tof_isr.c 14 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261262263264265266267268269270271272273274275276277278279280281282283284285286287288289290291292293294295296297298299300301302303304305306307308309310311312313314315316317318319320321322323324325326327328329330331332333334335336337338339340341342343344345346347348349350351352353354355356357358359360361362363364365366367368369370371372373374375376377378379380381382383384385386387388389390391392393394395396397398399400401402403404405406407408409410411412413414415416417418419420421422423424425426427428429430431432433434435436437438439440441442443444445446447448449450451452453454455456457458459460461462463464465466467468469470471472473474475476477478479480481482483484485486487488489490491492493494495496497498499500501502503504505506507508509510511512513514515516517518519520521522523524525526
  1. #include "board.h"
  2. #include "tdc_tof.h"
  3. #define TOF_PWFW_DIFF ((uint16_t)(0x1620u * 25 / 100))
  4. #define TOF_PWFW_LOW ((uint16_t)(0x1620u * 40 / 100))
  5. #define TOF_PWFW_HIGH ((uint16_t)(0x1620u * 50 / 100))
  6. #define TOF_OFST_LOW (10)
  7. #define TOF_OFST_HIGH (26)
  8. uint8_t TdcFwOfst = (TOF_OFST_LOW + TOF_OFST_HIGH) / 2;
  9. uint32_t CntErrEvent = 0;
  10. uint8_t TdcIntStep = 0xFFu;
  11. float SumToF;
  12. float LastSumToF;
  13. float UToFAvg;
  14. float DToFAvg;
  15. float DiffToF;
  16. float DiffToF_LAST; // add by yuewei 20260325 用于记录上次飞行时间,便于低通平滑滤波
  17. float APSR_LAST; // add by yuewei 20260325 用于记录上次APSR值,便于防止二次修正来回跳变
  18. float DiffToFAvg;
  19. float DiffToFAvg2;
  20. float DiffToFAvg128;
  21. double CumFlow;
  22. uint16_t CalibTime;
  23. float CalibSpdLvl;
  24. float CalibTemp;
  25. tdc_itf_t *pTdcItf;
  26. void set_tdc_itf(tdc_itf_t *itf)
  27. {
  28. pTdcItf = itf;
  29. }
  30. uint32_t get_tof_flag(void)
  31. {
  32. return tof_flag;
  33. }
  34. void set_tof_flag(uint32_t flag)
  35. {
  36. tof_flag = flag;
  37. }
  38. uint16_t get_tof_state(void)
  39. {
  40. return tof_state;
  41. }
  42. void set_tof_state(uint16_t state)
  43. {
  44. tof_state = state;
  45. }
  46. float get_diff_tof(void)
  47. {
  48. return DiffToF;
  49. }
  50. uint8_t get_tdc_fw_ofst(void)
  51. {
  52. return TdcFwOfst;
  53. }
  54. void set_tdc_fw_ofst(uint8_t fw_ofst)
  55. {
  56. TdcFwOfst = fw_ofst;
  57. }
  58. uint8_t get_tdc_int_step(void)
  59. {
  60. return TdcIntStep;
  61. }
  62. void set_tdc_int_step(uint8_t int_step)
  63. {
  64. TdcIntStep = int_step;
  65. }
  66. // 可调滤波参数
  67. #define BUF_SIZE 3 // 减小窗口,避免整段温漂进入缓存
  68. #define LPF_ALPHA 0.22f // 大幅降低,强化平滑,压制缓慢漂移
  69. // 卡尔曼参数:大幅降低Q、提高R,不信任微小缓慢波动
  70. #define KALMAN_Q 0.002f
  71. #define KALMAN_R 0.025f
  72. #define KALMAN_INIT_P 0.1f
  73. #define TOF_MAX_CHANNELS 1
  74. typedef struct
  75. {
  76. float filter_buf[BUF_SIZE];
