feat(travelers): TCA9535 矩阵键盘驱动 + 电源管理 + LoRa RST 虚拟引脚
- 新增 TCA9535ButtonThread 驱动 (4x4 矩阵键盘, 中断/轮询模式) - 电源管理: P1.2 POWER_EN (MOS 供电) + P1.3 POWER_BOOT (2s 开/关机) - LoRa RST 通过 TCA9535 P1.4 + TCA9535GpioHal 虚拟引脚 200 控制 - 修复 LTO 链接错误 (去掉 .h/.cpp 中的 HAS_TCA9535_BUTTON 守卫) - 新增 CHANGELOG.md, 更新 readme.md (PCAL9535 升级计划)
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,84 @@
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# Changelog
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基于 [Meshtastic 官方固件 v2.7.15](https://github.com/meshtastic/firmware/tree/2.7.15) (commit `567b8ea`)。
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格式参考 [Keep a Changelog](https://keepachangelog.com/)。
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## [Unreleased]
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### Added
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#### CN 频段支持
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- 新增中国 CN 频段定义：470.0–510.0 MHz，100 信道，`SETTING_MAX_POWER` 宏保护默认 3 dBm
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- 修改文件：`src/mesh/RadioInterface.cpp`（`RDEF(CN, ...)`）
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#### esp32c3_moonshine_travelers 旅行者版 — TCA9535PWR IO 扩展器驱动
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- 新增 `src/input/TCA9535ButtonThread.h` / `.cpp`：TCA9535PWR 4×4 矩阵键盘驱动
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- I²C 地址 0x20（A0=A1=A2=0），与 SH1106 屏幕共用 Wire 总线
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- P0.0~P0.3 行输出，P0.4~P0.7 列输入，逐行拉低扫描，50µs 行间延时
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- 支持中断模式（GPIO5 下降沿触发）和轮询模式
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- 默认按键映射：SELECT / UP / DOWN / LEFT / RIGHT / CANCEL（可通过 variant.h 覆盖）
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- `src/input/TCA9535ButtonThread.h` — 类声明、寄存器宏定义、静态工具函数
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- `src/input/TCA9535ButtonThread.cpp` — 矩阵扫描、边沿检测、事件派发
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#### 电源管理（P1.2 POWER_EN + P1.3 POWER_BOOT）
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- P1.2 = POWER_EN 输出，高电平有效，驱动 MOS 管维持供电
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- `tca9535PowerEn(bool on)` — read-modify-write P1.2，static inline
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- P1.3 = POWER_BOOT 输入，低电平有效（按键按下接地）
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- `tca9535ReadPowerBoot()` — 读取 P1.3 状态，static inline
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- 开机流程：物理按键 → MOS 导通 → ESP32 得电 → init() 检测 P1.3 持续按住 2 秒 → POWER_EN 拉高维持供电
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- 未按满 2 秒松开 → 不拉高 POWER_EN → MOS 断开 → 自动断电
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- 关机流程：运行中 P1.3 持续按住 2 秒 → 清空屏幕 → POWER_EN 拉低 → 用户松手后 MOS 断开断电
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- 电源状态机：`BOOT_PENDING` → `RUNNING` → `SHUTDOWN_PENDING`
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- P1 口配置：`0xEB`（P1.2=输出, P1.3=输入, P1.4=输出）
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#### LoRa RST 通过 TCA9535 P1.4 控制
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- 新增 `TCA9535GpioHal` 自定义 HAL 子类（在 `src/main.cpp`）
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- 继承 `LockingArduinoHal`，拦截虚拟引脚 200 的 `pinMode()` / `digitalWrite()` 转发到 I²C
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- `LORA_RESET = TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN(200)`
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- RadioLib 的 `findChip()` / `reset()` 全链路通过 I²C 控制 P1.4
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- `tca9535LoraReset(bool high)` — read-modify-write P1.4，static inline
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#### variant.h 配置（esp32c3_moonshine_travelers）
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- `HAS_TCA9535_BUTTON` — 启用 TCA9535 按键驱动
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- `TCA9535_INT_PIN 5` — 中断引脚
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- `TCA9535_POWER_EN_BIT (1u << 2)` — 电源使能位掩码
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- `TCA9535_KEY_MAP { ... }` — 4×4 矩阵按键映射
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- `TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN 200` — LoRa RST 虚拟引脚
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#### main.cpp 集成
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- `#ifdef HAS_TCA9535_BUTTON` 条件编译包含 TCA9535ButtonThread.h 并实例化
