给功率半导体栅极驱动和双脉冲（Double Pulse Test）测试用的硬件发波控制器。
不是那种"输出任意波形"的通用信号发生器。这块板子只干一件事：在你设定的时刻，从 SMA 口吐出边沿干净、宽度精确到亚纳秒级的 5V 逻辑脉冲，并且在你把驱动板炸掉之前，用硬件把输出掐断。
主控 STM32G474CET6，靠 HRTIM1 高精度定时器出波形，128×128 OLED + 旋钮/摇杆本地调参，也能挂 USB-TTL 让电脑用 SCPI 远程遥控。
实际录制：菜单翻页、数值弹窗编辑、触界回弹的动效。
引脚、电气特性、网表依据一律以根目录
HARDWARE.md为准。本文只讲怎么用、为什么这么设计。
先说清楚，免得白花时间。
| 状态 | |
|---|---|
| ✅ 固件 | 完整可用，可直接编译烧录（见 §9）。这是这个仓库的主体。 |
| ✅ 算法与设计说明 | HRTIM 分频选档、多脉冲软件重触发补偿、三层防炸机逻辑、CubeMX 重新生成防线——都有文档和实测数据，可以拿去用在别的板子上 |
| ✅ 移植到别的 G4x4 板 | 可行，但需要改的东西不少，且有几处改错了不报错。清单见 PORTING.md |
| ✅ 上位机 | pc_host/ 的 OLED 镜像 + SCPI 自动化工具完整可用（见 §8） |
做不到。 原理图、PCB、BOM 均未公开，仓库里只有网表与 HARDWARE.md |
|
| 不行。 当前是工程样板，有若干已知硬件偏差，见 §12 |
如果你想要的是"照着做一个"，这个仓库目前给不了——需要等硬件源文件补齐（有实际需求且有精力改版时会做）。 如果你想要的是"HRTIM 怎么做到亚纳秒级脉冲、怎么防上下桥直通、怎么让 CubeMX 重新生成不把配置改回去"，这里的资料比大多数开源工程都详细，欢迎直接用。
- 7 种发波模式：N 脉冲、N 长脉冲、双脉冲、PWM、长 PWM、互补 PWM、超长互补 PWM。
- 时间精度：HRTIM1 八档自动分频，窄脉冲段跑到 5.44 GHz 等效时钟，单 tick 0.184 ns。
- 双脉冲测试：t1 脉宽 → 死区间隔 → t2 脉宽，三个参数直接数字填，不用你摆弄旋钮。
- 互补输出防直通：死区由 HRTIM 硬件发生器插入（0~12000 ns），不是软件延时糊出来的。
- 示波器触发辅助：Y7 每次触发同步吐一个 200 ns 脉冲，Y8 标记一帧猝发的起止。
- 硬件故障封锁：外部故障信号拉低 PA15，HRTIM 在 ns 级把输出扣到无效电平，同时软件切断 12V。
- 参数掉电保存：全部模式参数写进 Flash 末页，带 CRC 校验。
- SCPI + 屏幕镜像：USB-TTL 一线两用，既能 1:1 镜像 OLED，也能发文本命令 / 注入虚拟按键。
| 项目 | 实际情况 |
|---|---|
| 主控 | STM32G474CET6，LQFP48，512 KB Flash |
| RAM | 96 KB（SRAM1 80K + SRAM2 16K，链接脚本实测映射）；另有 32 KB CCM SRAM 当前没用 |
| 主频 | HSE 24 MHz → PLL 170 MHz，VOS Scale1 Boost，Flash 4 等待周期 + ART 预取 |
| 发波定时器 | HRTIM1，Master 170 MHz，最高 MUL32 = 5.44 GHz 等效时钟 |
| 波形输出 | Y1 |
| 显示 | 128×128 OLED（SSD1315 兼容），SPI1 + DMA |
| 输入 | EC12D 旋转编码器（TIM2 编码器模式）+ 五向摇杆，一律过 MAX6818 硬件消抖 |
| 供电 | USB-C PD（IP2721 诱骗 12V）或 2EDG 端子 → LTC4421 理想二极管 → NCV7805 出 5V → TLV76133 出 3.3V（样板上 U3 焊盘封装有误，临时以 TLV76150 替代焊装，同为 5V 档，输出电平不变；见 §12） |
| 12V 负载输出 | TPS22810 ×2 并联，PA12 控制，从 J8 输出（给驱动板供电） |
74LVCH8T245（U8）的 B 侧电源 VCCB 不是死接 5V，而是预留了两条支路：R64 → 5V、R65 → 3.3V。
- 只贴 R64 → 输出 5V（本板实测就是这个配置）
- 只贴 R65 → 输出 3.3V
- 禁止两颗同时焊
软件改不了这个选择，想换电平必须动烙铁。示波器实测输出高电平 5.03~5.09 V，低电平 -20~-50 mV（1 MΩ 输入、20 MHz 带宽限制下测的），过冲很小。
MCU 引脚经 U8 缓冲后，每一路都串了一个电阻（R49~R56，原理图标 20 Ω）再进 SMA。本仓库不提供 BOM，原理图与 PCB 源文件也未公开（见 §12），所以这里的阻值无法在仓库内核对——20 Ω 是原理图标注值，实装以实物为准。
这里要说明白：74LVCH8T245 是总线收发器，不是有明确输出阻抗的线驱动器，所以它不构成严格的 50 Ω 源端匹配。实测边沿过冲很小（高电平最高 5.09 V，基本没有振铃），是串联电阻 + SMA 短线共同的结果。如果你的负载环境更恶劣，这个电阻值有调整空间。
TODO（缺图）：整板实物照片（正面 / 背面各一张），以及 SMA 输出到驱动板的接线示意照片。目前
screenshots/里只有屏幕截图和示波器截图，没有板子本身的照片。
Timer C 已经从发波里剥离，改成专用辅助信号（Pulse.h 定义的 SYNC_OUT_Pin / FRAME_OUT_Pin）。
| 逻辑通道 | HRTIM 通道 | MCU 引脚 | SMA | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| CH1 | HRTIM1_CHB2 | PA11 | Y1 | |
| CH2 | HRTIM1_CHB1 | PA10 | Y2 | |
| CH3 | HRTIM1_CHA2 | PA9 | Y3 | |
| CH4 | HRTIM1_CHA1 | PA8 | Y4 | |
| CH5 | HRTIM1_CHD2 | PB15 | Y5 | |
