EmersonAirCalibTest/APS7100TestTool/Controllers/APS7100Controller.cs

using System;

using APS7100TestTool.Models;
using APS7100TestTool.Services;

namespace APS7100TestTool.Controllers
{
    /// <summary>
    /// APS-7100 AC 可编程电源控制器
    /// 
    /// ⚠ 重要说明：APS7100 使用完整的、层级严格的 SCPI 命令树
    /// 核心根节点：MEAS / SOUR / OUTP / STAT / DATA
    /// 
    /// 命令特点：
    /// 1. 几乎都带二级/三级节点
    /// 2. 不支持简写的无子节点查询（如 OUTP? 不行，必须 OUTP:STAT?）
    /// 3. 测量命令必须走 SCALar 路径
    /// </summary>
    public class APS7100Controller : IPowerSupplyController
    {
        private readonly ScpiDevice _device;

        public DeviceType DeviceType => DeviceType.APS7100;
        public DeviceInfo DeviceInfo => DeviceInfo.GetDeviceInfo(DeviceType.APS7100);

        public APS7100Controller(ScpiDevice device)
        {
            _device = device ?? throw new ArgumentNullException(nameof(device));
        }

        #region IEEE 488.2 标准命令

        /// <summary>
        /// 获取设备识别信息
        /// ⚠ APS7100 在收到任何 SCPI 命令后会自动进入远程模式
        /// </summary>
        public string GetIdentification()
        {
            string result = _device.Query("*IDN?");
            // APS7100 收到 SCPI 命令后自动进入远程模式
            _isInRemoteMode = true;
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// 重置设备到出厂状态
        /// </summary>
        public void Reset()
        {
            _device.SendCommand("*RST");
            System.Threading.Thread.Sleep(1000);
        }

        /// <summary>
        /// 清除状态寄存器
        /// </summary>
        public void ClearStatus()
        {
            _device.SendCommand("*CLS");
        }

        /// <summary>
        /// 等待所有挂起操作完成
        /// </summary>
        public void WaitComplete()
        {
            _device.SendCommand("*WAI");
        }

        /// <summary>
        /// 查询操作完成状态
        /// </summary>
        public bool QueryOperationComplete()
        {
            string result = _device.Query("*OPC?");
            return result.Trim() == "1";
        }

        /// <summary>
        /// 触发设备
        /// </summary>
        public void Trigger()
        {
            _device.SendCommand("*TRG");
        }

        /// <summary>
        /// 自检
        /// </summary>
        public int SelfTest()
        {
            string result = _device.Query("*TST?");
            return int.TryParse(result.Trim(), out int code) ? code : -1;
        }

        /// <summary>
        /// 保存设置到指定位置
        /// </summary>
        public void SaveSettings(int location)
        {
            _device.SendCommand($"*SAV {location}");
        }

        /// <summary>
        /// 从指定位置恢复设置
        /// </summary>
        public void RecallSettings(int location)
        {
            _device.SendCommand($"*RCL {location}");
        }

        /// <summary>
        /// 查询事件状态寄存器
        /// </summary>
        public int QueryEventStatusRegister()
        {
            string result = _device.Query("*ESR?");
            return int.TryParse(result.Trim(), out int value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 设置事件状态使能寄存器
        /// </summary>
        public void SetEventStatusEnable(int mask)
        {
            _device.SendCommand($"*ESE {mask}");
        }

        /// <summary>
        /// 查询状态字节
        /// </summary>
        public int QueryStatusByte()
        {
            string result = _device.Query("*STB?");
            return int.TryParse(result.Trim(), out int value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 设置服务请求使能
        /// </summary>
        public void SetServiceRequestEnable(int mask)
        {
            _device.SendCommand($"*SRE {mask}");
        }

        #endregion

        #region SYSTEM 系统命令

        // 内部状态跟踪，避免重复发送 SYST:REM 导致 SCPI Error
        private bool _isInRemoteMode = false;

