zhoujie/ch32v307_camera
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zhoujie 2026-03-15 16:47:32 +08:00
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256
README.md
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@ -0,0 +1,256 @@
# CH32V307 TCPClient — 红外热像采集端固件（MCU 端）
> **MCU**: CH32V307WCU6 (RISC-V, 144 MHz)
> **协议版本**: QDX v2.0 / 采集端通信协议规范 v2.1.3
> **固件版本**: v2.0 自主触发架构
> **最近更新**: 2026-03
---
## 目录
1. [项目简介](#1-项目简介)
2. [硬件配置](#2-硬件配置)
3. [软件架构](#3-软件架构)
4. [目录结构](#4-目录结构)
5. [快速上手](#5-快速上手)
6. [编译期配置](#6-编译期配置)
7. [网络配置](#7-网络配置)
8. [运行时行为](#8-运行时行为)
9. [GPIO 引脚分配](#9-gpio-引脚分配)
10. [已知问题 / TODO](#10-已知问题--todo)
11. [参考文档](#11-参考文档)
---
## 1. 项目简介
本项目是基于 **CH32V307WCU6** 的红外热像**采集端**（MCU 端）嵌入式固件，实现以下核心功能：
- 驱动 **Mini212G2** 红外热像仪（256×192，Y16 原始温度格式）采集帧数据
- 运行 **FreeRTOS** 实时操作系统，多任务并行处理
- 通过 **WCHNET 1000M 以太网** 与**上位机**（ConfigServer，运行于 PC/服务器）进行 TCP 通信
- 使用 **QDX TLV 二进制协议**（帧头 `0x55AA`，协议版本 v2.0）向上位机上报数据
- 支持 **2D 触发连拍**（内部温度触发 / 外部 GPIO 触发）与 **1D 时序采集**
- 支持上位机运行时下发配置，MCU（采集端）**自主驱动**全部业务逻辑
---
## 2. 硬件配置
| 资源 | 规格 |
|------|------|
| MCU | CH32V307WCU6，RISC-V，144 MHz |
| FLASH | 128 KB |
| SRAM | 192 KB（Option Bytes [7:5]=110） |
| 传感器 | Mini212G2，256×192，Y16 原始温度 |
| 网络接口 | 1000M 以太网，RGMII（WCHNET） |
| 串口调试 | USART3，921600 baud（PB10 TX / PB11 RX） |
| 外部触发输入 | PA15 / EXTI15，上升沿 |
| NG 输出 | PA8，推挽，高有效，脉冲宽度可配 |
| DVP 接口 | 传感器图像数据采集（DMA 行搬运） |
---
## 3. 软件架构
```
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│ FreeRTOS 任务层 │
│ task_net_entry — WCHNET 轮询 / TCP 收发 │
│ task_business_entry — 业务主循环（2D/1D 状态机） │
│ task_test_pattern — 仅测试模式：模拟帧生成 │
└─────────────────┬────────────────────────────────────┘
│
┌─────────────────▼────────────────────────────────────┐
│ 中间件 / 协议层 │
│ QDX 协议栈 — TLV 编解码、TCP 逻辑封装 │
│ qdx_preprocess — 滑窗 ROI + 温度统计 + 降尺寸 │
└─────────────────┬────────────────────────────────────┘
│
┌─────────────────▼────────────────────────────────────┐
│ 驱动 / HAL 层 │
│ eth_driver — WCHNET 以太网驱动 │
│ dvp.c — DVP + DMA 行采集 │
│ mini212g2.c — 传感器控制（当前通过 USB 预配置） │
│ debug.c — USART1 调试输出 │
└──────────────────────────────────────────────────────┘
```
### RTOS 资源
| 组件 | 说明 |
|------|------|
| FreeRTOS v202112.00 | Heap_4，Heap 大小 16 KB |
| WCHNET | 万瑞 TCP/IP 协议栈，2 个 TCP socket |
| QDX 协议栈 | 自定义 TLV 二进制协议，双缓冲零拷贝 TX |
| 预处理模块 | 滑窗 ROI 搜索 + 最大/平均温度统计 + 自动降尺寸 |
---
## 4. 目录结构
```
Project_Ch32v307/
├── User/ # 应用层入口
│ ├── main.c # 初始化、FreeRTOS 任务创建、业务状态机
│ ├── net_config.h # WCHNET socket / MAC 参数
│ ├── FreeRTOSConfig.h
│ └── ch32v30x_conf.h
├── Middle/
│ └── QDXnetworkStack/ # QDX TLV 协议栈（端口适配 + 预处理 + TCP 逻辑）
├── Debug/
│ ├── dvp.c/h # DVP + DMA 传感器图像采集
│ └── mini212g2.c/h # Mini212G2 传感器驱动
├── NetLib/ # WCHNET 以太网驱动（多 PHY 版本）
├── FreeRTOS/ # FreeRTOS 内核 + portable + MemMang
├── Peripheral/ # CH32V30x 外设库
├── Core/ # RISC-V 内核支持
├── Startup/ # 启动汇编文件
├── Ld/ # 链接脚本
└── Doc/ # 协议规范、用户手册等文档
```
---
## 5. 快速上手
### 5.1 工具链要求
- **IDE**: MounRiver Studio（推荐）或 GCC RISC-V 工具链
- **调试器**: WCH-Link
### 5.2 编译步骤
1. 用 MounRiver Studio 打开 `TCPClient1.wvproj`
2. 根据实际环境修改 `User/net_config.h` 中的 IP 地址（见[网络配置](#7-网络配置)）
3. 按需设置 `User/main.c` 顶部的 `TEST_PATTERN_MODE` 宏
4. 编译并烧录到目标板
### 5.3 两种运行模式
| 项目 | 测试模式 (`TEST_PATTERN_MODE=1`) | 正常模式 (`TEST_PATTERN_MODE=0`) |
|------|------|------|
| 数据来源 | 软件生成模拟热图 (~10 FPS) | Mini212G2 传感器 DVP/DMA 采集 |
| 硬件依赖 | 仅需网口 | 需连接 Mini212G2 + DVP 线缆 |
| 默认配置 | 自动注入（2D Enabled=1，内部触发，80°C 阈值） | 等待服务器下发，默认不使能 |
| 适用场景 | 协议联调、网络测试 | 实际生产部署 |
---