  77. uint8_t buf_index;
  78. uint8_t buffer_ready;
  79. float x_est;
  80. float p_est;
  81. const float Q;
  82. const float R;
  83. float lpf_out;
  84. uint8_t lpf_ready;
  85. float last_filtered;
  86. } TOF_Channel_t;
  87. static TOF_Channel_t tof_channels[TOF_MAX_CHANNELS] = {
  88. {
  89. .Q = KALMAN_Q,
  90. .R = KALMAN_R,
  91. .buf_index = 0,
  92. .buffer_ready = 0,
  93. .lpf_ready = 0,
  94. }
  95. };
  96. extern uint8_t G_STATIC_OT_SETTING_FLAG;
  97. static float filter_single_channel(float raw)
  98. {
  99. TOF_Channel_t *f = &tof_channels[0];
  100. float temp_buf[BUF_SIZE];
  101. uint8_t i, j;
  102. f->filter_buf[f->buf_index++] = raw;
  103. if (f->buf_index >= BUF_SIZE)
  104. {
  105. f->buf_index = 0;
  106. f->buffer_ready = 1;
  107. }
  108. if (!f->buffer_ready)
  109. {
  110. f->x_est = raw;
  111. f->p_est = KALMAN_INIT_P;
  112. f->lpf_out = raw;
  113. f->lpf_ready = 1;
  114. f->last_filtered = raw;
  115. return raw;
  116. }
  117. memcpy(temp_buf, f->filter_buf, sizeof(temp_buf));
  118. for (i = 0; i < BUF_SIZE - 1; i++)
  119. {
  120. for (j = 0; j < BUF_SIZE - i - 1; j++)
  121. {
  122. if (temp_buf[j] > temp_buf[j + 1])
  123. {
  124. float tmp = temp_buf[j];
  125. temp_buf[j] = temp_buf[j + 1];
  126. temp_buf[j + 1] = tmp;
  127. }
  128. }
  129. }
  130. float median_val = temp_buf[BUF_SIZE / 2];
  131. // 卡尔曼更新
  132. float x_pred = f->x_est;
  133. float p_pred = f->p_est + f->Q;
  134. float k_gain = p_pred / (p_pred + f->R);
  135. float x_cur = x_pred + k_gain * (median_val - x_pred);
  136. float p_cur = (1.0f - k_gain) * p_pred;
  137. f->x_est = x_cur;
  138. f->p_est = p_cur;
  139. // 一阶低通
  140. if (!f->lpf_ready)
  141. {
  142. f->lpf_out = x_cur;
  143. f->lpf_ready = 1;
  144. }
  145. f->lpf_out = LPF_ALPHA * x_cur + (1.0f - LPF_ALPHA) * f->lpf_out;
  146. // 仅保存上一帧输出,不再计算方差
  147. f->last_filtered = f->lpf_out;
  148. return f->lpf_out;
  149. }
  150. // 重置滤波全部状态
  151. void tof_filter_reset(void)
  152. {
  153. TOF_Channel_t *f = &tof_channels[0];
  154. memset(f->filter_buf, 0, sizeof(f->filter_buf));
  155. f->buf_index = 0;
  156. f->buffer_ready = 0;
  157. f->x_est = 0.0f;
  158. f->p_est = KALMAN_INIT_P;
  159. f->lpf_out = 0.0f;
  160. f->lpf_ready = 0;
  161. f->last_filtered = 0.0f;
  162. }
  163. // 初始化
  164. void tof_filter_init(uint8_t ch_num)
  165. {
  166. (void)ch_num; // 消除未使用警告
  167. tof_filter_reset();
  168. }
  169. // 输入原始数据,返回滤波结果(兼容旧接口,ch传0即可)
  170. float tof_filter_input_poll(uint8_t ch, float raw)
  171. {
  172. (void)ch; // 消除入参未使用警告
  173. if (G_STATIC_OT_SETTING_FLAG == 1)
  174. {
  175. return raw;
  176. }
  177. return filter_single_channel(raw);
  178. }
  179. void DiffToF2Flow(float dtof)
  180. {
  181. float TmpFloat;
  182. float apsr;
  183. double vol;
  184. TmpFloat = dtof * UsonicSpd * UsonicSpd * 0.00001f;
