cart: роли прошивки TX и RX, выбор на этапе сборки

Прошивка получает две роли, выбираемые compile-time env; общий код
собирается в оба env, специфичный — через build_src_filter, без мёртвого
кода неактивной роли. Роль публикуется в USB product string
(CART-TX/CART-RX), по которой ПК находит нужный порт.

- app_tx.cpp: как раньше формирует SBUS на локальный провод и
  дополнительно шлёт те же ch[16] по USB кадром CONTROL; отвечает на
  HELLO кадром IDENT. Старый проводной функционал не изменён.
- app_rx.cpp: принимает CONTROL по USB и гонит SBUS на провод строго
  каждые 50 мс из последнего состояния. FAILSAFE: нет свежего CONTROL
  дольше 150 мс -> нейтраль с флагом failsafe (срабатывает и при обрыве
  USB/зависании ПК); сетевой флаг failsafe транслируется в бит SBUS.
- platformio.ini: env cart_tx/cart_rx, макросы роли и USB_PRODUCT_STRING.
- удалён монолитный main.cpp (логика разнесена по модулям).

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>

device_firmware/cart_firmware/platformio.ini

@@ -1,4 +1,11 @@
-[env:weact_g431cb]
+; Две роли одной прошивки тележки, выбираются на этапе сборки:
+;   pio run -e cart_tx   — пульт -> локальный SBUS + отправка по USB на ПК
+;   pio run -e cart_rx   — приём по USB с ПК -> SBUS на драйвер колёс
+; Роль публикуется в USB product string (CART-TX / CART-RX), по которой ПК-сервер
+; (tools/bridge.py) находит нужный порт. Общий код (sbus, usb_link) собирается в
+; оба env; специфичный — через build_src_filter, без мёртвого кода неактивной роли.
+
+[env]
 platform = ststm32
 board = genericSTM32G431CB
 framework = arduino
@@ -8,3 +15,18 @@ monitor_speed = 115200
 build_flags =
     -DUSBCON
     -DUSBD_USE_CDC
+build_src_filter = -<*> +<sbus.cpp> +<usb_link.cpp>
+
+[env:cart_tx]
+build_flags =
+    ${env.build_flags}
+    -DCART_ROLE_TX
+    -DUSB_PRODUCT_STRING="\"CART-TX\""
+build_src_filter = ${env.build_src_filter} +<stick.cpp> +<app_tx.cpp>
+
+[env:cart_rx]
+build_flags =
+    ${env.build_flags}
+    -DCART_ROLE_RX
+    -DUSB_PRODUCT_STRING="\"CART-RX\""
+build_src_filter = ${env.build_src_filter} +<app_rx.cpp>