| CH6 | HRTIM1_CHD1 | PB14 | Y6 | |
| SYNC OUT | HRTIM1_CHC2 | PB13 | Y7 | 每次触发输出 200 ns 同步脉冲 |
| 帧标记 | 软件 GPIO | PB12 | Y8 | 猝发开始拉高、结束拉低 |
互补模式的通道对是固定的——因为硬件上必须是同一个 Timer 的 Tx1/Tx2：
| 通道对 | 定时器 | 主路 | 互补路 |
|---|---|---|---|
CH1&CH2 (Timer B) |
Timer B | CH1 (TB2) | CH2 (TB1) |
CH3&CH4 (Timer A) |
Timer A | CH4 (TA1) | CH3 (TA2) |
CH5&CH6 (Timer D) |
Timer D | CH6 (TD1) | CH5 (TD2) |
窄脉冲和高精度不是靠一个分频比硬撑出来的。代码按目标时间自动选档（Pulse.c 的 Pulse_CalcPrescalerAndCounts）：
| 目标时间 | 分频比 | 等效时钟 | 单 tick |
|---|---|---|---|
| ≤ 11.8 µs | MUL32 |
5.44 GHz | 0.184 ns |
| ≤ 23.8 µs | MUL16 |
2.72 GHz | 0.368 ns |
| ≤ 47.9 µs | MUL8 |
1.36 GHz | 0.735 ns |
| ≤ 96.0 µs | MUL4 |
680 MHz | 1.47 ns |
| ≤ 192.4 µs | MUL2 |
340 MHz | 2.94 ns |
| ≤ 385.1 µs | DIV1 |
170 MHz | 5.88 ns |
| ≤ 770.4 µs | DIV2 |
85 MHz | 11.76 ns |
| 其它 | DIV4 |
42.5 MHz | 23.53 ns |
计数值钳在 96 ~ 65503 之间——下限 96 是为了避开比较值过小导致的边沿劣化，上限是硬件计数器的物理天花板。
死区发生器另有自己的一套分频（和上面的波形分频互相独立），9 bit 计数，最大 12000 ns。
数值类选项的存储都是整数放大（比如 2 位小数存 /100），所以下面给出实际可调范围。
| 行 | 范围 | 默认 | 备注 |
|---|---|---|---|
> Channel |
CH1~CH6 | CH1 | 切换会重置本页参数为默认值 |
> Polarity |
+Pulse / -Pulse |
+Pulse | |
= Width(uS) |
0.01 ~ 1500.00 µs | 1.00 | 按位微调，无固定步进 |
~ Pulse Count |
1 ~ 100 | 1 | 滑动调值，步进 1 |
= Interval(uS) |
1.00 ~ 1500.00 µs | 1.00 | 两脉冲之间的低电平间隔，见 §4.4 |
% Burst PRF(Hz) |
0 ~ 100000 | 0 | 0 = 单次触发；>0 = 按此频率自动周期猝发 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
| 行 | 范围 | 默认 | 备注 |
|---|---|---|---|
> Channel / > Polarity |
同上 | CH1 / +Pulse | |
% Width(S) |
0.001 ~ 1000.000 s | 1.000 | |
~ Pulse Count |
1 ~ 100 | 1 | |
% Interval(S) |
0.001 ~ 100.000 s | 1.000 | 范围比 Width 窄，注意 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
实现上走 TIM5 软件翻转 GPIO，不是 HRTIM。
| 行 | 范围 | 默认 |
|---|---|---|
> Channel / > Polarity |
同上 | CH1 / +Pulse |
~ 1nd PW(uS) |
1 ~ 200 µs（整数） | 5 |
~ Interval(uS) |
1 ~ 200 µs（整数） | 5 |
~ 2nd PW(uS) |
1 ~ 200 µs（整数） | 5 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
注意这三项是整数微秒，没有小数——SCPI 用 atoi 解析，小数会被截断。
| 行 | 范围 | 默认 |
|---|---|---|
> Channel / > Polarity |
同上 | CH1 / +Pulse |
% Period(uS) |
1 ~ 1500 µs（整数） | 1 |
~ Duty Cycle(%) |
1 ~ 100 % | 50 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
连续发波——使能输出就开始跑，不需要触发。
| 行 | 范围 | 默认 |
|---|---|---|
> Channel / > Polarity |
同上 | CH1 / +Pulse |
% Period(S) |
0.001 ~ 1000.000 s | 1.000 |
= Duty Cycle(%) |
0.01 ~ 100.00 % | 50.00 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
同样走 TIM5，使能即连续发波。
| 行 | 范围 | 默认 |
|---|---|---|
> Channel Pair |
CH1&CH2(Timer B) / CH3&CH4(Timer A) / CH5&CH6(Timer D) | CH1&CH2 |
% Period(uS) |
1.00 ~ 1500.00 µs | 10.00 |
~ Duty(%) |
0 ~ 100 % | 50 |
% DT Rise(ns) |
0 ~ 12000 ns | 100 |
% DT Fall(ns) |