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- 在 `setupModules()` 后调用 `tca9535ButtonThread->init()`
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- `#ifdef TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN` 条件编译使用 `TCA9535GpioHal` 作为 RadioLib HAL
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### Changed
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- 无
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### Fixed
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- **LTO 链接错误**：编译时 `-flto` 导致 `undefined reference to TCA9535ButtonThread::*`
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- 原因：.h/.cpp 中的 `#if defined(HAS_TCA9535_BUTTON)` 守卫导致部分编译单元中符号被丢弃
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- 修复：去掉 .h/.cpp 中的条件守卫，类定义和实现始终编译；main.cpp 中的实例化仍由 `#ifdef` 控制
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## TODO（未来计划）
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- [ ] **升级 IO 扩展器 TCA9535 → PCAL9535**
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- 原因：TCA9535 无可配置内部上拉，矩阵键盘列线悬空易受电磁干扰
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- PCAL9535 pin-compatible，支持软件可配置上拉/下拉寄存器（0x41~0x46）、每引脚独立中断遮罩、可配置输出驱动强度
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- 替代方案：PCB 上列线加 10kΩ 外部上拉电阻
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## 自定义板卡概览
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| 板卡 | MCU | LoRa 模块 | 屏幕 | GPS | 按键输入 | 特殊功能 |
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|------|-----|-----------|------|-----|----------|----------|
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| esp32c3_moonshine | ESP32-C3 | E220-400M30S | 无 | 无 | BUTTON_PIN=9 | — |
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||||
| esp32c3_moonshine (fw) | ESP32-C3 | E220-400M30S / E22_400M33S | 无 | 无 | BUTTON_PIN=9 | USB CDC, 电池 ADC |
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||||
| esp32c3_moonshine_mv | ESP32-C3 | RA-01SC-P | SSD1306 | 有 | PCF8574 6 键 | NeoPixel, GPS EN |
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||||
| esp32c3_moonshine_travelers | ESP32-C3 | RA-01SC-P | SH1106 | 无 | TCA9535 4×4 矩阵 | 电源管理, LoRa RST via I²C |
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@@ -0,0 +1,309 @@
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#include "TCA9535ButtonThread.h"
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#include "main.h"
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using namespace concurrency;
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// -----------------------------------------------------------------------
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// 默认按键映射（4×4 矩阵，行优先：KEY[0]=ROW0·COL0 ... KEY[15]=ROW3·COL3）
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// variant.h 中可用 #define TCA9535_KEY_MAP { ... } 覆盖
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// -----------------------------------------------------------------------
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||||
#ifndef TCA9535_KEY_MAP
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#define TCA9535_KEY_MAP \
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{ \
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||||
INPUT_BROKER_SELECT, /* ROW0·COL0 */ \
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||||
INPUT_BROKER_UP, /* ROW0·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_DOWN, /* ROW0·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_LEFT, /* ROW0·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_RIGHT, /* ROW1·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_CANCEL, /* ROW1·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW1·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW1·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL3 */ \
|
||||
}
|
||||
#endif
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||||
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||||
static const input_broker_event tca9535KeyMap[TCA9535_KEY_COUNT] = TCA9535_KEY_MAP;
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// -----------------------------------------------------------------------
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||||
// 中断标志（ISR -> runOnce 通信，volatile，只做 set/clear）
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||||
// -----------------------------------------------------------------------
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||||
