parallel_sci.c

源文件路径：midware/inverter/parallel_comm/parallel_sci.c 所属模块：midware/inverter/parallel_comm（并机通信 / SCI 串口通道） 代码行数：1557

1. 文件职责

本文件实现 EMS 并机系统在串口 Modbus-RTU 通道上的主从机组网、功率指令下发与遥测回读，是并机两条物理通道中的 SCI 分支（物理层可选 USART3 或 UART4，由 inverter_get_parallel_mode() 运行期决定，见 parallel_sci.c:196、parallel_sci.c:676）。它同时包含主机角色（parallel_sci_comm_host_machine_handle，parallel_sci.c:610）与从机角色（parallel_sci_comm_from_machine_handle，parallel_sci.c:1531）两套逻辑，由 midware/inverter/parallel.c:1103 / parallel.c:1107 按 g_t_inv_info.t_config_data.u8_parallel_mode 二选一调用。

数据流上，它是"主机发功率指令 → 从机执行；从机上报遥测 → 主机聚合"的完整闭环：主机侧把 g_t_host_machine_running_info[i] 的 31 个控制寄存器用功能码 0x10 逐台写入，再用功能码 0x03 读回 52 个数据寄存器写回 g_t_host_machine_running_info[i]；从机侧被动响应主机的读/写请求，并把主机写下来的控制量落到 g_t_from_machine_running_info。文件由 uCOS-II 任务 task_parallel_sci（user/main.c:299 创建，midware/inverter/inverter.c:1296-1307，100 ms 周期）驱动，不使用信号量或消息邮箱。

2. 关键数据结构与宏

本文件不定义结构体/枚举，全部复用 parallel_sci.h、parallel.h 与 hardware/*。

2.1 控件寄存器编址（REG_SET_*，0x50 起）

（0x6E - 0x50 + 1 = 31，与 PARALLEL_CONTROL_DATA_NUM 一致。）

2.2 文件级静态变量

3. 函数清单

4. 核心逻辑解析

4.1 通道选择：USART3 与 UART4 的对称切换

全部底层 I/O 都收敛到 4 个 if (inverter_get_parallel_mode() == PARA_COM_TYPE_USART3) 分支：

注意主机侧与从机侧使用的"接收就绪"函数不同：主机 USART3 用 uart3_is_recv_async_data、UART4 用 uart4_is_recv_async_data2；从机 USART3 用 uart3_is_recv_async_data2、UART4 用 uart4_is_recv_async_data。四个组合互不相同，说明 USART3/UART4 各自维护了两套接收上下文（大小写与 2 后缀），切换通道时必须成套更换，任何一处漏改都会导致收发错配。

4.2 Modbus RTU 帧格式与 CRC 约定

统一采用标准 Modbus RTU：[从站地址][功能码][数据域...][CRC_L][CRC_H]，CRC 低字节在前，由 GetCrcCode_Modbus()（common/crc.c:144）计算。

寄存器映射由 Parallel_get_para_from_reg_addr（读，parallel_sci.c:870-1111）与 Parallel_Set_Para_to_Reg_Addr（写，parallel_sci.c:729-862）两张大 switch 承载，是主机侧 Modbus 字节偏移与结构体字段之间唯一的对应表。

32 位字段按"高 16 位寄存器 + 低 16 位寄存器"拆分，例如 u32_bat_capacity 对应 REG_BAT_CAPACITY_H_E(0x04) 取 >>16、REG_BAT_CAPACITY_L_E(0x05) 取 &0xffff（parallel_sci.c:895-901）。因此主机侧解包时对应反拼：buff[11]<<24 | buff[12]<<16 | buff[13]<<8 | buff[14]（parallel_sci.c:482-483）。