device_firmware/cart_firmware/src/app_rx.cpp

@@ -0,0 +1,70 @@
+// Роль RX: принимает CONTROL по USB от ПК и гонит SBUS на провод драйвера так
+// же, как если бы сигнал шёл с пульта. SBUS отправляется строго каждые 50 мс
+// из последнего известного состояния — джиттер сети/USB не попадает на провод.
+// FAILSAFE: если валидный CONTROL не приходил дольше RX_USB_TIMEOUT_MS, провод
+// получает нейтраль (все каналы 1024) с флагом failsafe. Главный предохранитель
+// живёт на самом STM и срабатывает даже при зависшем ПК или оборванном USB.
+#ifdef CART_ROLE_RX
+#include <Arduino.h>
+#include "sbus.h"
+#include "usb_link.h"
+#include "device_id.h"
+
+static uint16_t s_ch[16];      // последнее принятое состояние каналов
+static uint8_t s_ctrlFlags = 0; // флаги последнего CONTROL (CTRL_FLAG_*)
+static bool s_haveData = false;
+static uint32_t s_lastGoodMs = 0;
+
+static void replyIdent() {
+    LinkIdent id;
+    id.role = ROLE_RX;
+    id.proto_ver = LINK_VERSION;
+    id.fw_ver = CART_FW_VERSION;
+    cartReadUid(id.uid);
+    usbSendIdent(&id);
+}
+
+void setup() {
+    usbLinkInit();
+    sbusUartInit();
+    sbusNeutral(s_ch);
+}
+
+void loop() {
+    // приём кадров из USB
+    LinkRxEvent ev;
+    do {
+        usbLinkPoll(&ev);
+        if (ev.type == LINK_HELLO) {
+            replyIdent();
+        } else if (ev.type == LINK_CONTROL) {
+            memcpy(s_ch, ev.control.ch, sizeof(s_ch));
+            s_ctrlFlags = ev.control.flags;
+            s_lastGoodMs = millis();
+            s_haveData = true;
+        }
+    } while (ev.type != 0);
+
+    // выдача SBUS на провод строго по таймеру
+    static uint32_t next = 0;
+    uint32_t now = millis();
+    if (now < next)
+        return;
+    next = now + FRAME_PERIOD_MS;
+
+    bool stale = !s_haveData || (now - s_lastGoodMs > RX_USB_TIMEOUT_MS);
+
+    uint8_t frame[25];
+    if (stale) {
+        // нет свежих данных по USB -> нейтраль + явный failsafe на провод
+        uint16_t neutral[16];
+        sbusNeutral(neutral);
+        sbusPack(frame, neutral, SBUS_FLAG_FAILSAFE | SBUS_FLAG_FRAME_LOST);
+    } else {
+        // транслируем сетевой failsafe (CTRL_FLAG_FAILSAFE от ПК) в бит SBUS
+        uint8_t flags = (s_ctrlFlags & CTRL_FLAG_FAILSAFE) ? SBUS_FLAG_FAILSAFE : 0;
+        sbusPack(frame, s_ch, flags);
+    }
+    sbusSendFrame(frame);
+}
+#endif // CART_ROLE_RX

device_firmware/cart_firmware/src/app_tx.cpp

@@ -0,0 +1,59 @@
+// Роль TX: к STM подключён пульт. Как и раньше, формирует SBUS на локальный
+// провод (старый функционал не изменён), и ДОПОЛНИТЕЛЬНО шлёт те же значения
+// каналов по USB на ПК кадром CONTROL. Отвечает на HELLO кадром IDENT.
+#ifdef CART_ROLE_TX
+#include <Arduino.h>
+#include "sbus.h"
+#include "stick.h"
+#include "usb_link.h"
+#include "device_id.h"
+
+static void replyIdent() {
+    LinkIdent id;
+    id.role = ROLE_TX;
+    id.proto_ver = LINK_VERSION;
+    id.fw_ver = CART_FW_VERSION;
+    cartReadUid(id.uid);
+    usbSendIdent(&id);
+}
+
+void setup() {
+    usbLinkInit();
+    stickInit();
+    sbusUartInit();
+}
+
+void loop() {
+    // обслуживаем входящие кадры (ждём только HELLO от ПК)
+    LinkRxEvent ev;
+    do {
+        usbLinkPoll(&ev);
+        if (ev.type == LINK_HELLO)
+            replyIdent();
+    } while (ev.type != 0);
+
+    static uint32_t next = 0;
+    static uint32_t seq = 0;
+    uint32_t now = millis();
+    if (now < next)
+        return;
+    next = now + FRAME_PERIOD_MS;
+
+    uint16_t ch[16];
+    float fwd, right;
+    stickComputeChannels(ch, &fwd, &right);
+
+    // 1) локальный провод к драйверу — как раньше
+    uint8_t frame[25];
+    sbusPack(frame, ch);
+    sbusSendFrame(frame);
+
+    // 2) те же каналы по USB на ПК
+    LinkControl c;
+    c.seq = seq++;
+    c.t_ms = now;
+    c.flags = 0;
+    memcpy(c.ch, ch, sizeof(c.ch));
+    usbSendControl(&c);
+}
+#endif // CART_ROLE_TX

