# 编码器刹车 — 设计与实现

## 1. 硬件

编码器引脚：

| 信号 | 引脚 | 模式 |
|---|---|---|
| LSB 脉冲 | GPIO 67 | 输入 |
| DIR 方向 | GPIO 72 | 输入 |

两引脚均属 gpiochip64（GPA64，base=64，16 pins）。

## 2. 编码器线程

`ControlInit()` 启动独立线程 `encoder_thread()`（`src/control.cpp:30`），持续运行直到 `ControlExit()`。

```
encoder_thread():
  高频轮询 GPIO67 (LSB 边沿) + GPIO72 (方向)
  轮询间隔: 500µs sleep (~2kHz)

  每 100ms 窗口:
    g_enc_speed = pulse_cnt / elapsed_time   (脉冲/秒, 原子变量)
    g_enc_dir   = GPIO72 当前值             (原子变量)
    pulse_cnt 归零, 开始新窗口
```

通过 sysfs 文件描述符轮询（`GPIO::readValue()`），`lseek` + `read`。不依赖中断。

## 3. 触发条件

`ControlUpdate(speed, block)` 中 `block == true` 时进入刹车流程。

`block` 信号来源（两者取 OR）：
- **斑马线**: `zebra_process()` 返回 true 当 `g_zstate == Z_STOP`
- **红绿灯**: `traffic_light_process()` 返回 true 当 `g_tl_state != TL_NORMAL`

调用链: `motor_update(zebra_block, tl_block)` → `ControlUpdate(final_spd, zebra_block || tl_block)`

## 4. 比例刹车

无状态机，每帧根据编码器实时速度计算刹车力度：

```
ControlUpdate(speed, zebra_block):

  if !g_cfg.start → 两电机 duty=0, GPIO73 拉低, return

  if zebra_block:
      cur_speed = g_enc_speed.load()     ← 编码器线程原子读
      cur_dir   = g_enc_dir.load()

      if cur_speed > 0.5:                ← 仍在运动
          brake_ns  = cur_speed × g_cfg.brake_scale
          brake_ns  = clamp(brake_ns, 0, g_cfg.brake_max)
          brake_pct = brake_ns / 500.0             ← ns → % (period=50000ns)
          motor[i]->updateduty(±brake_pct)         ← 反向占空比 (方向取反)
      else:                              ← 已停止 (< 0.5 pps)
          motor[i]->updateduty(0)                  ← 不施加刹车
      return

  正常行驶:
      motor[0].updateduty(speed)
      motor[1].updateduty(speed)
      mortorEN.setValue(1)
```

**特点：**
- **比例刹车**: 速度越快 → 刹车占空比越大 → 刹车力越强
- **自动停止**: 速度降到 0.5 pps 以下自动释放刹车，防止过冲
- **反向驱动**: 根据编码器方向 `cur_dir` 施加反方向 PWM

## 5. 参数

可通过文本文件热更新（debug 模式下每 30 帧重载）：

| 文件 | 类型 | 默认 | 含义 |
|---|---|---|---|
| `./brake_scale` | double | 10 | 速度(pps) → 刹车占空比(ns) 缩放系数 |
| `./brake_max` | int | 10000 | 最大刹车占空比 (ns), 上限保护 |

**数值示例：** 编码器读数 500 pps → brake_ns = 500 × 10 = 5000 ns → brake_pct = 5000/500 = 10%
（period=50000ns, 即 duty = 50000 × 10/100 = 5000 ns 的 PWM 反转输出）

## 6. `updateduty()` 内部

```
MotorController::updateduty(duty):
  pwm_ns = period × |duty| / 100        ← 转为占空比 ns
  → 写入 sysfs duty_cycle

  duty > 0  → GPIO 方向 = 1 (正转)
  duty ≤ 0  → GPIO 方向 = 0 (反转)
```

motor[0]: pwmchip8/pwm2 + GPIO12（左电机）
motor[1]: pwmchip8/pwm1 + GPIO13（右电机）
GPIO73: 电机使能 (mortorEN)

## 7. 生效范围

- **斑马线 STOP + 红绿灯 STOP/WAIT_GREEN** 时使用编码器刹车
- 正常行驶时编码器线程持续运行但刹车不触发
- 锥桶/挡板避障不使用编码器刹车（仅减速+绕行）
- `g_cfg.start == 0` 时全部电机停转，不进入刹车流程

## 8. 关键代码路径

```
main.cpp
  └── while(running)
        └── CameraHandler()
              ├── zebra_process()  → zebra_block
              ├── traffic_light_process() → tl_block
              └── motor_update(zebra_block, tl_block)
                    └── ControlUpdate(final_spd, zebra_block || tl_block)
                          └── if (block) → 读 g_enc_speed/g_enc_dir → 比例刹车

ControlInit()
  └── encoder_thread() 后台运行 → g_enc_speed, g_enc_dir
```