## 6. 编译期配置
所有宏定义位于 `User/main.c` 文件头部。
### 主模式开关
| 宏名 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `TEST_PATTERN_MODE` | `0` | **唯一编译开关**：`1`=测试模式，`0`=正常模式 |
### 业务常量
| 宏名 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `DEFAULT_BURST_COUNT` | `3` | 服务器未配置时的默认连拍帧数 |
| `DEFAULT_BURST_INTERVAL_MS` | `200` | 默认连拍间隔（ms） |
| `MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE` | `9216` | TCP 发送缓冲区大小（字节） |
| `NG_PULSE_MS` | `200` | NG 脉冲默认宽度（服务器可通过 `NGioDelay` 覆盖） |
| `MAX_1D_POINTS` | `512` | 1D 采集缓冲最大样本数 |
### 传感器尺寸（`Debug/dvp.h`）
| 宏名 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `SENSOR_WIDTH` | `256` | 传感器像素宽度 |
| `SENSOR_HEIGHT` | `192` | 传感器像素高度 |
| `BYTES_PER_LINE` | `512` | 每行字节数（256×2） |
---
## 7. 网络配置
网络参数在 `User/net_config.h` 和 `User/main.c` 中配置：
| 参数 | 说明 |
|------|------|
| 本机 IP | 静态 IP（在 `main.c` 初始化结构体中设置） |
| 控制通道 | TCP，主动连接上位机（ConfigServer）控制端口，接收命令与配置 |
| 数据通道 | TCP，主动连接上位机（ConfigServer）数据端口，上报帧数据 |
| TCP socket 数 | 2（`WCHNET_NUM_TCP=2`） |
| TCP MSS | 1460 字节 |
| KeepAlive | 开启，20 s 空闲 / 15 s 探测 / 9 次 |
通信协议详见 [Doc/采集端通信协议规范.md](Doc/采集端通信协议规范.md)。
---
## 8. 运行时行为
系统行为完全由上位机（ConfigServer）运行时配置驱动，MCU 为采集端，主动连接上位机：
```
上位机下发 Config2D (Enabled=1) → MCU（采集端）自主执行 2D 触发 / 连拍 / 上报
上位机下发 Config1D (Enabled=1) → MCU（采集端）自主执行 1D 时序采集 / 上报
两者互斥：Config2D.Enabled 优先级高于 Config1D.Enabled
```
### 2D 触发状态机
```
IDLE → 检测触发条件（内部温度阈值 or 外部 GPIO）
→ 防抖（DebounceMs）
→ 延迟（DelayMs）
→ 连拍 N 帧（BurstCount × BurstIntervalMs）
→ 每帧：预处理 → TCP 上报 → NG 输出（若 NG 条件满足）
→ IDLE
```
### 1D 采集状态机
```
IDLE → 触发（外部 GPIO 高电平计时 or 内部连续 3 帧超阈值）
→ 防抖（HighTimerLimit）
→ 逐帧采样温度点（中心行最大值）
→ 阈值停止
→ 裁切 [LSizeStart, -RSizeStart]
→ TCP 上报
→ IDLE
```
### TEMP_REQ 辅助通道
服务器可随时发送 `TEMP_REQ` 命令，MCU 立即采集当前帧并上报（`frameType=0x02`），不影响主状态机。
---
## 9. GPIO 引脚分配
| 引脚 | 方向 | 功能 |
|------|------|------|
| PA15 | 输入 | 外部触发（2D/1D，上升沿，EXTI15） |
| PA8 | 输出 | NG 信号（推挽，高有效，脉冲宽度可配） |
| PA2/PA3 | — | USART2（已被 DVP 占用，传感器通过 USB 预配置，**不可复用**） |
| USART1 | 输出 | 921600 baud 调试串口 |
---
## 10. 已知问题 / TODO
- [ ] 需与采集端联调具体业务逻辑
- [ ] 上位机接收上报温度数据后出现卡死/异常，待排查
---
## 11. 参考文档
| 文档 | 说明 |
|------|------|
| [Doc/采集端通信协议规范.md](Doc/采集端通信协议规范.md) | QDX TLV 协议完整规范（v2.1.3） |
| [Doc/函数调用指南.md](Doc/函数调用指南.md) | 主要 API 调用说明 |
| [Doc/模式配置与功能说明.md](Doc/模式配置与功能说明.md) | 编译期/运行时配置详细说明 |
| [Doc/下位机协议实现完备性分析.md](Doc/下位机协议实现完备性分析.md) | 协议实现覆盖度分析 |
| [Doc/CH32二维运行结构概览.md](Doc/CH32二维运行结构概览.md) | 系统状态机全景图 |
| [Doc/TCPClient测试指南.md](Doc/TCPClient测试指南.md) | 测试模式使用说明 |
| [Doc/Mini212G2用户手册.md](Doc/Mini212G2系列用户手册.md) | 传感器硬件手册 |
| [Doc/Mini212G2串口通讯协议.md](Doc/Mini212G2串口通讯协议.md) | 传感器通信协议 |

4
Todo.md
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@ -1,3 +1,7 @@
## 1.需要和采集端联调具体的逻辑功能
## 2.采集的在接受上报的温度数据后会卡死异常
采集端与mcu正常通信时，发送2d数据上报后，采集端会卡死，过一段时间后能显示2d图像，但是采集端再发命令就发不出去了。
点击采集端里面的重启功能之后又能重复上述步骤。

34
doc/TCPClient测试指南.md
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@ -10,16 +10,16 @@
| 红外传感器 | 256×192 DVP 接口热成像模组 |
| 网络 | RJ45 网线，连接到与上位机同一局域网的交换机/路由器 |
| NG 输出 | PA8 引脚可接 LED 或示波器观察脉冲 |
| 串口 | USART1 (115200 baud)，连接 USB-TTL 调试串口 |
| 串口 | USART3 (921600 baud，PB10 TX / PB11 RX)，连接 USB-TTL 调试串口 |
### 1.2 网络参数（代码默认值）
| 参数 | 值 | 对应文件 |
|------|-----|----------|
| MCU IP | `192.168.1.10` | `main.c` → `IPAddr` |
| 网关 | `192.168.1.1` | `main.c` → `GWIPAddr` |
| MCU IP | `192.168.7.10` | `main.c` → `IPAddr` |
| 网关 | `192.168.7.1` | `main.c` → `GWIPAddr` |
| 子网掩码 | `255.255.255.0` | `main.c` → `IPMask` |
| 上位机 IP | `192.168.1.50` | `main.c` → `DESIP`，`qdx_tcp_logic.c` → `SERVER_IP` |