device_firmware/cart_firmware/src/main.cpp

@@ -1,166 +0,0 @@
-// Пульт тележки: стик (АЦП PA0/PA1) -> SBUS на USART1 TX (PA9).
-// Протокол: инвертированный SBUS, 100000 бод 8E2, 25 байт каждые 50 мс
-// (см. docs/protocol.md). USB CDC (Serial) — отладочный вывод.
-#include <Arduino.h>
-
-// ---- калибровка стика (АЦП 12 бит, замерено 2026-08-20) ----
-static const int X_FWD = 650, X_MID = 2014, X_BACK = 3378;   // PA0 (плечи равны: 2014-650 = 3378-2014 = 1364)
-static const int Y_RIGHT = 479, Y_MID = 1981, Y_LEFT = 3586; // PA1
-static const int DEADZONE = 15; // отсечка дребезга вокруг нейтрали
-
-// ---- SBUS-значения старого пульта ----
-static const uint16_t SBUS_MID = 1024;
-static const uint16_t CH2_MIN = 433, CH2_MAX = 1643;  // назад..вперёд
-static const uint16_t CH4_MIN = 446, CH4_MAX = 1654;  // влево..вправо
-
-// ---- expo: 0 = линейно, 1 = максимально мягкая нейтраль ----
-static const float EXPO_K = 0.0f;
-// ---- общий масштаб выхода: 1.0 = диапазон старого пульта ----
-static const float RANGE_SCALE = 0.75f;
-
-// симметричные плечи: вперёд и назад дают одинаковый максимум
-static const uint16_t CH2_SPAN = 591; // min(1643-1024, 1024-433)
-static const uint16_t CH4_SPAN = 578; // min(1654-1024, 1024-446)
-
-// ---- профиль газа/поворота ----
-static const float MOVE_START = 0.15f; // старт движения, доля хода стика
-static const float POWER_FWD  = 0.60f; // потолок «вперёд»
-static const float POWER_BACK = 0.50f; // потолок «назад»
-static const float POWER_TURN = 0.70f; // потолок поворота
-static const uint16_t CH2_DB = 221;    // мёртвая зона приёмника тележки (ЗАМЕРИТЬ по монитору)
-static const uint16_t CH4_DB = 221;
-
-static const uint32_t FRAME_PERIOD_MS = 50;
-static const uint32_t PIN_X = PA0;
-static const uint32_t PIN_Y = PA1;
-
-static UART_HandleTypeDef s_sbusUart;
-
-// USART1 TX = PA9 (AF7), 100000 бод, 8E2, TX инвертирован
-static void sbusUartInit() {
-    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
-    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
-
-    GPIO_InitTypeDef gpio = {};
-    gpio.Pin = GPIO_PIN_9;
-    gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
-    gpio.Pull = GPIO_NOPULL;
-    gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
-    gpio.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
-    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
-
-    s_sbusUart.Instance = USART1;
-    s_sbusUart.Init.BaudRate = 100000;
-    s_sbusUart.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B; // 8 данных + чётность
-    s_sbusUart.Init.StopBits = UART_STOPBITS_2;
-    s_sbusUart.Init.Parity = UART_PARITY_EVEN;
-    s_sbusUart.Init.Mode = UART_MODE_TX;
-    s_sbusUart.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
-    s_sbusUart.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
-    s_sbusUart.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_TXINVERT_INIT;
-    s_sbusUart.AdvancedInit.TxPinLevelInvert = UART_ADVFEATURE_TXINV_ENABLE;
-    HAL_UART_Init(&s_sbusUart);
-}
-
-// нормализация одной оси в [-1..1] с мёртвой зоной и асимметричными плечами
-static float axisNorm(int adc, int lowEnd, int mid, int highEnd) {