        /// <summary>
        /// 进入远程控制模式
        /// ⚠ APS7100 如果已经是远程模式，再次发送 SYST:REM 会报错
        /// </summary>
        public void SetRemoteMode()
        {
            // 如果已知在远程模式，跳过
            if (_isInRemoteMode) return;
            
            try
            {
                _device.SendCommand("SYST:REM");
                _isInRemoteMode = true;
            }
            catch
            {
                // 如果报错，可能已经在远程模式，标记状态并忽略
                _isInRemoteMode = true;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 返回本地控制模式
        /// </summary>
        public void SetLocalMode()
        {
            try
            {
                _device.SendCommand("SYST:COMM:RLST LOCAL");
                _isInRemoteMode = false;
            }
            catch
            {
                // 忽略错误
                _isInRemoteMode = false;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 锁定/解锁前面板按键
        /// ⚠ APS7100 使用 KLOC 命令，不是 RWLOCK
        /// </summary>
        public void SetPanelLock(bool locked)
        {
            _device.SendCommand(locked ? "SYST:KLOC ON" : "SYST:KLOC OFF");
        }

        /// <summary>
        /// 查询系统错误
        /// </summary>
        public string QueryError()
        {
            return _device.Query("SYST:ERR?");
        }
        
        /// <summary>
        /// 清除系统错误队列
        /// </summary>
        public void ClearErrors()
        {
            // 循环读取直到没有错误
            try
            {
                for (int i = 0; i < 10; i++) // 最多清除 10 个错误
                {
                    string error = _device.Query("SYST:ERR?");
                    if (error.StartsWith("0") || error.Contains("No error"))
                        break;
                }
            }
            catch { }
        }

        /// <summary>
        /// 查询 SCPI 版本
        /// </summary>
        public string QueryVersion()
        {
            return _device.Query("SYST:VERS?");
        }

        /// <summary>
        /// 查询当前是否为远程模式
        /// </summary>
        public bool IsRemoteMode()
        {
            // 返回内部跟踪的状态
            // 如果能通讯就说明至少连接正常
            try
            {
                _device.Query("*IDN?");
                return _isInRemoteMode;
            }
            catch
            {
                return false;
            }
        }

        #endregion

        #region OUTPUT 输出控制

        /// <summary>
        /// 设置输出开关
        /// ⚠ APS7100 必须使用 OUTPut:STATe，不支持 OUTP ON
        /// </summary>
        public void SetOutput(bool enable)
        {
            _device.SendCommand(enable ? "OUTP:STAT ON" : "OUTP:STAT OFF");
        }

        /// <summary>
        /// 获取输出状态
        /// ⚠ APS7100 必须使用 OUTPut:STATe?，不支持 OUTP?
        /// </summary>
        public bool GetOutputState()
        {
            string result = _device.Query("OUTP:STAT?");
            return result.Trim() == "1" || result.ToUpper().Contains("ON");
        }

        /// <summary>
        /// 清除输出保护状态
        /// </summary>
        public void ClearOutputProtection()
        {
            _device.SendCommand("OUTP:PROT:CLE");
        }

        #endregion

        #region SOURCE 源设置 - 电压

        /// <summary>
        /// 设置输出电压 (V)
        /// </summary>
        public void SetVoltage(double voltage)
        {
            _device.SendCommand($"SOUR:VOLT {voltage}");
        }

        /// <summary>
        /// 获取电压设定值 (V)
        /// </summary>
        public double GetVoltage()
        {
            string result = _device.Query("SOUR:VOLT?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 设置电压量程
        /// ⚠ APS7100 量程选项：R155 / R310 / R600 / AUTO
        /// ❌ 不支持 LOW / HIGH
        /// </summary>
        public void SetVoltageRange(APS7100VoltageRange range)
        {
            string rangeStr = range switch
            {
                APS7100VoltageRange.R155 => "R155",
                APS7100VoltageRange.R310 => "R310",
                APS7100VoltageRange.R600 => "R600",
                APS7100VoltageRange.Auto => "AUTO",
                _ => "AUTO"
            };
            _device.SendCommand($"SOUR:VOLT:RANG {rangeStr}");
        }