| 上位机 IP | `192.168.7.50` | `main.c` → `DESIP`，`qdx_tcp_logic.c` → `SERVER_IP` |
| 控制流端口 | `5511` | `qdx_tcp_logic.c` → `CONTROL_PORT` |
| 数据流端口 | `5512` | `qdx_tcp_logic.c` → `DATA_PORT` |
@ -27,7 +27,7 @@
### 1.3 上位机软件
将上位机 IP 设为 `192.168.1.50`，确保防火墙放行端口 5511 和 5512。
将上位机 IP 设为 `192.168.7.50`，确保防火墙放行端口 5511 和 5512。
**方式 A — PC Demo 程序**（推荐先用此方式验证基本通信）：
@ -72,7 +72,7 @@ api_demo.exe # 运行后作为 TCP 服务端监听 5511/5512
**目的**：确认 MCU 正常启动、FreeRTOS 调度器运行、心跳任务工作。
**操作**：
1. 连接串口终端（115200, 8N1）
1. 连接串口终端（921600, 8N1）
2. 上电或复位
**预期串口输出**：
@ -103,9 +103,9 @@ WCHNET_LibInit Success
| 现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|------|----------|----------|
| 无任何输出 | 串口未连接/波特率错误 | 检查 USART1 TX 引脚连线，确认 115200 |
| 无任何输出 | 串口未连接/波特率错误 | 检查 USART3 TX 引脚 (PB10) 连线，确认 921600 |
| 反复重启打印 `Flash/SRAM config changed` | Option Bytes 写入但未生效 | 先用 WCH-ISP 工具手动设置 Option Bytes |
| `err at line XXX of file "../FreeRTOS/tasks.c"` | Heap 不足 | 检查 `configTOTAL_HEAP_SIZE`（当前 12KB） |
| `err at line XXX of file "../FreeRTOS/tasks.c"` | Heap 不足 | 检查 `configTOTAL_HEAP_SIZE`（当前 16 KB） |
| 卡死无心跳 | HardFault / startup 配置错 | 检查 mstatus=0x7800、CSR 0x804=0x1f |
---
@ -128,14 +128,14 @@ PHY Link Success
| # | 检查点 | 通过条件 |
|---|--------|----------|
| 1 | PHY 链路 | 插入网线后出现 `PHY Link Success` |
| 2 | 上位机 ping | 上位机执行 `ping 192.168.1.10` 能通 |
| 2 | 上位机 ping | 上位机执行 `ping 192.168.7.10` 能通 |
**故障排查**：
| 现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|------|----------|----------|
| 无 PHY Link Success | 网线/PHY 硬件问题 | 检查 RJ45 座子焊接、网线 |
| ping 不通 | IP 冲突或子网不同 | 确认上位机 IP 在 192.168.1.x 段 |
| ping 不通 | IP 冲突或子网不同 | 确认上位机 IP 在 192.168.7.x 段 |
---
@ -258,7 +258,7 @@ TCP Connected, socket 1
| 长时间运行 | 持续运行 24 小时 | 心跳持续、无 assert、无内存泄漏 |
| 反复断线重连 | 每 30 秒拔插网线 | 每次重连后双通道恢复 |
| 高频图像发送 | 传感器满帧率连续采集 | 无丢帧、无栈溢出 |
| 上位机先断后连 | MCU 先开机，30s 后再启动上位机 | MCU 自动重连成功 |
| 上位机先断后连 | MCU 先开机，30 s 后再启动上位机 | MCU 自动重连成功 |
---
@ -266,7 +266,7 @@ TCP Connected, socket 1
| 参数 | 当前值 | 文件 |
|------|--------|------|
| `configTOTAL_HEAP_SIZE` | 12 KB | `FreeRTOSConfig.h` |
| `configTOTAL_HEAP_SIZE` | 16 KB | `FreeRTOSConfig.h` |
| `configTICK_RATE_HZ` | 500 | `FreeRTOSConfig.h` |
| `configMINIMAL_STACK_SIZE` | 256 words | `FreeRTOSConfig.h` |
| task_wchnet 栈 | 512 words (2 KB) | `main.c` |
@ -283,18 +283,18 @@ TCP Connected, socket 1
## 6. 常见问题 FAQ
**Q: 心跳正常但 TCP 连不上？**
> 检查：① 上位机 IP 是否为 `192.168.1.50`；② 防火墙是否放行 5511/5512；③ `qdx_tcp_logic.c` 中 `SERVER_IP` 是否与 `main.c` 中 `DESIP` 一致。
> 检查：① 上位机 IP 是否为 `192.168.7.50`；② 防火墙是否放行 5511/5512；③ `qdx_tcp_logic.c` 中 `SERVER_IP` 是否与 `main.c` 中 `DESIP` 一致。
**Q: 编译报 RAM overflow？**
> 检查 `.bss` 总量。FrameBuffer (96KB) + ETH buffers (~32KB) + ucHeap (12KB) + 应用缓冲区 (~47KB) ≈ 187KB。如果增大了某个缓冲区导致超 192KB，需要相应缩减其他部分。
> 检查 `.bss` 总量。FrameBuffer (96KB) + ETH buffers (~32KB) + ucHeap (16KB) + 应用缓冲区 (~47KB) ≈ 191KB。如果增大了某个缓冲区导致超 192KB，需要相应缩减其他部分。
**Q: 运行时 assert (`err at line XXX`)?**
> 通常是 Heap 不足导致 `pvPortMalloc` 失败。确认 `configTOTAL_HEAP_SIZE` 为 12KB，任务栈未超预算。
> 通常是 Heap 不足导致 `pvPortMalloc` 失败。确认 `configTOTAL_HEAP_SIZE` 为 16KB，任务栈未超预算。
**Q: 如何启用栈溢出检测进行调试？**
> 在 `FreeRTOSConfig.h` 中设置 `configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW` 为 `2`，并实现 `vApplicationStackOverflowHook()` 函数打印任务名。**仅用于调试，发布时关闭**。
**Q: 如何调整上位机 IP？**
> 同时修改两处（保持一致）：
> 1. `main.c` 第 107 行：`DESIP[4] = {x, x, x, x};`
> 2. `qdx_tcp_logic.c` 第 58 行：`SERVER_IP = "x.x.x.x";`
> 1. `main.c` 中 `DESIP[4] = {x, x, x, x};`
> 2. `qdx_tcp_logic.c` 中 `SERVER_IP = "x.x.x.x";`