0 ~ 12000 ns | 100 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
本模式没有 Polarity 行——互补输出谈极性没意义。死区上升沿/下降沿可以分别设，这点对驱动不同栅极电阻的上下管很实用。
| 行 | 范围 | 默认 |
|---|---|---|
> Channel Pair |
同上 | CH1&CH2 |
% Period(S) |
0.001 ~ 1000.000 s | 1.000 |
= Duty(%) |
0.01 ~ 100.00 % | 50.00 |
~ DT(ms) |
1 ~ 5000 ms | 10 |
@ Enable Output |
开 / 关 | 关 |
这个是 TIM5 + 软件死区实现的，死区单位是毫秒，和上面 Comp PWM 的纳秒差三个数量级。做慢速大功率测试用。
以下都是 SIGLENT 示波器实拍，探头 1×、1 MΩ、20 MHz 带宽限制，C1 黄色为输出。
N 脉冲，1 µs 脉宽（时基 200 ns/div）——实测正脉宽 1.00022 µs：
N 脉冲，1 µs 脉宽 / 4 µs 间隔（时基 2 µs/div）——实测正脉宽 1.00028 µs，频率 197.6677 kHz，即周期 5.06 µs ≈ 1 µs + 4 µs：
多脉冲 + 10 kHz 猝发模式（时基 50 µs/div）——群内脉冲仍是 197.2132 kHz，群重复 10 kHz：
N 长脉冲，1 s 脉宽 / 1 s 间隔（时基 1 s/div）——实测正脉宽 999.990 ms，频率 500.005 mHz：
长脉冲 1 s 单发——实测正脉宽 1.000000 s：
双脉冲，10 µs 第一脉宽 / 5 µs 间隔 / 5 µs 第二脉宽（时基 5 µs/div）——实测正脉宽 10.00063 µs，周期 15 µs 对应 66.665 kHz：
PWM，1 µs 周期 / 50 %（时基 1 µs/div）——实测频率 1.000008 MHz，正脉宽 500.28 ns，占空比 50.032 %：
长 PWM，1 s 周期 / 50 %（时基 1 s/div）——实测正脉宽 500.000 ms，频率 999.99998 mHz：
互补 PWM，10 µs 周期 / 50 % / 100 ns 死区（时基 2 µs/div）——C1 黄色主路实测正脉宽 4.9005 µs，比理想 5 µs 少掉的正好是 100 ns 死区。粉色 C2 是互补路：
超长互补，1 s 周期 / 50 % / 10 ms 死区（时基 1 s/div）——主路实测正脉宽 489.990 ms，即 500 ms − 10 ms：
长时基那几张示波器会弹
Slow Acquisition警告，属正常——采样率跟不上慢扫描，不是板子的问题。
这个坑踩过，值得单独说。**Interval 是两脉冲之间的低电平间隔，不是循环周期。**循环周期 = Width + Interval。
实测印证：设 1 µs 脉宽 + 4 µs 间隔，示波器读周期 5.06 µs，对上。
实现上有个细节：N 脉冲是靠 HRTIM「可重触发单次模式」+ CMP4 中断软件重发来连发的，中断响应 + 重触发本身有固定开销，会让实际间隔比设定值多出来。代码里做了补偿：
/* 软件重触发方案的固定开销补偿。
* N 脉冲靠 CMP4 中断里软件重触发 (TxRST) 连发, 每个间隙会多出"中断响应 +
* 重触发"的时间。从用户设定间隔中扣掉该开销, 才能得到期望的实际间隔:
*
* 硬件周期 = pw + (设定间隔 − NPULSE_INTERVAL_COMP_US)
* 实际间隔 = 硬件周期 + 真实开销
* => 真实开销 = 实测 − 设定 + NPULSE_INTERVAL_COMP_US
*/
#define NPULSE_INTERVAL_COMP_US 0.97f
#define NPULSE_INTERVAL_MIN_US 0.05f /* 补偿后最小硬件间隔 */这个常量调过两次：最初按 2.0f 估的，实测偏大，改成 0.9f；后来五点重新标定发现 0.9 仍系统性偏小约 70 ns，最终定为 0.97f。
标定方法是：多脉冲模式（脉冲数 ≥ 5，关闭 PRF 猝发），用示波器量同一路输出上相邻脉冲的上升沿间隔，取第 2 个及以后的间隙——首个脉冲由硬件触发，开销与后续的软件重触发不同。跨通道测量不可取，探头偏斜在 4 µs 上量 70 ns 时足以盖过信号。
五点实测（1 / 2 / 4 / 8 / 16 µs）反推的开销下界全部落在 0.96，且跨多个分频档无漂移，说明这个开销是与分频档无关的恒定时间量，用常数偏移补偿是正确模型。改到 0.97 后复测，2 / 4 / 8 / 16 µs 各点中心残差均 ≤10 ns，远小于 20~40 ns 的抖动展宽，已无可检测的系统性偏差。
⚠ 这个常量与编译优化等级耦合。 它补偿的是「中断响应 + 重触发」的延迟，而中断响应延迟直接受
-O3与arm-none-eabi-gcc版本影响。改动优化等级、或升级工具链版本后，必须用上面的方法重新标定，否则多脉冲间隔会系统性偏移。Pulse.c里那段注释有完整的@warning。顺带一提，本工程 Debug 与 Release 的优化等级都是
-O3（只差调试信息），所以目前不存在这个问题——但改构建配置的人要知道这里有颗地雷（见 §12）。
一个边界要留意：设定间隔小于约 1.02 µs 时，实际间隔不再跟随设定值，会停在 1.02 µs 附近——
NPULSE_INTERVAL_MIN_US的钳位在那里兜底。
主菜单 9 项，选完直接进发波页（Setting 除外）：
+ Multi Pulse
+ Multi Pulse Long
+ Double Pulse
+ PWM
+ PWM Long
+ Comp PWM
+ Comp PWM Long
+ Setting
! About
行首那个符号是 WouoUI 的控件类型标记：> 枚举选择、=/% 数值（按位微调）、~ 数值（滑动调值）、@ 开关/动作、! 动作。
! About 不跳页面，直接弹一个消息窗，写着 Farshore / chenfangshuo / Powered by WouoUI Page。