4.3 主机侧时序（parallel_sci.c:610-662）

if (abs(OSTimeGet() - s_u32_send_tick_200ms) < 200) return;   // 限速：最小 200ms 一轮
s_u32_send_tick_200ms = OSTimeGet();

if (abs(s_u32_parallel_send_tick_4000ms - OSTimeGet()) >= 10000) {   // 每 10s 广播组网
    s_u32_parallel_send_tick_4000ms = OSTimeGet();
    host_send_networking_data_to_salve();                 // 发 [0x00][0x41][0x00][CRC]
    memset(recv_buff, 0, 256);
    host_parallel_recv_data(recv_buff, &l_u16_recv_num);  // 阻塞收应答
    if (recv_buff[1] == PARALLEL_NETWORKING_CODE)         // 0x41
        handle_join_request(&recv_buff[2], 0);            // 从 recv_buff[2] 起是 uid0,uid1,mac0..2
}

parallel_comm_host_read_query_data_from_salve();          // 读全部从机
parallel_comm_host_send_control_data_to_salve();          // 写全部从机

for (i = 1; i < 16; i++)                                  // 15s 心跳
    if (addr_en && abs(u32_rcv_tick - OSTimeGet()) >= 15000) { ... }

实际节拍：任务周期 100 ms（inverter.c:1305）+ 本函数 200 ms 门限 → 每 200 ms 完成一轮"读 15 台 + 写 15 台"。由于 parallel_comm_host_read_query_data_from_salve 内部对每台从机都做一次发送 + 一次 host_parallel_recv_data，在从机数量多、或某台从机不在线时，一轮的最坏耗时 = 15 × 100 ms（串口发送超时）= 1.5 s，会远超 200 ms；这是纯阻塞式实现，会拖慢整个 task_parallel_sci。

地址分配算法（handle_join_request，parallel_sci.c:83-124）与 CAN 版本完全同构，同样用 switch(0) fallthrough：

case 0: 遍历 i=1..15，memcmp(unique_id, &g_t_host_machine_networking_info[i], 5) == 0 → 复用地址 i
        （ps: 结构体前 5 字节 = u8_unique_device_id[2] + u8_mac[3]，pack(1) 保证连续）
case 1: send_id != 0 且地址未占用 → 用 send_id
case 2: 遍历找第一个 u8_parallel_addr_en == FALSE 的空闲地址

但本文件的 send_id 恒为 0（调用点 parallel_sci.c:639 硬编码 0），所以 case 1 实际不可达，地址分配退化为"查重复 ID → 找空闲地址"两级。分配失败（返回 0）静默 return。

分配帧下发后紧接 host_parallel_recv_data 收 0x43 应答（parallel_sci.c:141），只有 recv_buff[1] == PARALLEL_NET_COMPLETE_CODE（0x43）才落库组网信息（parallel_sci.c:143-166）。这是"两段式握手"：0x42 分配 → 0x43 确认。

心跳超时（parallel_sci.c:648-661）与 CAN 版不同：除了置 u8_parallel_lost_flag = TRUE、清遥测，还额外 清 u8_parallel_addr_en = FALSE 和 u8_parallel_addr = 0。清地址后该台从机在下一轮不再被读/写，也不会再被单播，必须靠 10 s 一次的广播组网重新登记。

4.4 从机侧普通 Modbus 接收状态机（parallel_modbus_comm_handle，parallel_sci.c:1223-1412）

这是个 1 字节 1 步的状态机，state_recv 初值 PARALLEL_ADDR_M，300 ms 无进展即超时返回。

PARALLEL_ADDR_M(0)          : byte == 本机地址 ? → 清 recv_buff、存 byte、state=FUNC_M : 保持
PARALLEL_FUNC_M(1)          : byte == 0x03 或 0x10 ? 存 byte、state=REGISTER_BITS_8_15 : 回 ADDR_M
PARALLEL_REGISTER_BITS_8_15 : 存 byte，register_temp = byte<<8，state=REGISTER_BITS_0_7
PARALLEL_REGISTER_BITS_0_7  : 存 byte，register_temp |= byte
                              recv_buff[0] == 本机地址 ? state=REGISTER_NUM_8_15 : state=EXCEPTION_E
PARALLEL_REGISTER_NUM_8_15  : register_num_temp = byte<<8，存 byte，state=REGISTER_NUM_0_7
PARALLEL_REGISTER_NUM_0_7   : register_num_temp += byte
                              recv_buff[1] == 0x03 ? state=CRC_Bits_0_7（读请求无数据域，直接进 CRC）
                              recv_buff[1] == 0x10 ? state=LEN_0_7（写请求先收字节计数）
                              else state=ADDR_M
PARALLEL_LEN_0_7            : byte == register_num_temp*2 ? data_len_temp=byte、存 byte、state=DATA_RECVD
                              else state=EXCEPTION_E
PARALLEL_DATA_RECVD         : 存 byte；data_len_temp + 7 <= idx ? state=CRC_Bits_0_7
PARALLEL_CRC_Bits_0_7       : crc_16 = byte（不存缓冲），state=CRC_Bits_8_15
PARALLEL_CRC_Bits_8_15      : crc_16 |= byte<<8；crc_tmp = GetCrcCode_Modbus(recv_buff, idx)
                              crc_16 == crc_tmp ?
                                  buff[1] == 0x03 → parallel_handle_modbus_response()          // 回 109 字节
                                  buff[1] == 0x10 → parallel_handle_modbus_write_response(&buff[7], buff[0])
                                                    并置 lost=FALSE、comm_success=TRUE、addr_en=TRUE、刷新 rcv_tick
                                  return
                              else state=EXCEPTION_E