static volatile bool tca9535IntPending = false;
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||||
#ifdef TCA9535_INT_PIN
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||||
static void IRAM_ATTR tca9535ISR()
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||||
{
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||||
tca9535IntPending = true;
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
// 构造 / 初始化
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// -----------------------------------------------------------------------
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||||
TCA9535ButtonThread::TCA9535ButtonThread(const char *name, TwoWire *wire)
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||||
: OSThread(name), _wire(wire), _originName(name)
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{
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||||
if (inputBroker)
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||||
inputBroker->registerSource(this);
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||||
}
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bool TCA9535ButtonThread::init()
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||||
{
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||||
// ===================================================================
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||||
// 第一步：配置 P1 口方向
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||||
// P1.2 = 输出（POWER_EN），P1.3 = 输入（POWER_BOOT），P1.4 = 输出（LoRa RST）
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||||
// Configuration 寄存器：1=input, 0=output
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||||
// P1.2=bit2=0, P1.3=bit3=1, P1.4=bit4=0 → 0xEB (1110 1011)
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||||
// ===================================================================
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||||
if (!writeReg(TCA9535_REG_CONFIG_P1, 0xEB)) {
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||||
LOG_WARN("TCA9535: P1 config write failed");
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||||
return false;
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||||
}
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||||
// 确保 P1.4 输出高电平（LoRa RST 高 = 正常工作）
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||||
// 注意：此时不拉高 POWER_EN，等开机确认后再拉高
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||||
tca9535LoraReset(true);
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||||
// ===================================================================
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||||
// 第二步：开机检测 — 等待用户持续按住 P1.3 达 2 秒
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||||
// 物理按键已使 MOS 导通（ESP32 得电），但 POWER_EN 尚未拉高
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||||
// 用户必须持续按住 2 秒，否则 init() 返回 false → 系统不完成启动
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// ===================================================================
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||||
LOG_INFO("TCA9535: Waiting for power button hold (%d ms)...", TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS);
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||||
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||||
uint32_t holdStart = 0;
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||||
bool wasPressed = false;
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||||
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||||
while (true) {
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||||
bool pressed = tca9535ReadPowerBoot(_wire);
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||||
|
||||
if (pressed && !wasPressed) {
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||||
// 按键刚按下，记录起始时间
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||||
holdStart = millis();
|
||||
wasPressed = true;
|
||||
} else if (!pressed && wasPressed) {
|
||||
// 按键松开 — 检查是否按够时间
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||||
uint32_t held = millis() - holdStart;
|
||||
if (held >= TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS) {
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||||
// 按够 2 秒，确认开机
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||||
LOG_INFO("TCA9535: Power button held %lu ms -> boot confirmed", held);
|
||||
break;
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||||
} else {
