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 * TC264 智能车 - 菜单设备层模块 (user_menu_device.c)
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 * 功能说明：
 *   提供菜单系统所需的设备数据采集与计算功能。
 *   包括电池电压监测、CPU 占用率统计等底层支持。
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 * 主要功能：
 *   1. battery_voltage_gather() - 采集电池电压并计算剩余电量百分比
 *   2. cpu_usage_check()       - 统计 CPU 占用率
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#include "zf_common_function.h"         /* 通用函数（数学运算等）        */
#include "zf_driver_timer.h"            /* 定时器驱动（system_start等）  */
#include "zf_driver_delay.h"            /* 延时函数                      */
#include "zf_driver_gpio.h"             /* GPIO 驱动 (蜂鸣器)            */
#include "user_menu.h"                  /* 菜单头文件                    */
#include "user_menu_device.h"           /* 设备层头文件                  */

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 * 电池电压相关变量
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float battery_voltage;              /* 电池电压值 (V)                  */
float battery_percentage;           /* 电池剩余百分比 (0-100)          */
float battery_percentage_filter;    /* 电池百分比（经低通滤波平滑后）  */

/*============================================================
 * CPU占用率相关变量
 *============================================================*/
float cpu_usage_percentage;         /* CPU占用率 (0-100)               */
float cpu_usage_percentage_filter;  /* CPU占用率（经低通滤波平滑后）   */

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 * 电池电压采集与电量计算
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 * 计算原理：
 *   1. ADC 读取电压值 (0-4095)
 *   2. 根据分压电阻比例换算为实际电池电压
 *      V_bat = adc_val / 4096 * 36.3 * 校正系数
 *   3. 根据锂电池特性估算剩余电量
 *      单节锂电池电压范围：3.7V (空) ~ 4.23V (满)
 *      根据总电压判断串联锂电池节数
 *      线性映射到 0-100%
 *   4. 低通滤波 (一阶惯性滤波) 平滑输出
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 * 输入参数：
 *   adc_get_data: ADC 采集的原始值 (0-4095)
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 * 输出 (全局变量)：
 *   battery_voltage           - 当前电压值 (V)
 *   battery_percentage        - 当前电量百分比
 *   battery_percentage_filter - 滤波后的电量百分比
 *============================================================*/
void battery_voltage_gather(uint16 adc_get_data)
{
    uint8 cell_num = 0;                 /* 锂电池串联节数              */
    float effective_voltage = 0;        /* 有效电压范围                */

    /* 计算实际电池电压
     * 36.3 = 参考电压分压比 (需根据实际硬件电路调整)
     * VOLTAGE_RECTIFY_COEFFICIENT = 电压校正系数 */
    battery_voltage = (float)adc_get_data / 4096.0f * 36.3f * VOLTAGE_RECTIFY_COEFFICIENT;

    /* 判断锂电池串联节数 (区间阈值法，避免 ceil 在临界值误判)
     * 1S: < 5.5V, 2S: 5.5~10.5V, 3S: 10.5~15.0V, 4S: > 15.0V */
    if(battery_voltage < 5.5f)
        cell_num = 1;
    else if(battery_voltage < 10.5f)
        cell_num = 2;
    else if(battery_voltage < 15.0f)
        cell_num = 3;
    else
        cell_num = 4;

    /* 有效电压范围 = 0.5V * 节数 (留出余量) */
    effective_voltage = 0.5f * (float)cell_num;

    /* 将电压线性映射到 0-100%
     * 基准电压 = 3.7V * 串联节数 (空电截止电压) */
    battery_percentage = (func_limit_ab(
            (battery_voltage - 3.7f * (float)cell_num),
            0.0f, effective_voltage) / effective_voltage * 100.0f);

    /* 一阶低通滤波：新值 = 旧值 * (49/50) + 当前值 * (1/50)
     * 用于平滑电量显示，避免显示值跳变 */
    battery_percentage_filter = (battery_percentage_filter * 49.0f + battery_percentage) / 50.0f;
}