关键点：

• idx 只在 CRC_Bits_0_7/CRC_Bits_8_15 两步不递增，因此 GetCrcCode_Modbus(recv_buff, idx) 的 idx 恰好等于"帧长 - 2"，CRC 计算范围正确。
• PARALLEL_REGISTER_NUM_0_7 之后读请求直接跳到 CRC，是因为 0x03 请求本身只有 8 字节，寄存器数后紧跟 CRC —— 状态枚举里 PARALLEL_CRC_Bits_0_7(10) 排在 PARALLEL_CRC_Bits_8_15(9) 之后，正是为了"先收低字节"。
• 写请求的地址守卫：Parallel_Set_Para_to_Reg_Addr 首先判断 device_addr == g_t_from_machine_networking_info.u8_parallel_addr（parallel_sci.c:731），即广播地址 0x00 的写帧会被整帧丢弃，主机必须单播写入。
• 收到合法 0x10 写帧本身即视为心跳（parallel_sci.c:1388-1391），因为从机的读应答是被动回 109 字节，而"主机还在写我"才是从机方向最强的存活信号。

4.5 从机组网接收状态机（parallel_modbus_net_comm_handle，parallel_sci.c:1421-1522）

PARALLEL_START_M        : byte == 0x00（广播地址）? 清缓冲、存 byte、state=BROADCAST_ADDR_M
PARALLEL_BROADCAST_ADDR_M: byte == 0x41（NETWORKING）  → 存 byte、state=NET_FUNC_M
                           byte == 0x42（NET_ASSIGN）  → 存 byte、state=UNIQUE_DEVICE_ID_0
PARALLEL_NET_FUNC_M     : 本机地址 == 0 ? 调 parallel_handle_networking_response()（回 9 字节）并 return
                                          : state=NET_EXCEPTION_E（已有地址，忽略）
PARALLEL_UNIQUE_DEVICE_ID_0: 存 byte（uid0），state=UNIQUE_DEVICE_ID_1
PARALLEL_UNIQUE_DEVICE_ID_1: 存 byte（uid1），state=ASSIGN_ADDR
PARALLEL_ASSIGN_ADDR    : recv_buff[2]==本机 uid0 && recv_buff[3]==本机 uid1 ?
                              存 byte（recv_buff[4] = 分配到的地址）
                              u8_parallel_addr = recv_buff[4]
                              parallel_handle_assign_response()（回 6 字节）
                              return
                          : state=NET_EXCEPTION_E

完整入网时序：主机 10 s 广播 0x41 → 未入网从机回 0x41 + uid + mac（9 字节）→ 主机 handle_join_request 分配地址后下发 0x42 + uid + addr + mac（10 字节）→ 从机比对 uid 匹配后采纳地址并回 0x43 + uid（6 字节）→ 主机收到 0x43 落库。此后从机走 parallel_modbus_comm_handle 分支。

同样 300 ms 超时保护，超时累计 > 5 时重初始化 UART4（parallel_sci.c:1442，注意此处硬编码 uart4_init，没有按通道判断，见风险点）。

4.6 从机主入口的随机错峰（parallel_sci.c:1531-1543）

if (g_t_from_machine_networking_info.u8_parallel_addr == 0) {
    u16 delay = 10 + (rand() % 90);
    OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, delay);
    parallel_modbus_net_comm_handle();
} else {
    u16 delay = 10 + (rand() % 90);
    OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, delay);
    parallel_modbus_comm_handle();
}