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||||
// 未按够，重新等待
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||||
LOG_INFO("TCA9535: Power button released after %lu ms (need %d), waiting...", held,
|
||||
TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS);
|
||||
wasPressed = false;
|
||||
}
|
||||
} else if (pressed && wasPressed) {
|
||||
// 持续按住中，检查是否已达 2 秒（即使没松开也确认）
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||||
if ((millis() - holdStart) >= TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS) {
|
||||
LOG_INFO("TCA9535: Power button held >= %d ms -> boot confirmed", TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
delay(TCA9535_POWER_BOOT_CHECK_MS);
|
||||
}
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||||
|
||||
// ===================================================================
|
||||
// 第三步：确认开机 → 拉高 POWER_EN 维持供电
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||||
// ===================================================================
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||||
if (!tca9535PowerEn(true)) {
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||||
LOG_WARN("TCA9535: Failed to set POWER_EN high");
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||||
return false;
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||||
}
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||||
LOG_INFO("TCA9535: POWER_EN set HIGH (system powered)");
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||||
_powerState = TCA9535PowerState::RUNNING;
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||||
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||||
// ===================================================================
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||||
// 第四步：配置 P0 口方向（矩阵键盘）
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||||
// ===================================================================
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||||
uint8_t configP0 = 0xF0; // P0.0~P0.3 输出（行），P0.4~P0.7 输入（列）
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||||
if (!writeReg(TCA9535_REG_CONFIG_P0, configP0)) {
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||||
LOG_WARN("TCA9535: P0 config write failed (addr=0x%02x)", TCA9535_I2C_ADDR);
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||||
return false;
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||||
}
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||||
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||||
// 行输出初始状态：全部拉高（未选中任何行）
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||||
if (!writeReg(TCA9535_REG_OUTPUT_P0, TCA9535_ALL_ROWS_HIGH)) {
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||||
LOG_WARN("TCA9535: P0 output write failed");
|
||||
return false;
|
||||
}
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||||
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||||
// 极性不反转
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||||
writeReg(TCA9535_REG_INVERT_P0, 0x00);
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||||
writeReg(TCA9535_REG_INVERT_P1, 0x00);
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||||
|
||||
// 读取初始状态，避免第一次扫描产生误报
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||||
scanMatrix(_lastKeys);
|
||||
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||||
#ifdef TCA9535_INT_PIN
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||||
pinMode(TCA9535_INT_PIN, INPUT_PULLUP);
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||||
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(TCA9535_INT_PIN), tca9535ISR, FALLING);
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||||
LOG_INFO("TCA9535: INT on GPIO%d", TCA9535_INT_PIN);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
LOG_INFO("TCA9535 init OK (addr=0x%02x, matrix %dx%d, power=RUNNING)", TCA9535_I2C_ADDR, TCA9535_ROWS,
|
||||
TCA9535_COLS);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
// 主循环：关机检测 → 矩阵扫描 → 边沿检测 → 事件派发
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||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
int32_t TCA9535ButtonThread::runOnce()
|
||||
{
|
||||
// ===================================================================
|
||||
// 关机检测：运行中 P1.3 持续按住 2 秒 → 断电
|
||||
// ===================================================================
|
||||
if (_powerState == TCA9535PowerState::RUNNING) {
|
||||
bool pressed = tca9535ReadPowerBoot(_wire);
|
||||
|
||||