-    float x;
-    if (adc < mid - DEADZONE) {
-        x = (float)(mid - adc) / (float)(mid - lowEnd); // к lowEnd -> +1
-    } else if (adc > mid + DEADZONE) {
-        x = -(float)(adc - mid) / (float)(highEnd - mid); // к highEnd -> -1
-    } else {
-        return 0.0f;
-    }
-    return constrain(x, -1.0f, 1.0f);
-}
-
-// expo-кривая: гасит чувствительность у нейтрали, сохраняет края
-static float expo(float x) {
-    return EXPO_K * x * x * x + (1.0f - EXPO_K) * x;
-}
-
-static uint16_t toSbus(float x, uint16_t span) {
-    return (uint16_t)(SBUS_MID + lroundf(x * span));
-}
-
-// стик [-1..1] -> SBUS-значение канала: ниже MOVE_START — нейтраль, выше —
-// линейно от порога срабатывания приёмника (db) до POWER_FRAC*span на полном стике
-static uint16_t driveToSbus(float x, uint16_t span, uint16_t db,
-                            float powerPos, float powerNeg) {
-    float mag = fabsf(x);
-    if (mag <= MOVE_START)
-        return SBUS_MID;
-    float outMax = (x > 0.0f ? powerPos : powerNeg) * span;
-    float t = (mag - MOVE_START) / (1.0f - MOVE_START);
-    long delta = lroundf(db + t * (outMax - db));
-    return (x > 0.0f) ? (uint16_t)(SBUS_MID + delta)
-                      : (uint16_t)(SBUS_MID - delta);
-}
-
-static void sbusPack(uint8_t out[25], const uint16_t ch[16]) {
-    out[0] = 0x0F;
-    memset(out + 1, 0, 22);
-    uint32_t bitpos = 0;
-    for (int n = 0; n < 16; n++) {
-        for (int b = 0; b < 11; b++) {
-            if (ch[n] & (1u << b))
-                out[1 + (bitpos >> 3)] |= 1u << (bitpos & 7);
-            bitpos++;
-        }
-    }
-    out[23] = 0x00; // флаги
-    out[24] = 0x00; // футер
-}
-
-static int readAvg(uint32_t pin) {
-    uint32_t acc = 0;
-    for (int i = 0; i < 16; i++)
-        acc += analogRead(pin);
-    return acc / 16;
-}
-
-void setup() {
-    Serial.begin(115200);
-    analogReadResolution(12);
-    pinMode(PIN_X, INPUT_ANALOG);
-    pinMode(PIN_Y, INPUT_ANALOG);
-    sbusUartInit();
-}
-
-void loop() {
-    static uint32_t next = 0;
-    uint32_t now = millis();
-    if (now < next)
-        return;
-    next = now + FRAME_PERIOD_MS;
-
-    int adcX = readAvg(PIN_X);
-    int adcY = readAvg(PIN_Y);
-    // вперёд = adcX к X_FWD (вниз) -> +1; вправо = adcY к Y_RIGHT -> +1
-    float fwd = axisNorm(adcX, X_FWD, X_MID, X_BACK);
-    float right = axisNorm(adcY, Y_RIGHT, Y_MID, Y_LEFT);
-
-    uint16_t ch[16];
-    for (int i = 0; i < 16; i++)
-        ch[i] = SBUS_MID;
-    ch[1] = driveToSbus(fwd, CH2_SPAN, CH2_DB, POWER_FWD, POWER_BACK);  // канал 2 — газ
-    ch[3] = driveToSbus(right, CH4_SPAN, CH4_DB, POWER_TURN, POWER_TURN); // канал 4 — поворот
-
-    uint8_t frame[25];
-    sbusPack(frame, ch);
-    HAL_UART_Transmit(&s_sbusUart, frame, sizeof(frame), 20);
-
-    Serial.print("adc=");
-    Serial.print(adcX);
-    Serial.print(",");
-    Serial.print(adcY);
-    Serial.print(" fwd=");
-    Serial.print(fwd, 3);
-    Serial.print(" right=");
-    Serial.print(right, 3);
-    Serial.print(" ch2=");
-    Serial.print(ch[1]);
-    Serial.print(" ch4=");
-    Serial.println(ch[3]);
-}