用途是避免多台从机在同一 tick 同时应答广播帧造成 485 总线碰撞。rand() 在工程内没有任何 srand() 调用，因此上电后序列固定（同一固件的多台设备会得到相同的伪随机序列），错峰效果只在"上电时刻不同"这一维度上成立。

4.7 心跳与失联

u32_rcv_tick 的刷新点：主机侧仅在读应答字段校验通过时（parallel_sci.c:475）与 handle_join_request 落库时（parallel_sci.c:154）；从机侧仅在收到合法 0x10 写帧时（parallel_sci.c:1391）。从机对 0x03 读请求不做 rcv_tick 刷新（parallel_sci.c:1381-1384 只调 parallel_handle_modbus_response()），这是合理设计——"主机还在下发控制"才算存活。

失联后 s_u8_sci_timeout_cnt 与串口重初始化形成第二层自愈：连续 5 次以上收发失败会 uart3_init(115200) / uart4_init(115200)（parallel_sci.c:536-546、1246-1257）。

4.8 与 uCOS-II 的配合

• 无信号量、无邮箱。全部同步依赖 OSTimeGet() tick 比较与 OSTimeDlyHMSM。
• 任务 task_parallel_sci（user/main.c:299 创建，TASK_PARALLEL_SCI_PRIO）循环体只有 parallel_sci_comm_handle() + OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100)（inverter.c:1300-1306），周期 100 ms。
• 通道切换只做一次：parallel_sci_comm_handle（parallel.c:1055-1091）用 static u8 s_u8_parallel_mode 记忆上次模式，变化时按模式 uart3_init / uart4_init（USART3 模式下把另一路初始化为 9600 后复用给外部 485）。
• 两个 while(1) 状态机内部靠 (OSTimeGet() - start_temp_tick) >= 300 兜底，不会永久阻塞任务。

5. 对外接口

5.1 本文件导出

其余 19 个函数均为 static。文件级 3 个缓冲/计数器变量也均为 static，不对外暴露。

5.2 本文件引用的外部符号

6. 依赖关系

6.1 依赖（include）

parallel_sci.h  → 寄存器枚举 REG_PARALLEL_QUERY_MODBUS_E、两个接收状态机枚举、Modbus/组网功能码宏
parallel.h      → 结构体、PARALLEL_MAX_NUM、extern 全局变量
usart3.h        → USART3 通道 I/O
usart4.h        → UART4 通道 I/O
crc.h           → GetCrcCode_Modbus
includes.h      → OSTime* / mem* / rand 等聚合头
inverter.h      → inverter_get_parallel_mode()

6.2 被依赖

7. 备注与风险点

1. Parallel_Set_Para_to_Reg_Addr 中 REG_SET_INV_ON_OFF 缺少 break（parallel_sci.c:851-856）：写寄存器 0x6D 时，u8_set_inv_on_off 赋值后会直落 REG_SET_BMS_SHUTDOWN 分支，把同一个 value 也写进 u8_set_bms_shutdown。即"逆变器开关机指令"会同时触发 BMS 关机指令，是实打实的逻辑缺陷。

1. Parallel_get_para_from_reg_addr 的地址参数判断语义错误（parallel_sci.c:874）：函数形参名为 device_addr（从站地址），却与 PARALLEL_QUERY_DATA_REGISTER_ADDRESS（寄存器地址 0x00）比较。两个调用点（parallel_sci.c:1133）都传字面量 0，所以条件恒真、功能恰好正确，但这是"巧合式正确"——任何按名字理解而传入真实从站地址的调用都会让整张映射表静默失效（返回全 0）。

1. parallel_handle_modbus_response 的应答是给"任意"读请求的固定内容：无论主机读 0x00 起的 52 个寄存器还是其它地址，从机都回 [0x03][104][52×2 字节]；register_temp/register_num_temp 在收到读请求时被解析但从未被使用（parallel_sci.c:1321、1302 的赋值在 parallel_sci.c:1381 之后无消费者）。主机侧也只按固定位置解包（parallel_sci.c:478-530）。即协议只支持一种读写布局，寄存器地址字段形同装饰。