14
doc/下位机协议实现完备性分析.md
View File

@ -1,6 +1,6 @@
# 下位机协议实现完备性分析
> **分析日期**: 2026-03-14
> **分析日期**: 2026-03-15
> **对照文档**: 采集端通信协议规范 v2.1.3 (2026-02-07)
> **分析对象**: prj/TCPClient 工程全部源码
@ -56,12 +56,12 @@
| 6 | CRC16 校验 | ✅ 已实现 | 收发双向 CRC16-MODBUS 校验 |
| 7 | 自动重连 | ✅ 已实现 | 检测断线后 3s 重连双通道 |
| 8 | 阈值蒙版输出 | ⚠️ 部分 | 滑窗搜索时低温 → 90 替换，但规范要求**输出数据**中低于 MaskThreshold → 替换为 0 |
| 9 | 触发延迟 (DelayMs) | ❌ 未实现 | 字段已解析但触发后无延迟等待逻辑 |
| 10 | 外部 GPIO 触发 | ❌ 未实现 | 无 EXTI 中断配置、消抖（DebounceIntervalMs）、触发逻辑 |
| 9 | 触发延迟 (DelayMs) | ✅ 已实现 | `burst_delay_pending` + `burst_delay_until_ms` 状态机实现，消抖后延迟再连拍 |
| 10 | 外部 GPIO 触发 | ✅ 已实现 | PA15/EXTI15 上升沿 EXTI 中断，`EXTI15_10_IRQHandler` + `burst_debounce_pending` 消抖 + `TriggerDelayMs` 延迟 |
| 11 | Alarm GPIO | ❌ 未实现 | AlarmGpioLine/AlarmHoldMs 字段已解析但无 GPIO 驱动 |
| 12 | 1D 数据采集处理 | ❌ 未实现 | Config1D 可接收但无 1D 环形缓冲区/切片/触发逻辑 |
| 12 | 1D 数据采集处理 | ✅ 已实现 | `S1D_IDLE / S1D_DEBOUNCE / S1D_COLLECTING` 完整状态机，内/外部触发、预环形缓冲、切片、发送 |
| 13 | Training 模式 | ❌ 未实现 | 字段可解析但无训练采样功能 |
| 14 | 消抖 (DebounceIntervalMs) | ❌ 未实现 | 依赖外部触发，一并缺失 |
| 14 | 消抖 (DebounceIntervalMs) | ✅ 已实现 | 2D 外部触发消抖与 1D `HighTimerLimit` 均已实现 |
---
@ -71,8 +71,8 @@
|------|:---------:|:-------:|:---------:|
| 接收（控制通道） | 7 | 1 | 3 |
| 发送（数据通道） | 4 | 0 | 5 |
| 处理逻辑 | 7 | 1 | 6 |
| **合计** | **18** | **2** | **14** |
| 处理逻辑 | 10 | 1 | 3 |
| **合计** | **21** | **2** | **11** |
---

20
doc/模式配置与功能说明.md
View File

@ -36,7 +36,7 @@
| FLASH | 128KB |
| SRAM | 192KB (Option Bytes [7:5]=110) |
| 传感器 | Mini212G2 (256×192, Y16 原始温度) |
| 网络 | 10M 以太网 (WCHNET) |
| 网络 | 1000M 以太网 RGMII (WCHNET) |
| 串口波特率 | 921600 |
### 软件组件
@ -66,7 +66,7 @@
| **自主触发** | ✅ 立即工作（无需服务器） | ✅ 需服务器下发 Enabled=1 后激活 |
| **TEMP_REQ** | ✅ 可用（需对应模式 Enabled=1） | ✅ 可用 |
| **NG GPIO** | ✅ PA8 始终初始化 | ✅ PA8 始终初始化 |
| **外部触发 GPIO** | ✅ PA0/EXTI0 始终初始化 | ✅ PA0/EXTI0 始终初始化 |
| **外部触发 GPIO** | ✅ PA15/EXTI15 始终初始化 | ✅ PA15/EXTI15 始终初始化 |
---
@ -78,7 +78,7 @@
| 宏名 | 当前值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `TEST_PATTERN_MODE` | **1** | **唯一编译开关**：1=测试模式，0=正常模式 |
| `TEST_PATTERN_MODE` | **0** | **唯一编译开关**：1=测试模式，0=正常模式 |
### 3.2 业务常量
@ -86,7 +86,7 @@
|------|-----|------|
| `DEFAULT_BURST_COUNT` | 3 | 服务器未配置时的默认连拍帧数 |
| `DEFAULT_BURST_INTERVAL_MS` | 200 | 服务器未配置时的默认连拍间隔 (ms) |
| `MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE` | 10240 | TCP 发送缓冲区大小 (字节) |
| `MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE` | 9216 | TCP 发送缓冲区大小 (字节) |
| `KEEPALIVE_ENABLE` | 1 | TCP KeepAlive（20s 空闲 / 15s 探测 / 9 次） |
| `TEST_FPS_DELAY_MS` | 100 | 测试模式帧生成间隔 (~10 FPS) |
| `SNAPSHOT_1D_POINTS` | 30 | TEMP_REQ 1D 空间采样点数 |
@ -545,15 +545,15 @@ task_business_entry (优先级 5)
### 11.3 缓冲区容量约束
```
MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE = 10240 字节
MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE = 9216 字节
HeadOffset = 64 字节（协议头预留）
可用像素空间 = 10240 - 64 = 10176 字节
最大像素数 = 10176 / 2 = 5088 像素
可用像素空间 = 9216 - 64 = 9152 字节
最大像素数 = 9152 / 2 = 4576 像素
推荐安全目标尺寸:
64 × 64 = 4096 像素 = 8192 字节 ✓
71 × 71 = 5041 像素 = 10082 字节 ✓
72 × 72 = 5184 像素 = 10368 字节 ✗ (触发降尺寸)
67 × 67 = 4489 像素 = 8978 字节 ✓
68 × 68 = 4624 像素 = 9248 字节 ✗ (触发降尺寸)
```
### 11.4 自动降尺寸保护
@ -561,7 +561,7 @@ HeadOffset = 64 字节（协议头预留）
TargetWidth × TargetHeight × 2 超过可用缓冲区时，自动等比减半：
```
示例：服务器设 185×70 → 185×70×2=25900 > 10176 → 减半 → 93×35
示例：服务器设 185×70 → 185×70×2=25900 > 9152 → 减半 → 93×35
日志：PP: target clamped 185x70 -> 93x35 (buf=10176)
```

21
openspec/config.yaml Normal file
View File

