Bionic_sphere/test/EXIO_Test/TCA9554PWR_Test.c

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// Created by misaki on 2025/8/24.
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#include "TCA9554PWR_Test.h"
#include "TCA9554PWR.h"
#include "I2C_Driver.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

static const char *TAG = "TCA9554PWR_TEST";

/*-------------------------------------------------
 * 宏：延时时间，方便肉眼观察
 *------------------------------------------------*/
#define DELAY_MS(ms)   vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(ms))

/*-------------------------------------------------
 * 内部辅助函数：打印 8bit 数据为二进制格式
 *------------------------------------------------*/
static void print_bin8(uint8_t val)
{
    for (int i = 7; i >= 0; i--) {
        printf("%c", (val & (1 << i)) ? '1' : '0');
    }
}

/*-------------------------------------------------
 * 测试 1：输出寄存器读写测试
 * 步骤：
 * 1. 先写入 0xAA（10101010）
 * 2. 立即读回，比对是否一致
 *------------------------------------------------*/
static esp_err_t test_output_reg_rw(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, ">> 测试1：输出寄存器读写测试");

    /* 1. 写入数据 */
    Write_REG(TCA9554_OUTPUT_REG, 0xAA);
    DELAY_MS(10);    /* 确保芯片完成写操作 */

    /* 2. 读回数据 */
    uint8_t read_back = Read_REG(TCA9554_OUTPUT_REG);
    ESP_LOGI(TAG, "写入 0xAA，读回 0x%02X", read_back);

    if (read_back != 0xAA) {
        ESP_LOGE(TAG, "测试1 失败：数据不一致");
        return ESP_FAIL;
    }

    ESP_LOGI(TAG, "测试1 通过");
    return ESP_OK;
}

/*-------------------------------------------------
 * 测试 2：配置寄存器读写测试
 * 步骤：
 * 1. 将 8 个 IO 全部设为输入（写 0xFF）
 * 2. 读回，应为 0xFF
 * 3. 再全部设为输出（写 0x00）
 * 4. 读回，应为 0x00
 *------------------------------------------------*/
static esp_err_t test_config_reg_rw(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, ">> 测试2：配置寄存器读写测试");

    /* 1. 全部设为输入 */
    Write_REG(TCA9554_CONFIG_REG, 0xFF);
    DELAY_MS(10);
    uint8_t read_back = Read_REG(TCA9554_CONFIG_REG);
    ESP_LOGI(TAG, "写入 0xFF(全输入)，读回 0x%02X", read_back);
    if (read_back != 0xFF) {
        ESP_LOGE(TAG, "测试2 失败：全输入模式设置错误");
        return ESP_FAIL;
    }

    /* 2. 全部设为输出 */
    Write_REG(TCA9554_CONFIG_REG, 0x00);
    DELAY_MS(10);
    read_back = Read_REG(TCA9554_CONFIG_REG);
    ESP_LOGI(TAG, "写入 0x00(全输出)，读回 0x%02X", read_back);
    if (read_back != 0x00) {
        ESP_LOGE(TAG, "测试2 失败：全输出模式设置错误");
        return ESP_FAIL;
    }

    ESP_LOGI(TAG, "测试2 通过");
    return ESP_OK;
}

/*-------------------------------------------------
 * 测试 3：单管脚输出翻转测试
 * 步骤：
 * 1. 先把 IO1 设为输出
 * 2. 先置高，延时 500ms
 * 3. 再置低，延时 500ms
 * 4. 再调用 Toggle 两次，肉眼可见两次翻转
 *------------------------------------------------*/
static esp_err_t test_single_pin_toggle(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, ">> 测试3：单管脚输出翻转测试");

    /* 1. 设置 IO1 为输出模式 */
    Mode_EXIO(TCA9554_EXIO1, 0);   /* 0 = 输出 */
    DELAY_MS(10);

    /* 2. 置高 */
    Set_EXIO(TCA9554_EXIO1, 1);
    ESP_LOGI(TAG, "IO1 置高，请观察电平");
    DELAY_MS(500);

