read(CURRENT_B);
    log_error(ERROR_CODE_OVERCURRENT(MOTOR_B), "Overcurrent detected", current);

    // 上报错误至上位机
    ReportErrorToHost(ERROR_CODE_OVERCURRENT(MOTOR_B));

    // 进入等待人工复位模式
    EnterSafeLoop();
}

// 掉电ISR 保存最小状态
volatile bool power_failing = false;

void POWER_FALL_IRQHandler(void) {
    if (power_failing) return;
    power_failing = true;

    // 禁止新动作，立即切断PWM
    Motor_StopAllPWMImmediate();

    // 采集快照
    Snapshot_t snap;
    snap.magic = SNAP_MAGIC;
    snap.timestamp = rtc_get_time();
    snap.voltage = adc_read(VOLTAGE_CHANNEL);
    snap.current = adc_read(CURRENT_CHANNEL);
    snap.temp = adc_read(TEMP_CHANNEL);
    snap.encoder_pos = encoder_get_position();
    snap.error_flags = global_error_flags;

    // 计算CRC并保存
    snap.crc = crc32((uint8_t*)&snap, sizeof(snap) - sizeof(snap.crc));
    FRAM_Write(SNAPSHOT_ADDR, (uint8_t*)&snap, sizeof(snap));

    // 启动刹车机制
    Hardware_EnableBrake();

    // 进入安全循环
    EnterSafeLoop();
}

```