@ -0,0 +1,21 @@
schema: spec-driven
# Project context (optional)
# This is shown to AI when creating artifacts.
# Add your tech stack, conventions, style guides, domain knowledge, etc.
# Example:
context: |
使用中文
# Tech stack: TypeScript, React, Node.js
# We use conventional commits
# Domain: e-commerce platform
# Per-artifact rules (optional)
# Add custom rules for specific artifacts.
# Example:
# rules:
# proposal:
# - Keep proposals under 500 words
# - Always include a "Non-goals" section
# tasks:
# - Break tasks into chunks of max 2 hours

669
模式配置与功能说明.md
View File

@ -1,669 +0,0 @@
# CH32V307 TCPClient 模式配置与功能说明
> **版本**: v2.0 — 自主触发架构
> **更新日期**: 2026-03
> **适用代码**: main.c 自主触发架构（已移除所有 `TEST_ENABLE_*` 编译开关）
## 目录
1. [系统架构概述](#1-系统架构概述)
2. [运行模式说明](#2-运行模式说明)
3. [编译期常量总表](#3-编译期常量总表)
4. [自主触发架构详解](#4-自主触发架构详解)
5. [2D 触发状态机](#5-2d-触发状态机)
6. [1D 采集状态机](#6-1d-采集状态机)
7. [TEMP_REQ 辅助通道](#7-temp_req-辅助通道)
8. [测试模式详解](#8-测试模式详解)
9. [正常模式详解](#9-正常模式详解)
10. [网络与服务器配置](#10-网络与服务器配置)
11. [配置下发流程](#11-配置下发流程)
12. [RTOS 任务架构](#12-rtos-任务架构)
13. [GPIO 引脚分配](#13-gpio-引脚分配)
14. [功能完整性对照表](#14-功能完整性对照表)
15. [已知注意事项](#15-已知注意事项)
---
## 1. 系统架构概述
本系统基于 CH32V307WCU6 (RISC-V) 微控制器，运行 FreeRTOS 实时操作系统，通过 WCHNET TCP/IP 协议栈与上位机通信。系统行为完全由运行时服务器配置驱动——服务器下发 Config2D/Config1D 并设置 `Enabled=1` 后，MCU 自主执行触发检测和数据采集上报。
### 硬件资源
| 资源 | 配置 |
|------|------|
| MCU | CH32V307WCU6 (RISC-V, 144MHz) |
| FLASH | 128KB |
| SRAM | 192KB (Option Bytes [7:5]=110) |
| 传感器 | Mini212G2 (256×192, Y16 原始温度) |
| 网络 | 10M 以太网 (WCHNET) |
| 串口波特率 | 921600 |
### 软件组件
| 组件 | 说明 |
|------|------|
| FreeRTOS v202112.00 | 实时操作系统，Heap=16KB |
| WCHNET | 万瑞 TCP/IP 协议栈 |
| QDX 协议栈 | 自定义 TLV 二进制通信协议 (0x55AA, v2.0) |
| 预处理模块 | 滑窗 ROI 搜索 + 温度统计 + 自动降尺寸 |
---
## 2. 运行模式说明
系统仅保留一个编译期宏开关 `TEST_PATTERN_MODE`，控制数据来源。所有业务功能（触发、采集、NG 输出、心跳）在两种模式下均始终启用，行为由服务器运行时配置驱动。
### 两种模式对比
| 对比项 | 测试模式 (`TEST_PATTERN_MODE=1`) | 正常模式 (`TEST_PATTERN_MODE=0`) |
|--------|------|------|
| **数据来源** | 软件生成模拟热图 (~10 FPS) | Mini212G2 传感器 DVP/DMA 采集 |
| **硬件依赖** | 仅需网口，无需传感器 | 需连接 Mini212G2 + DVP 线缆 |
| **初始化** | 跳过 `DVP_Init()` | 执行 DVP 初始化 |
| **帧生成** | `task_test_pattern_entry` 任务周期填充 | DVP 行中断逐行 DMA 搬运 |
| **默认配置** | 自动注入测试配置（2D Enabled=1, 内部触发, 80°C） | 等待服务器下发，默认不使能 |
| **自主触发** | ✅ 立即工作（无需服务器） | ✅ 需服务器下发 Enabled=1 后激活 |
| **TEMP_REQ** | ✅ 可用（需对应模式 Enabled=1） | ✅ 可用 |
| **NG GPIO** | ✅ PA8 始终初始化 | ✅ PA8 始终初始化 |
| **外部触发 GPIO** | ✅ PA0/EXTI0 始终初始化 | ✅ PA0/EXTI0 始终初始化 |
---
## 3. 编译期常量总表
所有宏定义位于 `prj/TCPClient/User/main.c` 文件头部。
### 3.1 主模式开关
| 宏名 | 当前值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `TEST_PATTERN_MODE` | **1** | **唯一编译开关**：1=测试模式，0=正常模式 |
### 3.2 业务常量
| 宏名 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `DEFAULT_BURST_COUNT` | 3 | 服务器未配置时的默认连拍帧数 |
| `DEFAULT_BURST_INTERVAL_MS` | 200 | 服务器未配置时的默认连拍间隔 (ms) |
| `MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE` | 10240 | TCP 发送缓冲区大小 (字节) |
| `KEEPALIVE_ENABLE` | 1 | TCP KeepAlive（20s 空闲 / 15s 探测 / 9 次） |
| `TEST_FPS_DELAY_MS` | 100 | 测试模式帧生成间隔 (~10 FPS) |
| `SNAPSHOT_1D_POINTS` | 30 | TEMP_REQ 1D 空间采样点数 |
| `MAX_1D_POINTS` | 512 | 1D 采集缓冲最大样本数 |
| `NG_PULSE_MS` | 200 | NG 脉冲默认宽度（服务器可通过 NGioDelay 覆盖） |
### 3.3 GPIO 引脚宏
| 宏名 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `EXT_TRIG_GPIO_PORT` | GPIOA | 外部触发输入端口 |
| `EXT_TRIG_GPIO_PIN` | GPIO_Pin_15 | PA15 |
| `EXT_TRIG_EXTI_LINE` | EXTI_Line15 | 外部中断线 |
| `NG_GPIO_PORT` | GPIOA | NG 输出端口 |
| `NG_GPIO_PIN` | GPIO_Pin_8 | PA8 |
### 3.4 传感器相关宏 (dvp.h)
| 宏名 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `SENSOR_WIDTH` | 256 | 传感器像素宽度 |
| `SENSOR_HEIGHT` | 192 | 传感器像素高度 |
| `BYTES_PER_LINE` | 512 | 每行字节数 (256×2) |
### 3.5 传感器通信宏 (mini212g2.h)
> 当前模组已通过 USB 预配置，MCU UART 配置功能已用 `#if 0` 关闭。
> **USART2 (PA2/PA3) 引脚已被占用，不可用于传感器通信。**
| 宏名 | 当前值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `SENSOR_UART_ENABLE` | **0 (已禁用)** | 传感器通过 USB 预配置 |
---
## 4. 自主触发架构详解
### 4.1 核心设计原则
系统的所有业务行为由运行时服务器配置驱动，不再使用编译期功能开关：
```
服务器下发 Config2D (Enabled=1) → MCU 自主执行 2D 触发/连拍/上报