  185. apsr = bilinear_quad_apsr(TmpFloat, WaterTemp);
  186. vol = TmpFloat * apsr * pTdcItf->pipe_coe;
  187. pTdcItf->flow_vol(vol, TmpFloat);
  188. }
  189. void tof_isr_convert_tof_to_flow(void)
  190. {
  191. int16_t Tmp16;
  192. float TmpFloat;
  193. uint32_t Tu32;
  194. uint32_t ch = get_mux_ch();
  195. switch (TdcIntStep)
  196. {
  197. case (0x01u):
  198. // 根据RTC_CntInt设置校准、采集温度,读取飞行时间
  199. // if ((RTC_CntInt & RTC_CNTMSK_CAL) == 0x0u)
  200. // {
  201. // // 间隔8秒进行一次校准
  202. // tdc_read_tof(TDC_CFG_DO_CKENA);
  203. // tdc_start_cal(TDC_CFG_DO_CKENA|TDC_CFG_DO_WREG | TDC_CFG_DO_CKDIS);
  204. // if (tof_flag & TOF_FLAG_UNALGND_CHOP)
  205. // {
  206. // TdcIntStep = 0x03u;
  207. // }
  208. // else
  209. // {
  210. // TdcIntStep = 0x02u;
  211. // }
  212. // }
  213. // if ((RTC_CntInt & RTC_CNTMSK_TEMP) == 0x4u)
  214. // {
  215. // // 间隔4秒采集一次温度
  216. // tdc_read_tof(TDC_CFG_DO_CKENA);
  217. // tdc_start_temp(TDC_CFG_DO_CKENA|TDC_CFG_DO_WREG | TDC_CFG_DO_CKDIS);
  218. // TdcIntStep = 0x04u;
  219. // }
  220. // else
  221. // {
  222. // 读取飞行时间
  223. // tdc_read_tof(TDC_CFG_DO_CKENA | TDC_CFG_DO_CKDIS);
  224. // TdcIntStep = 0xFFu;
  225. // }
  226. // LOG("ch-%d-1-U:%.6f-D:%.6f\n\n", ch, TdcScale*TdcUToF[0],TdcScale*TdcDToF[0]);
  227. // if(Tu32 == TDC_CFG_FIRE_UP)
  228. // {
  229. // LOG("ch-%d-1-U, %.6f\n\n", ch, TdcScale*TdcUToF[0]);
  230. // }
  231. // else
  232. // {
  233. // LOG("ch-%d-1-D, %.6f\n\n", ch, TdcScale*TdcDToF[0]);
  234. // }
  235. // 清反向计量标识
  236. // pTdcItf->bw_flow_flag = 0;
  237. // // 空管
  238. // if (tof_flag & TOF_FLAG_BLANK_PIPE)
  239. // {
  240. // // 设置对应德通道为空管
  241. // pTdcItf->set_blank(ch);
  242. // // DiffTof from normal channel
  243. // // 正常的通道进行计量
  244. // if (pTdcItf->ch_bit_map ^ TdcItf.blank_flag)
  245. // {
  246. // DiffToF2Flow(DiffToF);
  247. // SERPLOT_PRINT_4FLOAT_1PREAMBLE(DiffToF, UToFAvg, DToFAvg, CumFlow);
  248. // }
  249. // break;
  250. // }
  251. // else
  252. // {
  253. // // 指定通道清除空管
  254. // pTdcItf->clr_blank(ch);
  255. // }
  256. // // 计算脉冲宽度
  257. // Tmp16 = TdcUPwFw - TdcDPwFw;
  258. // // 判断脉冲宽度有效性
  259. // if (Tmp16 < (0 - TOF_PWFW_DIFF) || Tmp16 > TOF_PWFW_DIFF)
  260. // {
  261. // // 无效脉冲宽度
  262. // tof_flag |= TOF_FLAG_UNPAIR_WAVE;
  263. // CntErrEvent++;
  264. // }
  265. // else
  266. // {
  267. // // 有效脉冲宽度
  268. // tof_flag &= ~TOF_FLAG_UNPAIR_WAVE;
  269. // // 记录UP和DOWM平均飞行时间
  270. // UToFAvg = TdcScale * TdcUToF[0];
  271. // DToFAvg = TdcScale * TdcDToF[0];
  272. // }
  273. // // 判断offset有效性
  274. // if (TdcFwOfst < TOF_OFST_LOW || TdcFwOfst > TOF_OFST_HIGH)
  275. // {
  276. // // out of range
  277. // TdcFwOfst = (TOF_OFST_LOW + TOF_OFST_HIGH) / 2; // default offset
  278. // }
  279. // else if (tof_flag & TOF_FLAG_UNPAIR_WAVE)
  280. // {