if (pressed && _powerBtnPressStart == 0) {
|
||||
// 按键刚按下，记录起始时间
|
||||
_powerBtnPressStart = millis();
|
||||
LOG_DEBUG("TCA9535: Shutdown button pressed, timing...");
|
||||
} else if (pressed && _powerBtnPressStart != 0) {
|
||||
// 持续按住中
|
||||
uint32_t held = millis() - _powerBtnPressStart;
|
||||
if (held >= TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS) {
|
||||
LOG_WARN("TCA9535: Shutdown button held %lu ms -> POWERING OFF", held);
|
||||
_powerState = TCA9535PowerState::SHUTDOWN_PENDING;
|
||||
|
||||
// 清空屏幕，给用户"即将关机"的视觉反馈
|
||||
// 按键仍在按着所以 MOS 还导通，系统不会立刻断电
|
||||
if (screen)
|
||||
screen->setOn(false);
|
||||
|
||||
tca9535PowerEn(false);
|
||||
// 用户松手后 MOS 断开，系统断电
|
||||
return INT32_MAX; // 不再调度
|
||||
}
|
||||
} else if (!pressed && _powerBtnPressStart != 0) {
|
||||
// 按键松开，未达关机时间
|
||||
uint32_t held = millis() - _powerBtnPressStart;
|
||||
LOG_DEBUG("TCA9535: Shutdown button released after %lu ms (no action)", held);
|
||||
_powerBtnPressStart = 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ===================================================================
|
||||
// 矩阵键盘扫描（仅 RUNNING 状态）
|
||||
// ===================================================================
|
||||
#ifdef TCA9535_INT_PIN
|
||||
// 无中断挂起则跳过，节省 I²C 带宽
|
||||
if (!tca9535IntPending)
|
||||
return TCA9535_POWER_BOOT_CHECK_MS;
|
||||
tca9535IntPending = false;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
uint16_t currentKeys = 0x0000;
|
||||
if (!scanMatrix(currentKeys)) {
|
||||
LOG_WARN("TCA9535: scan failed");
|
||||
return 50;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 边沿检测：新按下（上升沿）和释放（下降沿）
|
||||
uint16_t pressed = currentKeys & ~_lastKeys; // 新按下的键
|
||||
uint16_t released = ~currentKeys & _lastKeys; // 新释放的键（目前不处理）
|
||||
|
||||
_lastKeys = currentKeys;
|
||||
|
||||
// 遍历所有键位，派发按下事件
|
||||
for (uint8_t i = 0; i < TCA9535_KEY_COUNT; i++) {
|
||||
if (pressed & (1u << i)) {
|
||||
input_broker_event evt = tca9535KeyMap[i];
|
||||
if (evt != INPUT_BROKER_NONE) {
|
||||
LOG_DEBUG("TCA9535: key[%u] (R%uC%u) pressed -> event %d", i, i / TCA9535_COLS, i % TCA9535_COLS,
|
||||
(int)evt);
|
||||
dispatchEvent(evt);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
(void)released; // 目前仅处理按下边沿
|
||||
|
||||
#ifdef TCA9535_INT_PIN
|
||||
return 20; // 中断模式：20ms 防抖窗口（每轮扫描间隔）
|
||||
#else
|
||||
return 50; // 轮询模式：50ms 扫描间隔
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
// 矩阵扫描：逐行拉低，读列状态
|
||||
// 返回 16 位，bit[i] = 1 表示 ROW(i/4)·COL(i%4) 被按下（低电平）
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
bool TCA9535ButtonThread::scanMatrix(uint16_t &keys)
|
||||
{
|
||||
keys = 0x0000;
|
||||
|
||||
for (uint8_t row = 0; row < TCA9535_ROWS; row++) {
|
||||
// 拉低当前行，其余行保持高
|
||||
uint8_t outVal = TCA9535_ROW_MASK(row);
|
||||
if (!writeReg(TCA9535_REG_OUTPUT_P0, outVal)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 短延时，等待电平稳定（行列电容充放电）
|
||||
delayMicroseconds(50);
|
||||
|
||||
// 读取 P0 输入寄存器
|
||||
uint8_t p0In = 0xFF;
|
||||
if (!readReg(TCA9535_REG_INPUT_P0, p0In)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 提取列位（P0.4~P0.7），低电平=按下
|
||||
// 将列状态从高4位移到低位，便于索引
|
||||
uint8_t cols = (~(p0In & TCA9535_COL_MASK)) >> 4; // bit0=COL0, bit3=COL3
|
||||
|
||||
// 组装到 keys（每行 4 列）
|
||||
keys |= ((uint16_t)cols << (row * TCA9535_COLS));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 扫描完毕，恢复所有行高电平
|
||||
writeReg(TCA9535_REG_OUTPUT_P0, TCA9535_ALL_ROWS_HIGH);
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
// 私有：I²C 读写
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
bool TCA9535ButtonThread::writeReg(uint8_t reg, uint8_t val)
|
||||
{
|
||||
_wire->beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
_wire->write(reg);
|
||||
_wire->write(val);
|
||||
return (_wire->endTransmission() == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool TCA9535ButtonThread::readReg(uint8_t reg, uint8_t &val)
|
||||
{
|
||||
_wire->beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
_wire->write(reg);
|
||||
if (_wire->endTransmission(false) != 0)
|
||||
return false;
|
||||
if (_wire->requestFrom((uint8_t)TCA9535_I2C_ADDR, (uint8_t)1) != 1)
|
||||
return false;
|
||||
val = _wire->read();
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void TCA9535ButtonThread::dispatchEvent(input_broker_event evt)
|
||||
{
|
||||
InputEvent e = {};
|
||||
e.source = _originName;
|
||||
e.inputEvent = evt;
|
||||
e.kbchar = 0;
|
||||
e.touchX = 0;
|
||||
e.touchY = 0;
|
||||