| 输入 | 列表页 | 数值弹窗 |
|---|---|---|
| 摇杆 上/下 | 上一项 / 下一项 | 增大 / 减小 |
| 摇杆 左/右 | 上一项 / 下一项 | 减小 / 增大（与 SpinWin 位选配合） |
| 旋钮旋转 | 上一项 / 下一项 | 未选中数字位：移动光标；已选中：调值 |
| 摇杆中键 / 旋钮中键 短按 | 确定 / 进入 | 切换「选中位」或写回退出 |
| 摇杆中键 / 旋钮中键 长按 500 ms | 返回上一级 | 返回 |
几个实际用起来才知道的点：
- 长按判据是 500 ms（
KEY_TIME_LONG 50× 10 ms）。不是"按一下就行"，想返回得按住。 - 摇杆四方向支持连续重复，长按不放每 300 ms 触发一次，翻长列表不用狂点。
- 数值弹窗分两种：
SpinWin是按位微调，选中小数点后某一位然后只加减那一位，适合快速从 1.00 跳到 100.00；ValWin是滑动调值，老老实实加 step。脉宽/周期/间隔用前者，脉冲个数/占空比/死区(ms) 用后者。 - 编码器和摇杆滚轮调值方向做过专门处理，各自独立定方向，互相不干扰。
| 项 | 行为 |
|---|---|
@ 12V Output |
12V_OUT 手动开关，默认开 |
! Save Preset |
存 Flash → Preset Saved OK / Preset Save Failed |
! Load Preset |
读 Flash → Preset Loaded OK / No Valid Preset |
注意 Save Preset 存的是当前所有模式的全部参数，不是只存当前页。
这是个容易踩的坑：在 Channel / Channel Pair 里换一个选择，本页的波形参数会被重置成默认值。
比如你在 Multi Pulse 里设好 100 µs / 20 个脉冲，然后想从 CH1 换到 CH3，一确认，脉宽又变回 1.00 µs、个数变回 1。代码里 ChSelPage_CallBack 就是这么写的——换通道等于换一套配置。
要保留参数就先用 Save Preset。
这部分是这个项目里最该看的部分。发波板炸驱动板通常就两个原因：上下桥直通、或者上电/切换瞬间打出寄生脉冲。下面逐条对应。
第一层：HRTIM 硬件故障封锁。
外部故障信号接在 PA15 = HRTIM1_FLT2（AF13，内部上拉，低有效，Filter=2 轻度滤波防毛刺）。一旦拉低，HRTIM 在硬件层面、纳秒级把 Timer A/B/D 的输出扣到无效电平，完全绕过软件——就算你的中断被别的东西堵死，输出也照样断。
对应地，OutputCfg.FaultLevel 全部设成 HRTIM_OUTPUTFAULTLEVEL_INACTIVE，IdleLevel 也一样，保证"无效"就是"低"。
触发后 FLT2 中断回调再执行软件收尾：Pulse_EmergencyStop() + 置 g_fault_flag。主循环看到标志弹一个 Fault! 窗口，并把 Enable Output 勾选框取消掉（ISR 里不做 UI 操作）。
注意一个设计选择：Timer C（Y7 SYNC OUT）不参与故障封锁（
FaultEnable = NONE）。故障发生时示波器的同步信号还在，方便你抓故障瞬间的波形。另外 TIM5 那几种长脉冲模式（Long 系列）不在硬件保护范围内，它们靠软件关断。这是长脉冲用软件翻转 GPIO 的代价。
第二层：软件急停 Pulse_EmergencyStop()。
执行顺序是刻意排的，第一步就是断 12V：
LOADSW_DISABLE()—— 拉低 PA12，切 12V。注释写着"零依赖，必须第一句执行"。- 关 HRTIM 全部 8 路输出（
ODISR = 0xFFFFFFFF）并停 Master 与 A/B/C/D 计数器。 - 停 TIM5 并把长脉冲引脚拉低（带 NULL 指针与时钟使能检查，防解引用空指针导致 HardFault 递归锁死——这个加固是踩过坑加的）。
- 如果是超长互补模式，主路和互补路两路同时拉低，严禁任何电平重叠。
- 停 TIM3 的 PRF 猝发，拉低 Y8 帧标记。
- 复位内部状态机。
Error_Handler()、NMI_Handler()、HardFault_Handler()、以及 FLT2 回调，全部调用它。
第三层：12V 门控。 主循环里每轮都在算：
if (LTC_IS_ANY_PWR_VALID() && g_12v_enable) LOADSW_ENABLE();
else LOADSW_DISABLE();两个条件必须同时成立：任一路电源有效（PC14/PC15 检测 LTC4421 的 CH1#/CH2#）且用户没关。掉电或故障，微秒级切断。12V Output 那个开关不能绕过电源有效性检查。
TPS22810 关断后 QOD 通路会把 12V_OUT 泄放到地，不是悬空。
| 机制 | 做法 |
|---|---|
| 上电默认关断 | PA12 初始化即 RESET，且外设初始化完后主循环前再显式 LOADSW_DISABLE() 一次 |
| 输出默认无效 | 所有 HRTIM 输出 IdleLevel = INACTIVE；上电 Enable Output 勾选框默认是关的 |
| 切通道防寄生 | Pulse_Select_Output() 第一句就是「若原本使能，先关断」——切通道绝不带着输出切 |
| 互补模式初始态 | 初始化和急停时，主路与互补路同时拉低，不给直通留窗口 |
| 上电防串口噪声 | UartComm_Init() 先 HAL_Delay(50) 等电源稳定，再使能 RXNE/ORE |
| 电平切换原子性 | 长脉冲模式用 BSRR 原子写，不用读-改-写 |
在任一发波页按返回键，如果 Enable Output 还是开的，不让走——光标会跳到那一行并弹 Please Disable Output Before Quit。
看起来有点烦，但这是故意的：防止你调完参数一按返回，输出还开着然后在别的页面上乱发波。
发波路径优先级最高，显示和串口最低，保证屏幕刷新绝不阻塞发波：
| 中断 | 优先级 |
|---|---|