  281. // // first wave for up and down is different
  282. // TdcFwOfst += (TdcFwOfst <= (TOF_OFST_LOW + 3)) ? 2 : -2;
  283. // }
  284. // else if (TdcUPwFw < TOF_PWFW_LOW && TdcDPwFw < TOF_PWFW_LOW && TdcFwOfst > TOF_OFST_LOW)
  285. // {
  286. // TdcFwOfst -= 1;
  287. // }
  288. // else if (TdcUPwFw > TOF_PWFW_HIGH && TdcDPwFw > TOF_PWFW_HIGH && TdcFwOfst < TOF_OFST_HIGH)
  289. // {
  290. // TdcFwOfst += 1;
  291. // }
  292. // // 本次UP和DOWN飞行时间求和
  293. // SumToF = UToFAvg + DToFAvg; // alomost fixed regardless of water speed
  294. // // 本次飞行时间和与上次飞行时间和德差值在50内认为有效
  295. // if (fabsf(SumToF - LastSumToF) < 50.0f)
  296. // {
  297. // // 计算飞行时间
  298. // DiffToF = UToFAvg - DToFAvg - pTdcItf->path_skew[ch];
  299. // // add by yuewei 20260325 低通平滑滤波
  300. // // DiffToF = DiffToF * DIFF_TOFF_FILTER_ALPHA + (1 - DIFF_TOFF_FILTER_ALPHA) * DiffToF_LAST;
  301. // // DiffToF = tof_filter(DiffToF);//20260429
  302. // DiffToF = tof_filter_input_poll(ch, DiffToF);
  303. // // LOG("ch%d, U=%.6f, D=%.6f\n", ch, UToFAvg, DToFAvg);
  304. // // LOG("int_cnt=%d, step=%d, ch=%d, DiffToF=%.6f\n\n", int_cnt, get_tdc_int_step(), ch, DiffToF);
  305. // }
  306. // // 本次飞行时间和赋值给上次飞行时间和
  307. // LastSumToF = SumToF;
  308. // if (tof_state & (TOF_ST_METER | TOF_ST_CALIB))
  309. // {
  310. // DiffToFAvg += (DiffToF - DiffToFAvg) * (1.0f / 6);
  311. // DiffToFAvg2 += (DiffToF - DiffToFAvg2) * (1.0f / 2);
  312. // DiffToFAvg128 += (DiffToF - DiffToFAvg128) * (1.0f / 128);
  313. // if (tof_flag & TOF_FLAG_VALID_FLOW)
  314. // {
  315. // if (fabsf(DiffToFAvg) < 0.35f)
  316. // {
  317. // tof_flag &= ~TOF_FLAG_VALID_FLOW;
  318. // if (tof_state & TOF_ST_CALIB && CalibTime > CALIB_TIME_LTH)
  319. // {
  320. // tof_flag |= TOF_FLAG_CALIB_DONE;
  321. // }
  322. // }
  323. // }
  324. // else
  325. // {
  326. // // modified by yuewei 20260519,加入n值,始动流量
  327. // // if (fabsf(DiffToFAvg) > 0.45f || fabsf(DiffToFAvg2) > 1.0f)
  328. // if (fabsf(DiffToFAvg * 100.00f) > Paramx.n || fabsf(DiffToFAvg2) > 1.0f)
  329. // {
  330. // tof_flag |= TOF_FLAG_VALID_FLOW;
  331. // if (tof_state & TOF_ST_CALIB)
  332. // {
  333. // tof_flag |= TOF_FLAG_CALIB_FLOW;
  334. // CumFlow = 0;
  335. // CalibTime = 0;
  336. // CalibSpdLvl = 0;
  337. // CalibTemp = 0;
  338. // }
  339. // }
  340. // }
  341. // // 是有效德流量
  342. // if (tof_flag & TOF_FLAG_VALID_FLOW)
  343. // {
  344. // TmpFloat = DiffToF * UsonicSpd * UsonicSpd * 0.00001f;
  345. // // 一次校准模式
  346. // if (tof_state & TOF_ST_CALIB)
  347. // {
  348. // CumFlow += TmpFloat * pTdcItf->pipe_coe;
  349. // pTdcItf->check_flow(CumFlow, TmpFloat, WaterTemp);
  350. // if (tof_flag & TOF_FLAG_CALIB_FLOW)
  351. // {
  352. // if (DiffToFAvg2 > 0.5f)
  353. // {
  354. // CalibSpdLvl += TmpFloat;
  355. // CalibTemp += WaterTemp;
  356. // CalibTime++;
  357. // }