this->notifyObservers(&e);
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,221 @@
|
||||
#pragma once
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* TCA9535PWR I²C IO 扩展器 — 4×4 矩阵键盘 + 电源管理 + LoRa RST 控制
|
||||
*
|
||||
* 硬件：TI TCA9535PWR
|
||||
* - A0=0, A1=0, A2=0 → I²C 地址 0x20
|
||||
* - P0.0~P0.3：行输出（ROW0~ROW3），逐行拉低扫描
|
||||
* - P0.4~P0.7：列输入（COL0~COL3），读取按键状态
|
||||
* - P1.2：电源使能（POWER_EN），高电平有效，驱动 MOS 管维持供电
|
||||
* - P1.3：电源开机按钮（POWER_BOOT），输入，低电平有效（按键按下接地）
|
||||
* - P1.4：LoRa RST 输出（通过 I²C 控制 RadioLib 复位序列）
|
||||
*
|
||||
* 电源管理逻辑：
|
||||
* 开机：物理按键按下 → MOS 导通 → ESP32/TCA9535 得电
|
||||
* init() 读 P1.3，持续按住 2 秒 → tca9535PowerEn(true) 维持供电
|
||||
* 未按满 2 秒松开 → 不拉高 POWER_EN → MOS 断开 → 断电
|
||||
* 关机：运行中 P1.3 持续低电平 2 秒 → tca9535PowerEn(false) → 断电
|
||||
*
|
||||
* 寄存器布局：
|
||||
* 0x00 Input Port 0 (只读)
|
||||
* 0x01 Input Port 1
|
||||
* 0x02 Output Port 0 (控制行输出电平)
|
||||
* 0x03 Output Port 1 (P1.2 POWER_EN, P1.4 LoRa RST)
|
||||
* 0x04 Polarity Inversion Port 0
|
||||
* 0x05 Polarity Inversion Port 1
|
||||
* 0x06 Configuration Port 0 (1=input, 0=output)
|
||||
* 0x07 Configuration Port 1
|
||||
*
|
||||
* 使用方式：在 variant.h 中定义以下宏，main.cpp 会自动初始化：
|
||||
* #define HAS_TCA9535_BUTTON
|
||||
* #define TCA9535_INT_PIN 5 // 中断引脚（可选，低电平有效）
|
||||
* #define TCA9535_KEY_MAP { ... } // 4×4=16 元素的按键映射
|
||||
* #define TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN 200 // LoRa RST 虚拟引脚号
|
||||
* #define LORA_RESET TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#include "InputBroker.h"
|
||||
#include "concurrency/OSThread.h"
|
||||
#include "configuration.h"
|
||||
#include <Wire.h>
|
||||
|
||||
#ifndef TCA9535_I2C_ADDR
|
||||
#define TCA9535_I2C_ADDR 0x20 // A0=A1=A2=0
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// 矩阵行列数
|
||||
#ifndef TCA9535_ROWS
|
||||
#define TCA9535_ROWS 4
|
||||
#endif
|
||||
#ifndef TCA9535_COLS
|
||||
#define TCA9535_COLS 4
|
||||
#endif
|
||||
#define TCA9535_KEY_COUNT (TCA9535_ROWS * TCA9535_COLS)
|
||||
|
||||
// 行输出掩码：P0.0~P0.3 = bit3~bit0
|
||||
// 扫描第 n 行时，将对应 bit 拉低（0），其余拉高（1）
|
||||
#define TCA9535_ROW_MASK(r) (0xF0 | ~(1u << (r)))
|
||||
#define TCA9535_ALL_ROWS_HIGH 0xF0
|
||||
|
||||
// 列输入掩码：P0.4~P0.7 = bit7~bit4
|
||||
#define TCA9535_COL_MASK 0xF0
|
||||
|
||||
// 电源管理常量
|
||||
#ifndef TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS
|
||||
#define TCA9535_POWER_BOOT_HOLD_MS 2000 // 开机/关机需持续按住的时间（毫秒）
|
||||
#endif
|
||||
#ifndef TCA9535_POWER_BOOT_CHECK_MS
|
||||
#define TCA9535_POWER_BOOT_CHECK_MS 50 // P1.3 轮询间隔（毫秒）
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// TCA9535 寄存器定义
|
||||
#define TCA9535_REG_INPUT_P0 0x00
|
||||
#define TCA9535_REG_INPUT_P1 0x01
|
||||
#define TCA9535_REG_OUTPUT_P0 0x02
|
||||
#define TCA9535_REG_OUTPUT_P1 0x03
|
||||
#define TCA9535_REG_INVERT_P0 0x04
|
||||
#define TCA9535_REG_INVERT_P1 0x05
|
||||
#define TCA9535_REG_CONFIG_P0 0x06
|
||||
#define TCA9535_REG_CONFIG_P1 0x07
|
||||
|
||||
// P1 口引脚位掩码
|
||||
#define TCA9535_BIT_P12 (1u << 2) // POWER_EN 输出
|
||||
#define TCA9535_BIT_P13 (1u << 3) // POWER_BOOT 输入
|
||||
#define TCA9535_BIT_P14 (1u << 4) // LoRa RST 输出
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 通过 I²C 控制 TCA9535 P1.2 上的电源使能（POWER_EN）。
|
||||
* 高电平有效：控制 MOS 管维持系统供电。
|
||||
* 此函数是 static 的，可被任意上下文调用（无需实例）。
|
||||
* @param on true=上电（高电平），false=断电（低电平）
|
||||
*/
|
||||
static inline bool tca9535PowerEn(bool on)
|
||||
{
|
||||
// 读取当前 P1 输出寄存器值
|
||||
Wire.beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
Wire.write(TCA9535_REG_OUTPUT_P1);
|
||||
if (Wire.endTransmission(false) != 0)
|
||||
return false;
|
||||
if (Wire.requestFrom((uint8_t)TCA9535_I2C_ADDR, (uint8_t)1) != 1)
|
||||
return false;
|
||||
uint8_t p1Out = Wire.read();
|
||||
|
||||
// 修改 P1.2 位
|
||||
if (on)
|
||||
p1Out |= TCA9535_BIT_P12; // 拉高 = 上电
|
||||
else
|
||||
p1Out &= ~TCA9535_BIT_P12; // 拉低 = 断电
|
||||
|
||||
// 写回
|
||||
Wire.beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
Wire.write(TCA9535_REG_OUTPUT_P1);
|
||||
Wire.write(p1Out);
|
||||
return (Wire.endTransmission() == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 通过 I²C 读取 TCA9535 P1.3（POWER_BOOT）输入状态。
|
||||
* @return true=按键按下（低电平），false=按键松开（高电平）
|
||||
*/
|
||||
static inline bool tca9535ReadPowerBoot(TwoWire *wire = &Wire)
|
||||
{
|
||||
wire->beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
wire->write(TCA9535_REG_INPUT_P1);
|
||||
if (wire->endTransmission(false) != 0)
|
||||
return false; // I²C 错误时返回 false（未按下）