    /* 3. 置低 */
    Set_EXIO(TCA9554_EXIO1, 0);
    ESP_LOGI(TAG, "IO1 置低，请观察电平");
    DELAY_MS(500);

    /* 4. 两次翻转 */
    Set_Toggle(TCA9554_EXIO1);
    ESP_LOGI(TAG, "IO1 Toggle 1");
    DELAY_MS(500);

    Set_Toggle(TCA9554_EXIO1);
    ESP_LOGI(TAG, "IO1 Toggle 2");
    DELAY_MS(500);

    ESP_LOGI(TAG, "测试3 完成（请确认 LED/万用表现象）");
    return ESP_OK;
}

/*-------------------------------------------------
 * 测试 4：8 位整体输出测试
 * 步骤：
 * 1. 8 个 IO 全部设为输出
 * 2. 依次输出 0x55、0xAA、0xFF、0x00
 * 3. 每次输出后打印日志
 *------------------------------------------------*/
static esp_err_t test_all_pin_output(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, ">> 测试4：8位整体输出测试");

    /* 1. 全部设为输出 */
    Mode_EXIOS(0x00);   /* 0x00 = 全输出 */
    DELAY_MS(10);

    const uint8_t pattern[4] = {0x55, 0xAA, 0xFF, 0x00};
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        Set_EXIOS(pattern[i]);
        ESP_LOGI(TAG, "输出 0x%02X (二进制: ", pattern[i]);
        print_bin8(pattern[i]);
        printf(")\n");
        DELAY_MS(1000);
    }

    ESP_LOGI(TAG, "测试4 完成");
    return ESP_OK;
}

/*-------------------------------------------------
 * 测试 5：输入读取测试
 * 步骤：
 * 1. 将 IO2 设为输入
 * 2. 提示用户把 IO2 拉高
 * 3. 等待 3 秒，期间循环读取 IO2 电平
 * 4. 再提示用户把 IO2 拉低
 * 5. 再次循环读取 3 秒
 *------------------------------------------------*/
static esp_err_t test_single_pin_input(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, ">> 测试5：输入读取测试（需要人工干预）");

    /* 1. 设置 IO2 为输入 */
    Mode_EXIO(TCA9554_EXIO2, 1);   /* 1 = 输入 */
    DELAY_MS(10);

    ESP_LOGI(TAG, "请把 IO2 拉高，3 秒内将持续读取...");
    for (int i = 0; i < 30; i++) {
        uint8_t level = Read_EXIO(TCA9554_EXIO2);
        ESP_LOGI(TAG, "IO2 当前电平 = %u", level);
        DELAY_MS(100);
    }

    ESP_LOGI(TAG, "请把 IO2 拉低，3 秒内将持续读取...");
    for (int i = 0; i < 30; i++) {
        uint8_t level = Read_EXIO(TCA9554_EXIO2);
        ESP_LOGI(TAG, "IO2 当前电平 = %u", level);
        DELAY_MS(100);
    }

    ESP_LOGI(TAG, "测试5 完成");
    return ESP_OK;
}

/*-------------------------------------------------
 * 综合测试入口
 *------------------------------------------------*/
esp_err_t EXIO_Test(void)
{
    ESP_LOGI(TAG, "====== TCA9554PWR 综合测试开始 ======");

    /* 1. 初始化 I2C 与 TCA9554 */
    I2C_Init();                  /* I2C 驱动初始化 */
    EXIO_Init();                 /* TCA9554 芯片初始化 */

    /* 2. 依次运行各项测试 */
    if (test_output_reg_rw()   != ESP_OK) return ESP_FAIL;
    if (test_config_reg_rw()   != ESP_OK) return ESP_FAIL;
    if (test_single_pin_toggle()!= ESP_OK) return ESP_FAIL;
    if (test_all_pin_output()  != ESP_OK) return ESP_FAIL;
    if (test_single_pin_input()!= ESP_OK) return ESP_FAIL;

    ESP_LOGI(TAG, "====== 所有测试通过！======");
    return ESP_OK;
}