# DAConvert

**Repository Path**: KiraVerSace/daconvert

## Basic Information

- **Project Name**: DAConvert
- **Description**: RS485->0-10V模块
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-01-05
- **Last Updated**: 2025-11-11

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# DAConvert

## 引脚对应关系

| 功能模块            | MCU 引脚              | 备注                     |
|---------------------|-----------------------|--------------------------|
| RS485_TX            | PA2  (USART2_TX)      | Modbus RTU 发送          |
| RS485_RX            | PA3  (USART2_RX)      | Modbus RTU 接收          |
| RS485_DE            | PA0                   | 485 驱动发送使能         |
| RS485_RE            | PA1                   | 485 驱动接收使能/方向    |
| GP8413_SCL          | PB10 (I2C2_SCL)       | DAC I2C 时钟             |
| GP8413_SDA          | PB11 (I2C2_SDA)       | DAC I2C 数据             |
| RELAY_CH1           | PB4                   | 继电器 CH1 控制          |
| RELAY_CH2           | PB5                   | 继电器 CH2 控制          |
| LED_BUILTIN_G       | PC0                   | 状态指示灯 (低电平点亮) |
| PhaseFollow_IN_A    | PA8                   | 三相 PWM 相 A 输入       |
| PhaseFollow_IN_B    | PC8                   | 三相 PWM 相 B 输入       |
| PhaseFollow_IN_C    | PC9                   | 三相 PWM 相 C 输入       |
| PhaseFollow_OUT_A   | PB0                   | 相位跟随输出 A           |
| PhaseFollow_OUT_B   | PB1                   | 相位跟随输出 B           |
| PhaseFollow_OUT_C   | PB2                   | 相位跟随输出 C           |
| Debug_UART_TX       | PA9  (USART1_TX)      | 调试串口发送             |
| Debug_UART_RX       | PA10 (USART1_RX)      | 调试串口接收             |

基于 STM32F103RC 的双通道 DA 转换器控制板，集成 Modbus RTU、GP8413 DAC、继电器及三相 PWM 跟随等功能，适用于现场模拟量输出和相位跟随控制场景。

> 当前固件版本：`V1.1.0`（PhaseFollow 模块已启用，继电器默认关闭）

## 目录

1. [功能特性](#功能特性)
2. [核心指标](#核心指标)
3. [项目结构](#项目结构)
4. [开发环境要求](#开发环境要求)
5. [快速上手](#快速上手)
6. [硬件连接](#硬件连接)
7. [Modbus 寄存器](#modbus-寄存器)
8. [校准流程](#校准流程)
9. [系统架构](#系统架构)
10. [调试与日志](#调试与日志)
11. [常见问题](#常见问题)
12. [相关文档](#相关文档)

## 功能特性

- **Modbus RTU 通信**：支持功能码 0x03/0x06/0x10，可配置地址、波特率、校验位和停止位。
- **双通道 0-10V 输出**：基于 GP8413（15 位）DAC，提供 11 点线性插值校准与外推能力。
- **双路继电器控制**：独立通道控制，开机默认关闭，支持保持状态持久化。
- **三相 PWM 跟随**：PhaseFollow 模块实时采集三相 PWM 输入并计算频率/占空比，用于同步输出。
- **参数持久化**：所有通信、输出、校准参数写入 EEPROM，掉电不丢失。
- **调试日志增强**：集成 ArduinoLog（xLog）Trace 级别日志，可追踪 DAC 校准插值细节。

## 核心指标

| 指标           | 规格                                                         |
|----------------|--------------------------------------------------------------|
| MCU            | STM32F103RC (256 KB Flash / 48 KB RAM)                       |
| 电源           | 3.3 V / 5 V                                                  |
| DAC 输出范围   | 0 ~ 10 V（15 位，1 LSB ≈ 0.305 mV）                          |
| 通信接口       | RS485（Modbus RTU）                                          |
| 继电器         | 2 路常开触点，最高 250 VAC / 30 VDC                          |
| PWM 输入       | 3 路（Phase A/B/C），支持频率测量                             |
| 典型功耗       | < 1 W（不含外设）                                            |

## 项目结构

```
├── include/       # 公共头文件（如 xCode.h、appPhaseFollow.h 等）
├── src/           # 主程序入口与任务实现
├── lib/           # 第三方库（ArduinoLog、FreeRTOS、letterShell 等）
├── docs/          # 项目文档、Modbus 点表（MD/PDF/CSV）
├── platformio.ini # PlatformIO 项目配置
└── test/          # 单元测试或样例（预留）
```

## 开发环境要求

- **操作系统**：Windows / macOS / Linux
- **工具链**：PlatformIO Core ≥ 6.1（推荐 VS Code + PlatformIO IDE）
- **Python**：3.8 及以上（PlatformIO 依赖）
- **串口调试工具**：`pio device monitor` 或其它串口终端

## 快速上手

1. **克隆仓库并初始化 PlatformIO 依赖**：
	```bash
	git clone <repo_url>
	cd DAConvert
	platformio run
	```
2. **连接硬件**：将目标板通过 ST-Link/串口接入电脑，确认 `platformio.ini` 中的 `upload_port`、`monitor_port` 配置正确。
3. **编译与烧录**：
	```bash
	platformio run --target upload
	```
4. **串口监控（115200 8N1）**：
	```bash
	platformio device monitor
	```