|
||||
if (wire->requestFrom((uint8_t)TCA9535_I2C_ADDR, (uint8_t)1) != 1)
|
||||
return false;
|
||||
uint8_t p1In = wire->read();
|
||||
// P1.3 低电平 = 按下
|
||||
return !(p1In & TCA9535_BIT_P13);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 通过 I²C 控制 TCA9535 P1.4 上的 LoRa RST。
|
||||
* 此函数是 static 的，可被自定义 HAL 在任意上下文调用（无需实例）。
|
||||
* @param high true=释放复位（高电平），false=触发复位（低电平）
|
||||
*/
|
||||
static inline bool tca9535LoraReset(bool high)
|
||||
{
|
||||
// 读取当前 P1 输出寄存器值
|
||||
Wire.beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
Wire.write(TCA9535_REG_OUTPUT_P1);
|
||||
if (Wire.endTransmission(false) != 0)
|
||||
return false;
|
||||
if (Wire.requestFrom((uint8_t)TCA9535_I2C_ADDR, (uint8_t)1) != 1)
|
||||
return false;
|
||||
uint8_t p1Out = Wire.read();
|
||||
|
||||
// 修改 P1.4 位
|
||||
if (high)
|
||||
p1Out |= TCA9535_BIT_P14; // 拉高 = 释放复位
|
||||
else
|
||||
p1Out &= ~TCA9535_BIT_P14; // 拉低 = 触发复位
|
||||
|
||||
// 写回
|
||||
Wire.beginTransmission(TCA9535_I2C_ADDR);
|
||||
Wire.write(TCA9535_REG_OUTPUT_P1);
|
||||
Wire.write(p1Out);
|
||||
return (Wire.endTransmission() == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 电源管理状态机
|
||||
*/
|
||||
enum class TCA9535PowerState : uint8_t {
|
||||
BOOT_PENDING, // 等待开机确认（init 阶段，检测 P1.3 是否按满 2 秒）
|
||||
RUNNING, // 正常运行，POWER_EN 已拉高
|
||||
SHUTDOWN_PENDING, // 关机倒计时（P1.3 持续按住中）
|
||||
};
|
||||
|
||||
class TCA9535ButtonThread : public Observable<const InputEvent *>, public concurrency::OSThread
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
explicit TCA9535ButtonThread(const char *name, TwoWire *wire = &Wire);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 初始化 TCA9535 并执行开机检测：
|
||||
* 1. 配置 P1 口方向（P1.2/P1.4 输出，P1.3 输入）
|
||||
* 2. 等待检测 P1.3 是否持续按住 2 秒
|
||||
* 3. 如果是 → 拉高 POWER_EN，继续初始化键盘
|
||||
* 4. 如果否 → 不拉高 POWER_EN（MOS 断开 → 断电）
|
||||
* 5. 配置 P0 口方向和矩阵键盘
|
||||
* @return true 如果开机确认成功且键盘初始化完成
|
||||
*/
|
||||
bool init();
|
||||
|
||||
/// 当前电源状态
|
||||
TCA9535PowerState powerState() const { return _powerState; }
|
||||
|
||||
protected:
|
||||
int32_t runOnce() override;
|
||||
|
||||
private:
|
||||
TwoWire *_wire;
|
||||
const char *_originName;
|
||||
|
||||
// 电源管理
|
||||
TCA9535PowerState _powerState = TCA9535PowerState::BOOT_PENDING;
|
||||
uint32_t _powerBtnPressStart = 0; // 按键按下时刻 (millis)
|
||||
|
||||
// 上次扫描结果（16 位，每 bit 对应 row*4+col），用于边沿检测
|
||||
uint16_t _lastKeys = 0x0000;
|
||||
|
||||
// 写寄存器
|
||||
bool writeReg(uint8_t reg, uint8_t val);
|
||||
|
||||
// 读寄存器
|
||||
bool readReg(uint8_t reg, uint8_t &val);
|
||||
|
||||
// 扫描矩阵一次，返回 16 位按键状态（bit=1 表示按下）
|
||||
bool scanMatrix(uint16_t &keys);
|
||||
|
||||
// 派发事件到 InputBroker
|
||||
void dispatchEvent(input_broker_event evt);
|
||||
};
|
||||
|
||||
// 仅在 HAS_TCA9535_BUTTON 启用时导出全局指针声明
|
||||
#ifdef HAS_TCA9535_BUTTON
|
||||
extern TCA9535ButtonThread *tca9535ButtonThread;
|
||||
#endif
|
||||
@@ -141,6 +141,43 @@ AudioThread *audioThread = nullptr;
|
||||
ExtensionIOXL9555 io;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifdef HAS_TCA9535_BUTTON
|
||||
#include "input/TCA9535ButtonThread.h"
|
||||
TCA9535ButtonThread *tca9535ButtonThread = nullptr;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
// 自定义 HAL：拦截 TCA9535 虚拟引脚的 GPIO 操作，转发到 I²C
|
||||
// 用于 LoRa RST 通过 TCA9535 P1.4 控制
|
||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
#ifdef TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN
|
||||
#include <RadioLib.h>
|
||||
|
||||
class TCA9535GpioHal : public LockingArduinoHal
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
TCA9535GpioHal(SPIClass &spi, SPISettings spiSettings) : LockingArduinoHal(spi, spiSettings) {}
|
||||
|
||||
void pinMode(uint32_t pin, uint32_t mode) override
|
||||
{
|
||||
if (pin == TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN) {
|
||||
// P1.4 已由 TCA9535 驱动配置为输出，无需重复操作
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
LockingArduinoHal::pinMode(pin, mode);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void digitalWrite(uint32_t pin, uint32_t value) override
|
||||
{
|
||||
if (pin == TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN) {
|
||||
tca9535LoraReset(value == GpioLevelHigh);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
LockingArduinoHal::digitalWrite(pin, value);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if HAS_TFT
|
||||
extern void tftSetup(void);
|
||||
#endif
|
||||
@@ -953,6 +990,19 @@ void setup()
|
||||