服务器下发 Config1D (Enabled=1) → MCU 自主执行 1D 采集/上报
两者互斥：Config2D.Enabled 优先级高于 Config1D.Enabled
```
### 4.2 主循环逻辑流程
```
task_business_entry (优先级 5, 2ms 轮询)
│
├── [1] NG 脉冲超时检查 → 到期则拉低 PA8
│
├── [2] DVP_Task() (仅正常模式)
│ ├── 行 DMA 完成 → 复制到 FrameBuffer
│ └── 最后一行 → Frame_Ready_Flag=1
│
├── [3] TEMP_REQ 辅助通道（服务器按需截图）
│ ├── 前提：对应模式 Enabled=1
│ ├── is2D=1 → Preprocess_Execute() → TCP 发送 (frameType=0x02)
│ └── is2D=0 → send_1d_snapshot() → 30 点空间采样
│
└── [4] 自主触发主管线
│ 前提：Frame_Ready_Flag=1 && TcpLogic_GetLatestConfig OK
│
├── Config2D.Enabled=1 → handle_2d_trigger()
│ （2D 触发状态机：消抖 → 延迟 → 连拍）
│
└── Config1D.Enabled=1 → handle_1d_trigger()
（1D 采集状态机：IDLE → DEBOUNCE → COLLECTING）
```
### 4.3 回调注册
| 回调 | 注册函数 | 触发时机 | 处理 |
|------|---------|---------|------|
| `OnConfigUpdate` | `TcpLogic_RegisterConfigCallback` | 服务器下发配置 | → `Preprocess_Settings_Change()` |
| `OnDetectionResult` | `TcpLogic_RegisterDetectionCallback` | 服务器返回检测结果 (resultStatus=0 为 NG) | → PA8 NG 脉冲 |
| `OnTempFrameRequest` | `TcpLogic_RegisterTempFrameRequestCallback` | 服务器请求截图 | → 设置 `g_temp_req_pending` |
---
## 5. 2D 触发状态机
### 5.1 状态机流程
```
┌─────────────┐
│ IDLE │
│ 等待触发 │
└──────┬──────┘
│
┌────────────┼────────────┐
│ TriggerMode=0 │ TriggerMode=1
│ (内部触发) │ (外部触发)
▼ ▼
Preprocess_CheckInternalTrigger2D() PA15/EXTI15 上升沿
│ (TriggerRoi 区域 Max/Avg > Threshold)
│ │
│ ┌──────────────┐
│ │ DEBOUNCE │
│ │ DebounceMs │
│ └──────┬───────┘
│ │
└─────────┬───────────────┘
▼
┌──────────────┐
│ DELAY │
│ DelayMs │
└──────┬───────┘
▼
┌──────────────┐
│ BURST │──┐
│ 发送第1帧 │ │ 剩余 BurstCount-1 帧
└──────────────┘ │ 间隔 InternalIntervalMs
▲ │
└──────────┘
│
▼
Burst 完成 → 回到 IDLE
```
### 5.2 关键 Config2D 字段
| 字段 | 类型 | 2D 触发中的作用 |
|------|------|----------------|
| `Enabled` | u8 | 1=启用 2D 管线 |
| `TriggerMode` | u8 | 0=内部(温度), 1=外部(GPIO) |
| `TriggerDebounceIntervalMs` | u16 | 外部触发消抖等待 (ms) |
| `TriggerDelayMs` | u16 | 触发确认后延迟采集 (ms) |
| `TriggerBurstCount` | u8 | 连拍帧数 |
| `TriggerInternalIntervalMs` | u16 | 连拍帧间隔 (ms) |
| `TriggerCondition` | u8 | 内部触发判定：0=平均温度, 1=最大温度 |
| `TriggerTemperatureThreshold` | i16 | 内部触发温度阈值 (0.1°C/LSB) |
| `TriggerRoiX/Y/W/H` | u16×4 | 内部触发检测区域 |
| `TargetWidth` / `TargetHeight` | u16 | 预处理输出尺寸 |
| `NGioDelay` | u16 | NG 脉冲宽度 (ms) |
### 5.3 2D 帧发送路径
```
handle_2d_trigger() → start_2d_burst()
→ do_2d_capture_send()
→ Preprocess_Execute(raw, tx_buf, &meta) // 滑窗 ROI 搜索
→ TcpLogic_BuildAndSendTemperatureFrame(tx_buf, &meta, 0x01, 1)
// frameType=TRIGGER, is2D=1
```
---
## 6. 1D 采集状态机
### 6.1 状态机流程
```
┌─────────────┐
│ S1D_IDLE │ (RunMode 必须=1)
│ 等待触发 │
└──────┬──────┘
│
┌────────────┼────────────┐
│ TriggerType=1 │ TriggerType=2
│ (内部触发) │ (外部触发)
▼ ▼
前置环形缓冲(3样本) PA15/EXTI15 上升沿
连续3个 ≥ TriggerTempLimit │
│ ▼
│ ┌───────────────┐
│ │ S1D_DEBOUNCE │
│ │ HighTimerLimit │
│ └──────┬────────┘
│ │
└─────────┬───────────────┘
▼
┌────────────────┐
│ S1D_COLLECTING │
│ 逐帧采集温度点 │
│ (中心行最大值) │
└───────┬────────┘
│
┌────────┼────────┐
│ 停止条件1 │ 停止条件2
│ BufferSize 满 │ 已触发 + NgCountLimit 连续冷点
│ │
└────────┬────────┘
▼
切片 [LSizeStart, -RSizeStart]
│
▼
send_1d_collection() → TCP 发送
│
▼
回到 S1D_IDLE
```
### 6.2 1D 温度采样方式
每个 DVP 帧产生一个温度样本：取中心行所有像素的最大温度值（`get_1d_sample()`）。
### 6.3 内部触发预环形缓冲
内部触发模式维护长度为 3 的环形缓冲：
- 每帧写入一个样本到环形缓冲
- 当 3 个样本全部 ≥ `TriggerTempLimit` → 进入 COLLECTING 状态
- 环形缓冲内容（最旧在前）写入采集数组前 3 位
- 从第 4 位起继续采集
### 6.4 关键 Config1D 字段
| 字段 | 类型 | 1D 采集中的作用 |
|------|------|----------------|
| `Enabled` | u8 | 1=启用 1D 管线 |
| `RunMode` | u8 | 0=STOP, 1=RUN, 2=NOP, 3=DEBUG |
| `TriggerType` | u8 | 1=内部(温度), 2=外部(GPIO) |
| `BufferSize` | u16 | 单次采集最大样本数（停止条件） |
| `TriggerTempLimit` | i16 | 触发/采集温度阈值 (0.1°C/LSB) |
| `HighTimerLimit` | u16 | 外部触发消抖时间 (ms) |
| `NgCountLimit` | u8 | 连续冷点数→停止采集 |
| `LSizeStart` | u16 | 切片左起始偏移 |
| `RSizeStart` | u16 | 切片右侧移除点数 |
### 6.5 1D 数据打包格式
每个样本点 4 字节 (Little-Endian)：
| 偏移 | 类型 | 说明 |
|------|------|------|
| 0-1 | u16 LE | TimeOffset (距采集开始的毫秒偏移) |
| 2-3 | u16 LE | Temperature (0.1°C/LSB) |
---
## 7. TEMP_REQ 辅助通道
TEMP_REQ 是服务器主动请求的按需截图通道，与自主触发管线独立工作：