  358. // else
  359. // {
  360. // tof_flag &= ~TOF_FLAG_CALIB_FLOW;
  361. // if (CalibTime > CALIB_TIME_LTH)
  362. // {
  363. // CalibSpdLvl /= CalibTime;
  364. // CalibTemp /= CalibTime;
  365. // tof_flag |= TOF_FLAG_CALIB_FALL;
  366. // }
  367. // }
  368. // }
  369. // }
  370. // else
  371. // {
  372. // // 正常计量模式
  373. // DiffToF2Flow(DiffToF);
  374. // // DiffToF2Flow(DiffToFAvg);
  375. // }
  376. // }
  377. // else
  378. // {
  379. // FlowVol = 0; // 始动流量切除时,瞬时流量清零yw2026-6-25
  380. // }
  381. // // 串口打印,功能未开启
  382. // // SERPLOT_PRINT_4FLOAT_1PREAMBLE(DiffToF, UToFAvg, DToFAvg, DiffToFAvg);
  383. // SERPLOT_PRINT_4FLOAT_1PREAMBLE(DiffToF, DiffToF * UsonicSpd * UsonicSpd * 0.00001f, DToFAvg, DiffToFAvg);
  384. // }
  385. // break;
  386. // case (0x02u):
  387. // tdc_read_cal(TDC_CFG_DO_CKENA);
  388. // tdc_start_cal(TDC_CFG_DO_CKDIS);
  389. // TdcIntStep = 0x03u;
  390. // break;
  391. // case (0x03u):
  392. // tdc_read_cal(TDC_CFG_DO_CKENA | TDC_CFG_DO_CKDIS);
  393. // TdcIntStep = 0xFFu;
  394. // break;
  395. case (0x04u):
  396. tdc_read_temp(TDC_CFG_DO_CKENA | TDC_CFG_DO_CKDIS);
  397. TdcIntStep = 0xFFu;
  398. break;
  399. case (0x80u):
  400. TdcIntStep = 0xFFu;
  401. }
  402. }
  403. uint8_t temp_flag=0;
  404. void PORTD_F_IRQHandler(void)
  405. {
  406. uint32_t ClkEn;
  407. uint32_t ClkOff;
  408. rt_base_t level;
  409. uint16_t ISRB, ISRD, ISRE;
  410. // M0P_GPIO->PD_ICLR = (1u << 3);
  411. // M0P_GPIO->PD_ICLR = (1u << 4);
  412. // M0P_GPIO->PD_ICLR &= ~(1 << 3);
  413. // M0P_GPIO->PD_ICLR &= ~(1 << 4);
  414. // ISRD = M0P_GPIO->PD_STAT;
  415. // M0P_GPIO->PD_ICLR = ~ISRD;
  416. // return;
  417. ///////////add key isr handler wxl2026-5-22///////////////////
  418. extern uint8_t key_irq_handler(void);
  419. key_irq_handler();
  420. if (GpioGetEvents(GpioPortD, GpioBitMsk3) == 0) // not tdc int wxl2026-5-26
  421. {
  422. return;
  423. }
  424. // get_internal_time();
  425. level = rt_hw_interrupt_disable();
  426. ClkEn = M0P_SYSCTRL->PERI_CLKEN0;
  427. ClkOff = (~ClkEn) & (1u << 28); // check GPIO clk is off or not
  428. if (ClkOff)
  429. {
  430. M0P_SYSCTRL->PERI_CLKEN0 = ClkEn | (1u << 28); // set GPIO clk on
  431. }
  432. // ISRB = M0P_GPIO->PB_STAT;
  433. // M0P_GPIO->PB_ICLR = ~ISRB;
  434. // ISRE = M0P_GPIO->PE_STAT;
  435. // M0P_GPIO->PE_ICLR = ~ISRE;
  436. if (ClkOff)
  437. {
  438. M0P_SYSCTRL->PERI_CLKEN0 = ClkEn; // set back GPIO clk off
  439. }
  440. rt_hw_interrupt_enable(level);
  441. // 只处理 TDC 中断
  442. // if (ISRD & GpioBitMsk3)
  443. //{
  444. // 发送信号量,唤醒线程处理
  445. temp_flag=1;
  446. rt_sem_release(&tdc_isr_sem);
  447. // LOG("rt_sem_release\n");
  448. //}
  449. ISRD = M0P_GPIO->PD_STAT;
  450. M0P_GPIO->PD_ICLR = ~ISRD;
  451. // M0P_GPIO->PD_ICLR = (1u << 3);
  452. // G_TDC_DEEP_SLEEP = 0;
  453. }