| EXTI1（硬件触发键 PB1） | 0,0（最高） |
| HRTIM FLT（故障） | 0,0 |
| TIM5（长脉冲） | 1,0 |
| TIM7 / TIM16（按键扫描 / 状态刷新） | 2,0 / 2,1 |
| USART3（SCPI 接收） | 2,0 |
| SPI1 / DMA1_CH1 / TIM6（刷屏） | 3,x（最低） |
USART3 被专门提到优先级 2、高于刷屏，是为了修 2 Mbps 下 RXNE 被刷屏中断抢占导致 ORE 丢字节的老问题。相关诊断计数可以从 SCPI 的
STAT里读OR（超载次数，正常应保持 0）和ST（接收风暴触发次数）。
TODO（缺图）：Fault 触发瞬间的实测波形（同时抓输出 + 12V_OUT），以及板子接线到被测驱动板的实际照片。这两张比较能说明问题，建议补拍。
- 物理层：USART3，
PB10 = TX/PB11 = RX，默认 2 Mbps 8N1。 - TX 走
DMA1_Channel2，RX 走 RXNE 逐字节中断。 - 帧格式：
AA 55 A5+TYPE+LEN(小端) +Payload+CRC16(小端)，CRC16-CCITT（多项式 0x1021，初值 0xFFFF）。
换 CH340 的话记得改波特率。 2 Mbps 是给 CH9111L 这类高速模块用的；CH340 在这个速率下会丢字节。波特率由
.ioc的USART3.BaudRate定义（当前2000000），在 CubeMX 里改成460800后重新生成即可，不要手改usart.c（会被下次生成覆盖），上位机也同步改。
| 帧类型 | 值 | 方向 | 用途 |
|---|---|---|---|
| BTN | 0x01 | PC→MCU | 虚拟按键 |
| CMD | 0x02 | PC→MCU | SCPI 命令（ASCII + \n） |
| PING | 0x03 | 双向 | 心跳（上位机每 500 ms 发） |
| FRAME | 0x10 | MCU→PC | 屏幕镜像原始 2048 B |
| FRAME_RLE | 0x13 | MCU→PC | 屏幕镜像 RLE 压缩 |
| RSP | 0x11 | MCU→PC | SCPI 响应 |
| ACK | 0x12 | MCU→PC | 连接确认 |
语法规则要注意：大小写不敏感，只用 : 分隔，最多三段。没有空格分隔参数，也不支持标准 SCPI 的 ? 查询语义——只有 *IDN? 带问号，STAT 是裸命令（写 STAT? 会返回 ERR CMD）。
| 命令 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
*IDN? |
返回 PulseGen,G474PulseGen,0001,1.0（PyVISA 兼容） |
|
STAT |
查询状态，裸写不带 ? |
|
HELP |
命令清单 | |
OUTP:ON|OFF |
OUTP:ON |
输出使能 |
MODE:<m> |
MODE:COMPPWM |
NPULSE / DPULSE / PWM / NPULSELONG / PWMLONG / COMPPWM / COMPPWMLONG |
CHAN:<n> |
CHAN:3 |
通道 1~6（互补模式走通道对） |
POL:<0|1> |
POL:0 |
0=高有效，1=低有效 |
12V:ON|OFF |
12V:OFF |
12V_OUT 手动开关 |
PRESET:SAVE|LOAD |
存/读 Flash | |
TRIG |
单次触发 | |
KEY:<n> |
KEY:5 |
虚拟按键：1=上 2=下 3=左 4=右 5=确定 6=返回 8=滚轮上 9=滚轮下 |
PULS:WIDTH:<us> |
PULS:WIDTH:10 |
0.01 ~ 1500 µs（支持小数） |
PULS:COUNT:<n> |
1 ~ 100 | |
PULS:INTV:<us> |
1 ~ 1500 µs | |
DPULS:PW1/INTV/PW2:<us> |
DPULS:PW1:5 |
整数 1 ~ 200 µs（小数会被 atoi 截断） |
PWM:PER:<us> / PWM:DUTY:<%> |
周期整数 1 ~ 1500 µs / 占空比 0 ~ 100 % | |
LPWM:PER:<s> / LPWM:DUTY:<%> |
周期 0.001 ~ 1000 秒（单位是秒！）/ 0.01 ~ 100 % | |
COMP:PER/DUTY/DTR/DTF |
COMP:DTR:100 |
周期 1 |
BURST:<Hz> |
BURST:1000 |
0 = 单次，1 ~ 100000 Hz |
STAT 返回字段：MODE / OUT / 12V / CH / FR(镜像帧数) / ST(接收风暴次数) / OR(ORE 超载次数) / RX(累计接收字节) / LNK(连接状态)。
错误码：ERR EMPTY / ERR ARG / ERR VAL / ERR SUB / ERR MODE / ERR CH / ERR POL / ERR CMD。
SCPI 切模式走的是和菜单点击完全同一条路径（
UserUi_SwitchMode），页面会跟着跳转。早先只改PULSE_MODE不跳页面，导致屏幕停在旧页面、和硬件实际模式脱节——这个 bug 已经修了。
pc_host/ 目录下两个东西：
- 1:1 屏幕镜像，像素级同步，诊断行显示实时推流帧率 + 累计帧数 + CRC 失败计数。
- 虚拟方向键：鼠标滚轮按页面类型智能分发（菜单里上下移、数值里增减），中键确定、长按返回。
- SCPI 命令行：支持命令历史（↑/↓）、TAB 补全、HELP 面板。
- 内置 TCP SCPI 服务端，监听
127.0.0.1:5025，给 PyVISA 之类直接自动化控制，不用开 GUI 交互。 - 一键快照存 PNG 到
screenshots/。
pip install pygame pyserial
python oled_mirror.py --port COM5 --baud 2000000 --scale 4