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 * CPU 占用率统计
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 * 实现原理：
 *   每帧处理完成后调用本函数，传入该帧的耗时(us)。
 *   累积所有帧的耗时，每 1000ms 计算占比：
 *     CPU占用率 = (累积耗时 / 总时长) * 100%
 *   使用一阶低通滤波平滑显示。
 *
 * 示例：
 *   50fps 摄像头，每帧 20ms 周期，处理耗时 8ms
 *   在 1 秒内累积 50 * 8000us = 400000us
 *   占用率 = 400000 / (1000*1000) * 100 = 40%
 *============================================================*/
void cpu_usage_record_frame(uint32 frame_busy_us)
{
    static uint32 cpu_busy_us = 0;      /* 累积忙碌时间 (us)       */
    static uint32 cpu_last_ms  = 0;     /* 上次统计时刻 (ms)       */
    static uint8  cpu_timer_ok = 0;     /* 系统定时器是否已启动    */
    uint32 now;

    if(!cpu_timer_ok)
    {
        system_start();
        cpu_timer_ok = 1;
    }

    cpu_busy_us += frame_busy_us;
    now = system_getval_ms();

    /* 每 1000ms 统计一次 */
    if(now - cpu_last_ms >= 1000)
    {
        uint32 elapsed_ms = now - cpu_last_ms;

        /* 占用率 = 忙时间 / 总时间 * 100 */
        /* busy_us / (elapsed_ms * 1000us) * 100 = busy_us / (elapsed_ms * 10) */
        cpu_usage_percentage = (float)cpu_busy_us / (float)(elapsed_ms * 10);

        if(cpu_usage_percentage > 100.0f)
            cpu_usage_percentage = 100.0f;

        cpu_busy_us = 0;
        cpu_last_ms = now;
    }

    /* 一阶低通滤波平滑显示 */
    cpu_usage_percentage_filter = (cpu_usage_percentage_filter * 49.0f + cpu_usage_percentage) / 50.0f;
}

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 * 低电量蜂鸣报警
 *
 * 功能说明：
 *   当滤波后电量 <= 30% 时，蜂鸣器"滴滴滴"连响3声后停止。
 *   电量回升到 35% 以上后重置，可再次触发。
 *   使用 system_getval_ms() 非阻塞计时，不影响其他功能。
 *============================================================*/
void low_battery_alarm_check(void)
{
    static uint8  state = 0;        /* 0=待机, 1=鸣响, 2=间歇, 3=冷却 */
    static uint8  cnt = 0;          /* 已响次数                       */
    static uint32 t0 = 0;           /* 状态进入时刻 (ms)              */
    uint32 now = system_getval_ms();

    switch(state)
    {
    case 0: /* 待机：电量过低且电池真实存在时触发 */
        if(battery_voltage > 5.0f
           && battery_percentage_filter > 0.1f
           && battery_percentage_filter <= BATT_ALARM_THRESHOLD)
        {
            state = 1;
            cnt = 0;
            gpio_high(BEEP_PIN);
            t0 = now;
        }
        break;

    case 1: /* 鸣响中：持续 200ms 后关闭 */
        if(now - t0 >= 200)
        {
            gpio_low(BEEP_PIN);
            cnt++;
            if(cnt >= 3)
                state = 3;          /* 响完3声进入冷却 */
            else
                state = 2;          /* 进入间歇 */
            t0 = now;
        }
        break;

    case 2: /* 间歇中：静音 200ms 后再次鸣响 */
        if(now - t0 >= 200)
        {
            gpio_high(BEEP_PIN);
            state = 1;
            t0 = now;
        }
        break;

    case 3: /* 冷却：等待电量回升到 35% 以上，避免重复报警 */
        if(battery_percentage_filter > BATT_ALARM_THRESHOLD + 5.0f)
            state = 0;
        break;
    }
}