- **2D 截图**：`Preprocess_Execute()` → 滑窗搜索 → 发送 `frameType=0x02`（MASKED）
- **1D 截图**：`send_1d_snapshot()` → 从中心行等间距采样 30 点 → 发送
前提：对应模式 `Enabled=1`，否则请求被忽略并打印 `TEMP_REQ ignored`。
---
## 8. 测试模式详解
### 8.1 启用方式
```c
#define TEST_PATTERN_MODE 1
```
编译烧录即可，**无需连接任何传感器硬件**，仅需以太网连接。
### 8.2 测试图案
系统自动循环生成 4 种测试图案（256×192 Y16 格式）：
| 图案 | 持续帧数 | 温度范围 | 是否触发 | 用途 |
|------|---------|---------|---------|------|
| **对角渐变** | 20 帧 | 25.0°C → 45.0°C | 否 | 基线测试 |
| **中心热点** | 5 帧 | 背景 28~32°C, 中心 90.0°C | 是 (>80°C) | 触发测试 |
| **均匀温场** | 10 帧 | 35.0°C | 否 | 无触发验证 |
| **棋盘格** | 5 帧 | 28.0°C / 85.0°C 交替 | 是 (>80°C) | ROI 搜索测试 |
总周期：40 帧 ≈ 4 秒循环一次。
### 8.3 自动注入测试配置
测试模式启动时通过 `TcpLogic_InjectTestConfig()` 注入以下配置（走标准缓存+回调路径）：
```
Config2D:
Enabled = 1 # 自动启用 2D 管线
TriggerMode = 0 # 内部触发（温度检测）
TargetWidth = 64 # 预处理输出 64×64
TargetHeight = 64
TriggerRoiX/Y = 0, 0 # 全幅扫描
TriggerRoiW/H = 256, 192
TriggerCondition = 1 # 最大温度
TriggerTemperatureThreshold = 800 # 80.0°C
TriggerBurstCount = 3 # 3 帧连拍
TriggerInternalIntervalMs = 200
NGioDelay = 200
```
> **注入路径**：`TcpLogic_InjectTestConfig()` → 内部缓存 + `has_valid_config=1` → 触发 `OnConfigUpdate` 回调 → `Preprocess_Settings_Change()`。与服务器下发配置走完全相同的路径。
### 8.4 启动串口输出示例
```
TCPClient
SystemClk:144000000
TEST_PATTERN=1
UserByte: c0
=== TEST PATTERN MODE === No sensor/DVP hardware needed
net version:1c
WCHNET_LibInit Success
Test config injected: En=1 TrigMode=Internal thresh=800 Tgt=64x64 burst=3
[HB] 0 tick=1010 TEST_MODE frm=9
2D internal trigger
TRIGGER frm=21
2D SEND frm=21 64x64 ret=0
Burst start: 3 frames, interval=200 ms
```
---
## 9. 正常模式详解
### 9.1 启用方式
```c
#define TEST_PATTERN_MODE 0
```
需要：
1. Mini212G2 传感器正确连接 DVP 接口
2. 传感器已通过 USB 预配置为 CMOS/DVP Y16 输出
### 9.2 硬件连接
#### DVP 引脚定义
| 功能 | GPIO | 说明 |
|------|------|------|
| DATA[0] | PA4 | 数据线 bit0 |
| DATA[1] | PA5 | 数据线 bit1 |
| DATA[2] | PA6 | 数据线 bit2 |
| DATA[3] | PA9 | 数据线 bit3 |
| DATA[4] | PA10 | 数据线 bit4 |
| DATA[5] | PB3 | 数据线 bit5 |
| DATA[6] | PB8 | 数据线 bit6 |
| DATA[7] | PB9 | 数据线 bit7 |
| HSYNC | PC8 | 行同步 |
| VSYNC | PC9 | 场同步（高有效） |
| PCLK | PC11 | 像素时钟（上升沿采样） |
#### 传感器 UART（仅 USART3 可用）
> ⚠ USART2 (PA2/PA3) 引脚已被占用，不可用于传感器通信。
| 配置 | USART3 |
|------|--------|
| TX | PB10 |
| RX | PB11 |
| 波特率 | 115200 |
> 注意：启用 USART3 传感器通信会占用 printf 调试端口，需通过 JTAG 调试。
### 9.3 正常模式数据流
```
DVP 硬件中断 (DVP_IRQHandler)
├── STR_FRM 中断 → 帧开始，line_idx=0
└── ROW_DONE 中断 → 行完成，DMA 乒乓切换
│ 设置 Line_Ready_Flag=1
▼
task_business_entry (优先级 5)
│ DVP_Task()
│ ├── 复制 DMA 行缓冲 → FrameBuffer[line_idx]
│ └── 最后一行 → Frame_Ready_Flag=1
▼
├── [TEMP_REQ] 服务器按需截图
│
└── [自主触发] Config2D.Enabled → 2D 状态机
Config1D.Enabled → 1D 状态机
```
### 9.4 正常模式注意事项
- **无默认配置**：正常模式不注入测试配置，`Preprocess_Init()` 仅设置 `TargetWidth=1, TargetHeight=1`。必须等服务器下发 Config2D/Config1D 后才能工作。
- **传感器初始化**：模组已通过 USB 预配置，`mini212g2.h` 中 UART 配置已关闭。
- **帧率取决于传感器**：Mini212G2 在 DVP 模式下的帧率由传感器内部配置决定。
---
## 10. 网络与服务器配置
### 10.1 MCU 网络参数
定义位置：`main.c`
| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| IP 地址 | 192.168.7.10 | MCU 静态 IP |
| 网关 | 192.168.7.1 | 默认网关 |
| 子网掩码 | 255.255.255.0 | C 类子网 |
| MAC 地址 | 由芯片自动获取 | 硬件 MAC |
### 10.2 服务器连接参数
定义位置：`qdx_tcp_logic.c`
| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `SERVER_IP` | "192.168.7.50" | 服务器 IP |
| `CONTROL_PORT` | 5511 | 控制通道端口 |
| `DATA_PORT` | 5512 | 数据通道端口 |
### 10.3 TCP KeepAlive
```c
#define KEEPALIVE_ENABLE 1 // main.c
// 探测配置: 20s 空闲后每 15s 探测一次，最多 9 次
```
### 10.4 TCP 内部参数
| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| `HEARTBEAT_INTERVAL_MS` | 2000 | 心跳发送间隔 |
| `SERVER_TIMEOUT_MS` | 6000 | 服务器超时断连 |
| `RECONNECT_DELAY_MS` | 3000 | 断连后重连等待 |
| `MAX_FRAGMENT_PAYLOAD` | 1400 | 分片最大载荷 |
---
## 11. 配置下发流程
### 11.1 TLV 消息类型
| TLV Type | 名称 | 方向 | 说明 |
|----------|------|------|------|
| 0x01 | TYPE_HANDSHAKE | ↔ | 握手（UUID、版本） |
| 0x02 | TYPE_HEARTBEAT | ↔ | 心跳（上行/下行） |
| 0x05 | TYPE_DEVID_ASSIGN | ← | 设备 ID 分配（触发重连） |
| 0x10 | TYPE_TEMP_FRAME | ← | 请求温度帧（TEMP_REQ） |
| 0x20 | TYPE_CONFIG_COMMON | ← | 通用配置 |
| 0x22 | TYPE_CONFIG_2D | ← | 2D 配置 |