// Now that the mesh service is created, create any modules
|
||||
setupModules();
|
||||
|
||||
#ifdef HAS_TCA9535_BUTTON
|
||||
// TCA9535PWR I²C IO 扩展器按键驱动
|
||||
// Wire 已在 I2C 初始化段完成 begin()，inputBroker 已在 setupModules() 中创建
|
||||
tca9535ButtonThread = new TCA9535ButtonThread("TCA9535Btn");
|
||||
if (!tca9535ButtonThread->init()) {
|
||||
LOG_WARN("TCA9535 init failed, disabling button thread");
|
||||
delete tca9535ButtonThread;
|
||||
tca9535ButtonThread = nullptr;
|
||||
} else {
|
||||
LOG_INFO("TCA9535 button thread started");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if !MESHTASTIC_EXCLUDE_I2C
|
||||
// Inform modules about I2C devices
|
||||
ScanI2CCompleted(i2cScanner.get());
|
||||
@@ -1219,6 +1269,8 @@ void setup()
|
||||
|
||||
#elif defined(HW_SPI1_DEVICE)
|
||||
LockingArduinoHal *RadioLibHAL = new LockingArduinoHal(SPI1, spiSettings);
|
||||
#elif defined(TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN)
|
||||
TCA9535GpioHal *RadioLibHAL = new TCA9535GpioHal(SPI, spiSettings);
|
||||
#else // HW_SPI1_DEVICE
|
||||
LockingArduinoHal *RadioLibHAL = new LockingArduinoHal(SPI, spiSettings);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
+46
-1
@@ -18,6 +18,45 @@
|
||||
#define ADC_CHANNEL ADC1_GPIO2_CHANNEL
|
||||
#define ADC_MULTIPLIER 2.0f
|
||||
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
// TCA9535PWR I²C IO 扩展器 — 4×4 矩阵键盘 + 电源控制 + LoRa RST
|
||||
// - 与屏幕共用 I²C 总线 (SDA=0, SCL=1)
|
||||
// - A0=0, A1=0, A2=0 → 地址 0x20 (TCA9535_I2C_ADDR)
|
||||
// - P0.0~P0.3 行输出（ROW0~ROW3），P0.4~P0.7 列输入（COL0~COL3）
|
||||
// - P1.2 电源使能（POWER_EN），高电平有效，驱动 MOS 管维持供电
|
||||
// - P1.3 电源开机按钮（POWER_BOOT），输入，低电平有效
|
||||
// 开机：持续按住 2 秒 → POWER_EN 拉高维持供电
|
||||
// 关机：运行中持续按住 2 秒 → POWER_EN 拉低断电
|
||||
// - P1.4 LoRa RST 输出（通过 I²C 控制 RadioLib 复位序列）
|
||||
// - 中断引脚 GPIO5，低电平有效，下降沿触发
|
||||
// -----------------------------------------------------------------------
|
||||
#define HAS_TCA9535_BUTTON
|
||||
#define TCA9535_INT_PIN 5 // TCA9535 INT → GPIO5（低电平有效，下降沿触发）
|
||||
#define TCA9535_POWER_EN_BIT (1u << 2) // P1.2 = 电源使能（高电平=开机）
|
||||
|
||||
// 按键映射：4×4 矩阵，行优先排列
|
||||
// KEY[0]=ROW0·COL0, KEY[1]=ROW0·COL1, ..., KEY[15]=ROW3·COL3
|
||||
// 低电平有效（按下接地，列读取到低电平=按下）
|
||||
#define TCA9535_KEY_MAP \
|
||||
{ \
|
||||
INPUT_BROKER_SELECT, /* ROW0·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_UP, /* ROW0·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_DOWN, /* ROW0·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_LEFT, /* ROW0·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_RIGHT, /* ROW1·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_CANCEL, /* ROW1·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW1·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW1·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW2·COL3 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL0 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL1 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL2 */ \
|
||||
INPUT_BROKER_NONE, /* ROW3·COL3 */ \
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
#define RA_01SC_P
|
||||
|
||||
@@ -31,12 +70,18 @@
|
||||
#define USE_SX1262
|
||||
#define USE_SX1268
|
||||
|
||||
// LoRa RST 通过 TCA9535 P1.4 控制
|
||||
// 使用虚拟引脚号 200，由自定义 HAL 拦截并转发到 I²C
|
||||
#define TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN 200
|
||||
#define TCA9535_LORA_RST_REG TCA9535_REG_OUTPUT_P1 // P1 输出寄存器
|
||||
#define TCA9535_LORA_RST_BIT (1u << 4) // P1.4
|
||||
|
||||
#define LORA_SCK 10
|
||||
#define LORA_MISO 6
|
||||
#define LORA_MOSI 7
|
||||
#define LORA_CS 8
|
||||
#define LORA_DIO0 RADIOLIB_NC
|
||||
#define LORA_RESET RADIOLIB_NC
|
||||
#define LORA_RESET TCA9535_LORA_RST_VIRTUAL_PIN
|
||||
#define LORA_DIO1 3
|
||||
#define LORA_DIO2 RADIOLIB_NC
|
||||
#define LORA_BUSY 4
|
||||
|
||||
+9
-1
@@ -5,4 +5,12 @@
|
||||
+ #ifndef SETTING_MAX_POWER
|
||||
#define SETTING_MAX_POWER 3
|
||||
#endif
|
||||
+ RDEF(CN, 470.0f, 510.0f, 100, 0, SETTING_MAX_POWER, true, false, false),
|
||||
+ RDEF(CN, 470.0f, 510.0f, 100, 0, SETTING_MAX_POWER, true, false, false),
|
||||
|
||||
# TODO: 升级 IO 扩展器 TCA9535 → PCAL9535
|
||||
|
||||
- 原因：TCA9535 无可配置内部上拉电阻，矩阵键盘列线（P0.4~P0.7）悬空易受电磁干扰误触发
|
||||
- PCAL9535 pin-compatible，增加可配置上拉/下拉寄存器（0x41~0x46），软件可控内部上拉
|
||||
- PCAL9535 还支持每引脚独立中断遮罩、可配置输出驱动强度
|
||||
- 影响文件：TCA9535ButtonThread.h/.cpp 中的 init() 需追加上拉配置寄存器写入
|
||||
- 备注：如不改芯片，可在 PCB 上列线加 10kΩ 外部上拉电阻作为替代方案
|
||||
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