EIS电池阻抗测量芯片验证系统(三)：上位机PyQt架构与CSV流程

电量计
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1. 上位机整体架构

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┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     PyComSender (PyQt5)                           │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────────────────┐  │
│  │ 串口设置    │  │ CSV文件加载  │  │ 命令执行 + 日志         │  │
│  │ 波特率选择  │  │ 浏览/加载    │  │ 开始/停止  real-time log│  │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────────────────┘  │
└────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┘
                             │ UART (115200)
                             ▼
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  STM32F407 I2C Bridge                             │
│                   串口 → I2C 协议转换                              │
└────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┘
                             │ I2C (100kHz, 0x58)
                             ▼
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  EIS FPGA/ASIC 验证板                              │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. 项目结构

组件 路径 职责
PyComSender COM2IIC/PyComSender/ PyQt 上位机，加载CSV并发送命令
PyEisAdcCreator COM2IIC/PyEisAdcCreator/ 根据 config.yml 生成 EIS 验证用 CSV
STM32F407IICBridge STM32F407IICBridge/ 串口转 I2C 桥接固件

3. PyComSender 主要功能

3.1 串口管理

  • 自动扫描可用串口
  • 波特率可选：9600 ~ 115200（默认 115200）
  • 打开/关闭串口

3.2 CSV 加载

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# main_window.py - load_commands()
with open(file_path, 'r', newline='') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        if row and not row[0].startswith('#'):
            self.command_list.append(I2CCommand.from_csv_row(row))
  • 解析 CSV 每一行
  • 跳过 # 注释行
  • 调用 I2CCommand.from_csv_row(row) 转换为命令对象

3.3 命令执行

  • 顺序执行：按 CSV 行序依次执行
  • 控制流：支持 DELAY、LOOP BEGIN/END、REPEAT
  • 异步调度：使用 QTimer.singleShot(0, ...) 避免递归栈溢出，支持任意深度嵌套

3.4 日志

  • 实时显示在 GUI
  • 同时写入 logs/test_YYYYMMDD_HHMMSS.log
  • 颜色区分：命令(蓝)、成功(绿)、错误(红)

4. CSV 文件来源

4.1 手动编写

适用于简单 I2C 读写、寄存器配置调试。

4.2 PyEisAdcCreator 自动生成

针对 EIS 芯片验证：

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config.yml  →  PyEisAdcCreator  →  output_pycomsender.csv
  • 支持 FREQ_INDEX: 0~0xF 等范围参数，自动生成多组配置
  • 每组配置包含：寄存器写、DELAY、ADC 范围比较/读命令
  • 输出格式符合 PyComSender 的 CSV 规范

5. 典型 EIS 验证 CSV 结构

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#=== 配置组 1/16 - FREQ_INDEX = 0 ===
,1,0x58,0x42,1,0x43,#bit[6]=1+FREQ_INDEX...
,1,0x58,0x3F,1,0x18,#OSR_SEL
...
,1,0x58,0x41,1,0x80,#ADC_GO
DELAY:10,#wait ADC_GO
,4,0x58,0x0b,6,"0xa5,0xaf,0x05,0xde,0x48,0x06"
,2,0x58,0x14,4,,"#ADC expect: 0x07d30e"
...
#=== 配置组 2/16 - FREQ_INDEX = 1 ===
...
  • 每个配置组：写寄存器 → DELAY:10 → 17 个 ADC 点验证
  • 16 个配置组 = 16 个频率点，完整 EIS 扫频验证

6. 数据流总结

  1. PyEisAdcCreator：算法 + 配置 → 生成 CSV
  2. PyComSender：加载 CSV → 解析为 I2CCommand 列表
  3. 执行引擎：顺序 + 控制流 → 通过串口发往 STM32
  4. STM32：串口协议 → I2C 时序 → 操作 FPGA 寄存器
  5. FPGA：寄存器配置 → 执行 EIS 测量 → 结果存于 EIS Cell 寄存器
  6. 验证：读回/范围比较 → 判断 Pass/Fail

下一篇文章将详细说明 STM32 的串口命令协议与 I2C 转发逻辑。

系列目录
01. EIS原理与电池阻抗谱
02. FPGA ADC激励与电池阻抗扫描原理
03. 上位机架构：PyQt与CSV流程（本文）
04. STM32命令转发与串口-I2C桥接
05. CSV脚本解释器实现精髓