| 0x23 | TYPE_CONFIG_1D | ← | 1D 配置 |
| 0x30 | TYPE_ACK_PAYLOAD | ← | ACK 响应 |
| 0x40 | TYPE_DETECTION_RESULT | ← | 检测结果（OK/NG） |
### 11.2 Config2D 关键字段
| 字段 | 偏移 | 类型 | 说明 |
|------|------|------|------|
| Enabled | 0 | u8 | **使能开关** |
| Width | 4 | u16 LE | 设备分辨率宽度（仅标记） |
| Height | 6 | u16 LE | 设备分辨率高度（仅标记） |
| **TargetWidth** | **23** | **u16 LE** | **预处理输出宽度** |
| **TargetHeight** | **25** | **u16 LE** | **预处理输出高度** |
| TriggerMode | 21 | u8 | 0=内部, 1=外部 |
| TriggerCondition | 37 | u8 | 0=平均, 1=最大 |
| TriggerTemperatureThreshold | 28 | i16 LE | 触发阈值 (0.1°C/LSB) |
| TriggerBurstCount | 30 | u8 | 连拍帧数 |
| TriggerInternalIntervalMs | 31 | u16 LE | 连拍间隔 (ms) |
| TriggerDebounceIntervalMs | 35 | u16 LE | 外部触发消抖 (ms) |
| TriggerDelayMs | 23 | u16 LE | 触发后延迟 (ms) |
| TriggerRoiX/Y/W/H | 33-40 | u16 LE ×4 | 内部触发检测 ROI |
| NGioDelay | 41 | u16 LE | NG 脉冲宽度 (ms) |
> **重要**：`Width/Height` 与 `TargetWidth/TargetHeight` 是两组不同的字段！前者仅做标识，后者直接控制帧大小。
### 11.3 缓冲区容量约束
```
MAX_TCP_PAYLOAD_SIZE = 10240 字节
HeadOffset = 64 字节（协议头预留）
可用像素空间 = 10240 - 64 = 10176 字节
最大像素数 = 10176 / 2 = 5088 像素
推荐安全目标尺寸:
64 × 64 = 4096 像素 = 8192 字节 ✓
71 × 71 = 5041 像素 = 10082 字节 ✓
72 × 72 = 5184 像素 = 10368 字节 ✗ (触发降尺寸)
```
### 11.4 自动降尺寸保护
TargetWidth × TargetHeight × 2 超过可用缓冲区时，自动等比减半：
```
示例：服务器设 185×70 → 185×70×2=25900 > 10176 → 减半 → 93×35
日志：PP: target clamped 185x70 -> 93x35 (buf=10176)
```
### 11.5 配置传递链
```
服务器 TCP 下发 TLV
→ qdx_tcp_logic.c: parse_and_dispatch_tlv()
→ 反序列化 → cached_cfg{2d,1d,common}
→ OnConfigUpdate() 回调
→ Preprocess_Settings_Change() 互斥锁更新
→ 下次帧处理使用新配置
```
---
## 12. RTOS 任务架构
| 任务名 | 优先级 | 栈 (words) | 条件 | 功能 |
|--------|--------|-----------|------|------|
| `wchnet` | 6 (最高) | 512 | 始终创建 | WCHNET 协议栈轮询 (5ms) |
| `business` | 5 | 512 | 始终创建 | DVP + 触发状态机 + 发送 |
| `testpat` | 4 | 256 | `TEST_PATTERN_MODE=1` | 测试图案生成 (~10 FPS) |
| `hb` | 3 (最低) | 256 | 始终创建 | 心跳调试打印 (2s) |
| TcpLogic 内部 | - | - | 始终创建 | 管理线程 (连接/心跳/重连) |
---
## 13. GPIO 引脚分配
| GPIO | 功能 | 方向 | 配置 | 说明 |
|------|------|------|------|------|
| PA15 | 外部触发输入 | 输入 | 下拉 + EXTI15 上升沿 | 2D/1D 共用（互斥） |
| PA8 | NG 输出 | 推挽输出 | 低速 2MHz | 检测 NG 时脉冲拉高 |
| PA4-PA6, PA9-PA10, PB3, PB8-PB9 | DVP 数据线 | 输入 | 浮空 | 仅正常模式使用 |
| PC8, PC9, PC11 | DVP HSYNC/VSYNC/PCLK | 输入 | - | 仅正常模式使用 |
| PA2, PA3 | **已占用** | - | - | USART2，不可用 |
---
## 14. 功能完整性对照表
### 协议规范 vs MCU 实现
| 协议功能 | 实现状态 | 备注 |
|---------|---------|------|
| 握手 (Handshake) | ✅ | UUID + HW/FW 版本 |
| 心跳 (Heartbeat) | ✅ | 2s 间隔，6s 超时断连 |
| 设备 ID 分配 (DevID Assign) | ✅ | 触发自动重连 |
| Config Common/2D/1D 下发 | ✅ | 解析+缓存+回调 |
| ACK 响应 | ✅ | 发送+接收 |
| TEMP_REQ 截图 | ✅ | 2D 预处理 / 1D 空间采样 |
| Detection Result | ✅ | NG → PA8 脉冲 |
| 2D 外部触发 | ✅ | GPIO → 消抖 → 延迟 → 连拍 |
| 2D 内部触发 | ✅ | ROI Max/Avg → 延迟 → 连拍 |
| 1D 外部触发 | ✅ | GPIO → 消抖 → 采集 → 切片 |
| 1D 内部触发 | ✅ | 3 样本预环形 → 采集 → 切片 |
| 温度矩阵分片发送 | ✅ | 每片 ≤1400 字节 |
| TCP KeepAlive | ✅ | 20s/15s/9次 |
| CRC16-MODBUS 校验 | ✅ | 每帧校验 |
| IsLive 实时流 | ❌ | MCU 资源不足，触发场景不需要 |
| Training 训练模式 | ❌ | 服务器端完成 |
| SyncTime 时间同步 | ❌ | 协议已定义 (0x03)，未解析 |
| StatusEvent 状态上报 | ❌ | 服务器通过心跳判断在线 |
| Alarm GPIO | ❌ | 结构体有字段，硬件未接线 |
| 1D StartPointsToRemove / ReferenceLength / TimerCLimit | ❌ | 已解析到结构体，业务逻辑未使用 |
---
## 15. 已知注意事项
### 15.1 温度单位
系统统一使用 **0.1°C/LSB**：
- 温度值 350 = 35.0°C
- 温度值 900 = 90.0°C
- `TEMP_RAW(deg_c) = (uint16_t)(deg_c * 10)`
### 15.2 Config2D 字段区分
- **Width / Height**：设备分辨率标识（如 256×192），不影响 MCU 预处理
- **TargetWidth / TargetHeight**：预处理实际输出尺寸，**必须正确设置**
### 15.3 正常模式默认目标尺寸
`TargetWidth=1, TargetHeight=1`（最小默认），必须等服务器下发 Config2D 后才能正常输出。
### 15.4 IP 与端口硬编码
网络参数为编译期常量，更改需修改源码并重新编译：
- MCU IP：`main.c` → `IPAddr[]`
- 服务器 IP：`qdx_tcp_logic.c` → `SERVER_IP`
- 端口号：`qdx_tcp_logic.c` → `CONTROL_PORT` / `DATA_PORT`
### 15.5 printf 限制
使用 newlib-nano，仅支持 `%d, %x, %s` 格式。所有 `uint32_t` 必须 `(int)` 强转后打印，否则 HardFault。不支持 `%u, %lu, %f`。
### 15.6 双缓冲发送
系统使用 A/B 交替 `TcpTxBuffer_t`，避免发送过程中缓冲区被覆盖。`use_buffer_A` 标志在每次发送后翻转。
### 15.7 2D/1D 互斥
主循环中 `Config2D.Enabled` 优先级高于 `Config1D.Enabled`。若两者同时 Enabled=1，仅 2D 管线运行。