# 不带 --port 就在界面里选串口；--demo 无串口跑测试图只依赖标准库，通过上面那个 TCP 5025 端口驱动板子跑常见的测试流程：
python demo_scripts.py scpi # 离线查完整命令参考
python demo_scripts.py idn # 读设备标识
python demo_scripts.py single --end 25 --dwell 0.3 # 单脉冲脉宽递增（电感饱和摸底）
python demo_scripts.py double --pw1-start 2 --pw1-end 14 # 双脉冲第一脉宽递增（电流阶梯）
python demo_scripts.py pwm-sweep --fstart 20000 --fend 200000 # PWM 扫频
python demo_scripts.py comp --period 50 --dtr 100 # 互补死区演示
python demo_scripts.py --dry-run single --end 5 # 只打印命令不发送前置条件：先起 oled_mirror.py（非 --demo），确认串口连上、5025 在监听。
需要三样东西，缺一不可：
| 工具 | 要求 | 本项目实测版本 |
|---|---|---|
arm-none-eabi-gcc |
必须支持 C11；建议用 ST 官方打包版 | GNU Tools for STM32 14.3.rel1（GCC 14.3.1） |
| CMake | ≥ 3.22（CMakeLists.txt 里的 cmake_minimum_required） |
4.3.1 |
| Ninja | 任意近期版本 | 1.13.2 |
推荐做法：装 STM32CubeCLT，它把上面三样一次装齐，且是 ST 官方渠道、无需自己配 PATH。
- 下载：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeclt.html（需注册 ST 账号）
- 装完后确认
arm-none-eabi-gcc在 PATH 里：如果找不到，把arm-none-eabi-gcc --version
<安装目录>/GNU-tools-for-STM32/bin加进 PATH。本项目实测路径形如C:/ST/STM32CubeCLT_1.22.0/GNU-tools-for-STM32/bin。
或者自己装：arm-none-eabi 从 Arm GNU Toolchain 取（选 arm-none-eabi 那个，别选 aarch64-none-elf），Ninja 从 ninja-build.org 或各平台包管理器取。
⚠ 关于版本：本工程是
-O3 -flto，LTO 对 GCC 小版本较敏感。换工具链版本后如果出现只在链接期暴露的问题，先怀疑版本差异，用上面那个实测版本复现一次再排查。同理，
cmake/gcc-arm-none-eabi.cmake里刻意没有加-Werror——否则任何一次工具链小版本升级引入的新告警都会直接卡死构建。
不需要装的东西：CubeMX。Drivers/ 里的 HAL 与 CMSIS 已随仓库入库，不装 CubeMX 也能完整编译。只有要改外设配置（时钟、引脚、外设开关）时才需要它，见 §9.5。
cmake --preset Debug # 生成 build/Debug
cmake --build build/Debug # 产物: build/Debug/G474PulseGen.elf
cmake --build build/Debug --target cleanRelease 构建把 --preset 换成 Release 即可。两者只差调试信息（-g3 / -g0），优化等级都是 -O3——所以 Debug 构建并不适合单步调试，见 §12。
编译配置在 cmake/gcc-arm-none-eabi.cmake：
- 目标：
-mcpu=cortex-m4 -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard - 优化：
-O3 -flto -funroll-loops -ffp-contract=fast - 告警：
-Wall -Wextra（不加-Werror，理由见上） - 另外在
stm32g4xx_hal_msp.c里显式开了 FLASH ART 预取（170 MHz + 4 等待周期下藏取指延迟）
每次构建前会先跑一遍 cmake/check_regen_invariants.cmake（16 项 CubeMX 重新生成不变量检查），FATAL 项不通过会直接中断构建——这是刻意的，详见 §11。
新增
.c文件必须手动加进根CMakeLists.txt的add_executable()列表，否则不参与编译。构建成功后出现
lto-wrapper.exe: warning: using serial compilation of 3 LTRANS jobs是正常提示，不是错误——它只是说 LTO 的后端编译是串行跑的，不影响产物。
SWD 接口 J1（PA13 = SWDIO / PA14 = SWCLK）。三种方式任选：
# OpenOCD（ST-Link）
openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32g4x.cfg \
-c "program build/Debug/G474PulseGen.elf verify reset exit"
# st-flash（需先转成 bin）
arm-none-eabi-objcopy -O binary build/Debug/G474PulseGen.elf build/Debug/G474PulseGen.bin
st-flash write build/Debug/G474PulseGen.bin 0x8000000或者直接用 STM32CubeProgrammer / ST-Link Utility 的图形界面加载 .elf。
BOOT0 跳线 J2：短接 2-3 → 主 Flash 启动（正常用这个）；短接 1-2 → 系统存储器启动。
- 先别接被测驱动板。 只给板子供电，看 OLED 是否正常点亮、菜单能不能翻。