## 硬件连接

```
RS485 (USART2):   PA2(TX)  PA3(RX)  PA0(DE)  PA1(RE)
I2C (GP8413):     PB10(SCL) PB11(SDA)
继电器输出:       PB4(CH1)  PB5(CH2)
PhaseFollow 输入: PA8(A)    PC8(B)   PC9(C)
PhaseFollow 输出: PB0(A)    PB1(B)   PB2(C)
状态指示灯:       PC0 (低点亮)
调试串口:         USB ↔ UART1 (PA9/PA10)
```

## Modbus 寄存器

常用寄存器如下，完整点表可参考 [Modbus 点表文档](#相关文档)：

| 地址 | 功能            | 读写 | 说明                                  |
|------|-----------------|------|---------------------------------------|
| 0    | 设备地址        | R/W  | 1–247                                 |
| 1    | 波特率          | R/W  | 0:4800 ... 6:115200                    |
| 2    | 奇偶校验        | R/W  | 0:无 1:奇 2:偶                         |
| 3    | 停止位          | R/W  | 0:1 位 1:2 位                          |
| 4-6  | 默认输出参数    | R/W  | 上电默认电压、继电器状态               |
| 10-31| CH1/CH2 校准表  | R/W  | 11 个校准点数据（单位：mV）            |
| 100  | CH1 实时输出    | R/W  | 0–10000 mV                             |
| 101  | CH2 实时输出    | R/W  | 0–10000 mV                             |
| 102  | 继电器控制寄存器| R/W  | bit0=CH1, bit1=CH2                     |

**默认通信参数**：地址 `3`、波特率 `9600`、格式 `8N1`。

### Python 示例

```python
from pymodbus.client import ModbusSerialClient

client = ModbusSerialClient(port="/dev/ttyUSB0", baudrate=9600, parity="N", stopbits=1, bytesize=8)

if client.connect():
	 # 设置 CH1 输出 5V
	 client.write_register(address=100, value=5000, unit=3)

	 # 读取 CH1/CH2 输出
	 rr = client.read_holding_registers(address=100, count=2, unit=3)
	 print(rr.registers)

	 # 控制继电器（同时闭合）
	 client.write_register(address=102, value=0x03, unit=3)

client.close()
```

## 校准流程

1. **准备**：使用高精度万用表连接在 CH1/CH2 输出端；确保设备在稳定温度下。
2. **写入期望值**：通过 Modbus 将标准电压（例如 1000 mV、5000 mV）写入实时输出寄存器 `100/101`。
3. **读取实测值**：记录实际输出电压，写入对应校准寄存器（如 CH1 点 1 位于地址 11）。
4. **重复 11 点**：完成 0.1V~9.9V 的 11 个点校准，系统自动完成线性插值和外推。
5. **验证**：再次写入任意目标电压，确认输出误差在允许范围内。

> Trace 级日志会输出插值细节和上下界外推信息，便于分析。

## 系统架构

固件基于 FreeRTOS，多任务分工如下：

- `modbusSlaveTask`（优先级 2）：负责串口通信、寄存器映射及 EEPROM 同步。
- `periphRunTask`（优先级 1）：处理 DAC 输出、继电器控制与安全检查。
- `phaseFollowTask`（优先级 1）：采集三相 PWM，执行频率/相位计算。

任务间通过消息队列与共享数据结构互通，xCommon 模块统一管理参数元数据。

## 调试与日志

- **串口速率**：115200 8N1。
- **日志等级**：默认 INFO，可在 `ArduinoLog` 配置中打开 TRACE。
- **典型启动日志**：
  ```
  >> System start... [72]MHz
  [INFO] EEPROM was initialized, load parameters...
  [INFO] ModbusAddress=[3]
  [INFO] BaudRate=[9600],Parity=[0],StopBit=[1]
  [TRACE] CH1 target=5000mV, cal=4996mV, code=16350
  ```

## 常见问题

| 问题                         | 排查建议 |
|------------------------------|----------|
| PlatformIO 编译失败          | 更新依赖库，删除 `.pio` 目录后重新编译 |
| 串口无输出                   | 确认串口线连接及波特率 115200 |
| Modbus 无响应                | 检查 RS485 A/B 极性、终端电阻、设备地址 |
| DAC 输出异常                 | 确认 I2C 拉线牢靠，并复位 GP8413 电源 |
| PhaseFollow 数值不稳定       | 确认输入 PWM 幅值 >2.5V 且频率稳定 |

## 相关文档

- `docs/Modbus_Point_Table.md`：详细 Modbus 点表（Markdown）。
- `docs/Modbus_Point_Table.pdf`：PDF 版本，适合打印归档。
- `docs/Modbus_Point_Table_Excel.csv`：Excel 兼容 CSV，含 UTF-8 BOM，便于现场导入。
- `docs/` 目录下更多硬件接线图、调试笔记与 Wiki 草稿。

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