1. 从机组网状态机完全不校验 CRC（parallel_modbus_net_comm_handle，parallel_sci.c:1421-1522）：帧尾的两个 CRC 字节被当作普通字节读入（PARALLEL_UNIQUE_DEVICE_ID_1 之后即进入 PARALLEL_ASSIGN_ADDR 处理 recv_buff[4]），从未调用 GetCrcCode_Modbus。总线上任何形如 00 42 xx xx addr 的干扰字节流都可能让从机错误采纳一个不存在的地址。

1. PARALLEL_NET_EXCEPTION_E / PARALLEL_EXCEPTION_E 在两个 switch 中都没有 case（parallel_sci.c:1454-1520、1268-1410）：一旦进入异常态，状态机不会自复位，只能靠 300 ms 超时退出。异常态期间所有字节被丢弃，等于丢了最多 300 ms 的数据，属于可接受的降级，但状态枚举里给了"异常态"却没有恢复路径，设计不完整。

1. 组网超时重初始化硬编码 UART4（parallel_sci.c:1442）：uart4_init(115200) 没有像其余 4 处那样按 inverter_get_parallel_mode() 分支。若通道配成 USART3，组网失败时会把另一路串口的波特率改成 115200，而 USART3 侧的问题不被修复。相比 parallel_sci.c:1249-1256 与 538-545 的正确写法，这里明显漏改。

1. handle_join_request 的 CRC8 校验被整段注释掉（parallel_sci.c:78-82）：从机上报的组网应答只靠 memcmp(unique_id, ..., 5) 做身份确认，无任何校验。对比 CAN 版本 parallel_can.c:92-96 有 CRC8/MAXIM 保护。

1. host_parallel_recv_data 中的 s_u32_loss_cnt 是死变量（parallel_sci.c:221）：声明为 static u32 并 ++，但全文件无任何读取点，也不上报。

1. u8_parallel_addr != 0 || u8_parallel_addr_en != FALSE 用的是 || 而非 &&（parallel_sci.c:354-355、465-466、354）：只要地址非 0 就进入读写流程，即使 u8_parallel_addr_en == FALSE。失联清地址后 addr 也置 0，所以当前恰好成立；但一旦有任何路径只清 addr_en 不清 addr（CAN 侧就是这种写法，parallel_can.c:493-497），同一条件在 SCI 侧会变成"对已标记失联的机器持续读写"，白白消耗 100 ms 的串口超时。

1. 一轮轮询是全阻塞串行（parallel_sci.c:463-600）：15 台从机 × (发送 ≤100 ms + 接收 ≤100 ms) 最坏可占用约 3 s，超出 task_parallel_sci 的 100 ms 周期与主函数 200 ms 限速，会显著拉长并机刷新周期。parallel_comm_host_send_control_data_to_salve 同样是 15 次阻塞写，且不读应答（0x10 的正常响应被下一轮 host_parallel_recv_data 当作垃圾丢弃或误判）。

1. 魔法数字 5 / 6 用于串口重初始化门限（parallel_sci.c:535、1246、1439）：注释缺失，含义是"连续 6 次超时"。文档化后应提为宏。

1. Parallel_Set_Para_to_Reg_Addr 无条件截断语义的多处隐式转换：u8_sequencecontrol_mode = (value)、u8_safety = (value)（parallel_sci.c:736、816）直接把 16 位寄存器值截到 8 位；u8_three_unbalance_mode = ((value & 0x01) == TRUE)（parallel_sci.c:740）只保留 bit0。主机侧按 16 位大端发送这些 8 位量时高字节恒为 0（参见 parallel_sci.c:357-418 大量 >>8 & 0xff 对 u8 字段的冗余写法），读写路径的位宽语义不一致。

1. abs() 作用于 u32 tick 差值（parallel_sci.c:617、631、651、1546）：运行超过约 24.8 天后差值转 int 溢出，与 parallel_can.c 同源的系统性问题。

1. rand() 无 srand()（parallel_sci.c:1535、1540）：仅出现在 rand() 的 global 位置（工程内 grep srand 无结果），上电后错峰序列确定，多台同固件设备的初始延时分布可能高度相关。