- 进
Setting，确认12V Output状态符合预期（默认是开的）。 - 示波器探头接 Y7（SYNC OUT） 和你想用的通道（比如 CH1 = Y1），地夹接好。
- 进对应模式页，先不要勾 Enable Output，把参数设好（比如 1 µs 脉宽）。
- 勾上
Enable Output，然后按触发键（或 SCPITRIG）——检查 Y7 是否有 200 ns 同步脉冲、Y1 波形是否符合预期。 - 确认无误后，再考虑接驱动板，并且先接 12V_OUT 之外的低压信号，最后接功率级。
顺带一提：示波器用 1× 探头 + 1 MΩ 输入就够了，别用 50 Ω 档——这不是 50 Ω 源端匹配的传输线环境。
只有要动时钟树、引脚分配、外设开关时才需要这一步。生成器版本：STM32CubeMX 6.16.0 + STM32Cube FW_G4 V1.6.1（记录在 G474PulseGen.ioc 的 MxCube.Version / ProjectManager.FirmwarePackage）。
流程与红线：
- 用 CubeMX 打开根目录的
G474PulseGen.ioc，改配置，重新生成。 - 自定义代码一律只写在
/* USER CODE BEGIN xxx */与/* USER CODE END xxx */之间。保护区之外是生成区，改了会在下次生成时静默丢失。 - 生成后立刻编译一次。构建前置的
check_regen_invariants.cmake会校验 16 项「游离于.ioc之外」的关键配置。
⚠ 为什么要有第 3 步：2026-09 的一次重新生成，把
TICK_INT_PRIORITY从 0 静默改回 15——编译通过、运行正常，只是悄悄恢复了中断优先级反转与 ISR 死锁的前提条件。这类问题比编译失败危险得多，所以做成了构建的硬依赖（FATAL 项不通过则编译中断）。若某项 FATAL 报错，说明该配置应写进
.ioc而非手改源码。手动单独运行检查：cmake -P cmake/check_regen_invariants.cmake
其它几条容易踩的：
usart.c/usart.h属 CubeMX 管辖（已写进.ioc），不要手改——包括波特率。要改波特率请改.ioc的USART3.BaudRate后重新生成，见 §7.1。- 改了外设配置后，
Drivers/下可能被重新拷入CMSIS/DSP与CMSIS/NN。这两个子库本工程不使用，已在.gitignore里排除，重新出现属预期，不要提交。
按提交历史挑几个有代表性的：
- 多脉冲间隔对不上：软件重触发方案的固定开销补偿常量调过两次——先按 2.0 µs 估的偏大，改成 0.9 µs；后来五点标定发现 0.9 还系统性偏小约 70 ns，最终定在 0.97 µs。
- 2 Mbps 下命令偶发超时：USART3 的 RXNE 被刷屏中断抢占，导致 ORE 丢字节。把 USART3 优先级提到刷屏之上，并加了 ORE/RXNE 风暴诊断计数（
STAT里的OR/ST）。 - 中断优先级反转 / ISR 死锁 / 并发状态竞争：早期版本存在，后来统一梳理了优先级分组与共享状态访问。
- 长周期 PWM（TIM5）波形反相：极性处理写反，改
HAL_GPIO_EXTI_Callback里的 CR2 触发赋值时一起修的。 - 切通道导致周期变成 1 ms：长 PWM 切通道时参数没跟着走。
- 急停里解引用空指针：
Pulse_EmergencyStop()加了时钟使能与句柄检查，否则 HardFault 里再调急停会递归锁死。 - RAM 大小写错：文档一度按数据手册的 128 KB 写，实际链接脚本只映射了 96 KB（SRAM1 80K + SRAM2 16K）。
- 切通道重置参数：见 §5.3，这个"坑"其实是设计如此，但容易误伤。
G474PulseGen/
├── Core/
│ ├── Inc/ # 头文件（Pulse.h / uart_comm.h / WouoUI 框架等）
│ └── Src/
│ ├── main.c # 主循环：12V 门控、按键派发、Fault UI 收尾、触发入口
│ ├── Pulse.c/.h # ★ 发波核心：7 模式 + 分频 + SYNC + 帧标记 + Burst + Fault + 急停
│ ├── uart_comm.c/.h # ★ 通信协议层：帧解析 + SCPI + 镜像推流 + 虚拟按键
│ ├── usart.c/.h # USART3 底层（受 CubeMX 管辖，波特率在 .ioc 里，勿手改）
│ ├── Preset.c/.h # Flash 参数存储（末页 + CRC）
│ ├── WouoUI_user.c # UI 数据模型：各模式 Option 数组 + 页面回调
│ ├── WouoUI*.c # WouoUI 框架（菜单/动画/字体/绘图/窗口）
│ ├── OLED*.c # SSD1315 驱动 + 字库
│ ├── Key.c/.h # 按键状态机（单击/双击/长按/重复）
│ └── stm32g4xx_it.c # 中断服务
├── Drivers/ # STM32G4 HAL + CMSIS
├── cmake/stm32cubemx/ # CubeMX 生成的外设初始化
├── pc_host/ # 上位机（镜像工具 + 自动化脚本 + 打包）
├── screenshots/ # 屏幕截图与示波器实测图（被 README 引用）
├── cmake/
│ ├── gcc-arm-none-eabi.cmake # 工具链与编译选项
│ └── check_regen_invariants.cmake # ★ CubeMX 重新生成防线（16 项，构建前置）
├── scripts/
│ └── verify_refactor.sh # ★ 重构静态验证（改动前后比对固件产物）
├── HARDWARE.md # 硬件架构与引脚映射（单一事实源）
├── PORTING.md # 移植指南（含"改了不报错"的陷阱清单）
├── CONTRIBUTING.md # 贡献指南（含改动红线，动手前请读）
├── LICENSE # MIT（本项目自有代码）
├── LICENSE-MPL-2.0 # WouoUI 框架那 16 个文件的许可
├── LICENSE-BSD-3-Clause # ST HAL 与 startup 文件的许可
└── CMakeLists.txt
分层上，业务逻辑（Pulse / uart_comm / Preset）和 CubeMX 生成代码严格隔离，自定义代码全部写在 /* USER CODE BEGIN */ ... /* USER CODE END */ 保护块里。底层引脚一律用语义化宏（LOADSW_Pin、HRT_CHB2_Pin、KEY_TRG_Pin），业务层不出现裸引脚号。
⚠ 当前板卡是工程样板，不是可交付成品；原理图、PCB 与 BOM 均未公开。 完整清单见
HARDWARE.md§1.1。
硬件（样板阶段）
- 设计源文件与 BOM 均未入库：仓库里只有网表与
HARDWARE.md，无法据此复刻板卡。因此下文提到的电阻阻值都无法在仓库内核对——那些是原理图标注值，不是实测值。 - U3 主稳压是替代件：
NCV7805焊盘封装画错，样板临时以TLV76150（5.0V 档）焊装，输出电平与设计一致。 - 输出阻抗匹配未做好：靠顶层极近距离包地补救，实测过冲很小，但不属正规匹配。
- OLED 只靠排针支撑，屏体下方没有固定柱。
- 蓝牙接口 (J5) 临时改接 PC 串口，未装蓝牙模块；计划改为板载集成 USB-TTL + Type-C 口。
- 背板四个固定孔不在四角，与常规外壳的孔距不兼容。
- 板子尺寸偏大、BOM 成本偏高，后者主要来自
LTC4421与MAX6818。
固件
- TIM5 长脉冲系列没有硬件故障保护，只有软件急停。要硬保护得外部加互锁。
- PA15 原本在原理图上标的是 I2C1_SCL，固件改成了 HRTIM_FLT2 故障输入。J6 的 I2C 功能因此停用，PCB 实际接线需要核对（见
HARDWARE.md§2 与 §5.3 的 ⚠ 标注）。 - USART2（RS232）和 I2C1 当前固件都没有使能。
- Debug 构建也是
-O3，无法有效单步调试：Debug 与 Release 只差-g3/-g0，优化等级相同（见 §9.2）。变量会被优化掉、行号会漂移。这是既有的开发者体验问题，改动优化等级前请先读 §4.4 的NPULSE_INTERVAL_COMP_US说明——那个补偿常量是在-O3下标定的，与优化等级耦合。
-
OLED 菜单框架基于 WouoUI-PageVersion（作者 Sheep118，MPL-2.0），提供列表 / 弹窗 / 数值编辑等交互控件；上游原始框架为 RQNG/WouoUI。许可正文见
LICENSE-MPL-2.0。 -
OLED 驱动、字库与按键扫描部分改编自 B 站 「江协科技」（https://jiangxiekeji.com/）公开的 STM32 教学库，详见文末致谢。
-
底层依赖 STM32G4 HAL 驱动（STMicroelectronics，BSD-3-Clause）与 Arm CMSIS（Apache-2.0）。BSD-3-Clause 正文见
LICENSE-BSD-3-Clause。 -
上位机
pc_host/依赖三个 Python 第三方包，它们不属于本仓库内容，也不在 MIT 授权范围内：包 许可 用途 pyserialBSD-3-Clause 打开串口、枚举端口 pygameLGPL-2.1-or-later GUI 窗口与绘图（惰性导入， --demo与 TCP 模式不需要）pyinstallerGPL-2.0-or-later（附启动器例外） 仅 build.bat打包 exe 时用版本要求见
pc_host/requirements.txt。
本项目采用 MIT + MPL-2.0 混合许可：
- MIT —— 本项目作者自写的内容：
Pulse.c/uart_comm.c/Preset.c/WouoUI_user.c/WouoUI_user.h、pc_host/的自有代码（不含其 Python 依赖）、README.md/HARDWARE.md，以及 CubeMX 生成文件中位于USER CODE保护块内的部分。 - MPL-2.0 ——
Core/Src/与Core/Inc/下的 16 个 WouoUI 框架文件（WouoUI_user.c/WouoUI_user.h除外）。这部分源自 WouoUI-PageVersion（© Sheep118）。MPL-2.0 是文件级弱著佐权：按 §3.3 Larger Works，把它与自有代码组成更大作品、整体按 MIT 发布是允许的，只要那 16 个文件本身仍按 MPL 提供 —— 本项目正是这么做的，每个文件头都保留了 MPL 声明。 - 第三方组件（不在上述授权范围内，各自保留原声明）：STM32 HAL 与
startup_stm32g474xx.s（BSD-3-Clause，正文见LICENSE-BSD-3-Clause）、CMSIS（Apache-2.0）、STM32CubeMX 生成代码（STMicroelectronics）、pc_host/的 Python 依赖（pyserial / pygame / pyinstaller，见 §13）。
⚠
Key.c/Key.h/OLED*.c/OLED*.h这 8 个文件不能被简单理解为「MIT」。 它们改编自「江协科技」教学库，而上游未声明任何开源许可（详见文末致谢）。 上述 MIT 许可只覆盖本项目作者自写与修改的部分；源自上游的部分权利仍归原作者， 本仓库不主张、也无权代为授权。需要再分发或商用的，请自行向原作者取得授权 —— 署名不等于许可。
简单说：自己的代码随你怎么用；WouoUI 框架那 16 个文件改了要开源；江协那 8 个文件属于灰色地带，别当成 MIT 用。
特别感谢 B 站「江协科技」（https://jiangxiekeji.com/）。本项目的 OLED 驱动、字库与按键扫描部分改编自其公开的 STM32 教学库——这些中文教学资料质量很高，帮这个项目的 UI 部分省了大量时间。原作品公开发布供学习下载，但未声明明确的开源许可，此处保留署名以致敬原作者。
同样感谢 Sheep118 的 WouoUI-PageVersion，这个丝滑的 UI 框架是整个菜单系统的地基。