        /// <summary>
        /// 获取电压量程
        /// </summary>
        public APS7100VoltageRange GetVoltageRangeAPS()
        {
            string result = _device.Query("SOUR:VOLT:RANG?").Trim().ToUpper();
            return result switch
            {
                "R155" or "155" => APS7100VoltageRange.R155,
                "R310" or "310" => APS7100VoltageRange.R310,
                "R600" or "600" => APS7100VoltageRange.R600,
                "AUTO" => APS7100VoltageRange.Auto,
                _ => APS7100VoltageRange.Auto
            };
        }

        /// <summary>
        /// 设置电压量程（接口兼容方法）
        /// ⚠ 注意：VoltageRange.Low 映射为 R155，High 映射为 R310
        /// </summary>
        public void SetVoltageRange(VoltageRange range)
        {
            // 接口兼容：Low -> R155, High -> R310
            SetVoltageRange(range == VoltageRange.Low ? APS7100VoltageRange.R155 : APS7100VoltageRange.R310);
        }

        /// <summary>
        /// 获取电压量程（接口兼容方法）
        /// </summary>
        public VoltageRange GetVoltageRange()
        {
            var range = GetVoltageRangeAPS();
            return range == APS7100VoltageRange.R155 ? VoltageRange.Low : VoltageRange.High;
        }

        #endregion

        #region SOURCE 源设置 - 频率

        /// <summary>
        /// 设置输出频率 (Hz)
        /// 常用值：50 / 60 / 400 Hz
        /// </summary>
        public void SetFrequency(double frequency)
        {
            _device.SendCommand($"SOUR:FREQ {frequency}");
        }

        /// <summary>
        /// 获取频率设定值 (Hz)
        /// </summary>
        public double GetFrequency()
        {
            string result = _device.Query("SOUR:FREQ?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 50;
        }

        #endregion

        #region SOURCE 源设置 - 相位

        /// <summary>
        /// 设置输出相位 (度)
        /// 用于多相或并机控制
        /// </summary>
        public void SetPhase(double degrees)
        {
            _device.SendCommand($"SOUR:PHAS {degrees}");
        }

        /// <summary>
        /// 获取相位设定值 (度)
        /// </summary>
        public double GetPhase()
        {
            string result = _device.Query("SOUR:PHAS?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        #endregion

        #region SOURCE 源设置 - 电流限制

        /// <summary>
        /// 设置电流限值 (A)
        /// ⚠ APS7100 只有电流限制，没有"电流设定"概念
        /// 必须使用 SOURce:CURRent:LIMit
        /// </summary>
        public void SetCurrent(double current)
        {
            _device.SendCommand($"SOUR:CURR:LIM:RMS {current}");
        }

        /// <summary>
        /// 设置电流限值 (A) - 显式方法
        /// </summary>
        public void SetCurrentLimit(double current)
        {
            SetCurrent(current);
        }

        /// <summary>
        /// 获取电流限值 (A)
        /// ⚠ 必须使用 SOURce:CURRent:LIMit?
        /// ❌ SOUR:CURR? 不可用
        /// </summary>
        public double GetCurrent()
        {
            string result = _device.Query("SOUR:CURR:LIM:RMS?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 获取电流限值 (A) - 显式方法
        /// </summary>
        public double GetCurrentLimit()
        {
            return GetCurrent();
        }

        #endregion

        #region MEASURE 测量命令

        /// <summary>
        /// 测量实际输出电压 (V RMS)
        /// ⚠ 必须使用 MEASure:SCALar 路径
        /// </summary>
        public double MeasureVoltage()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:VOLT?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 测量实际输出电流 (A RMS)
        /// ⚠ 必须使用 MEASure:SCALar 路径
        /// </summary>
        public double MeasureCurrent()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:CURR?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 测量实际频率 (Hz)
        /// ⚠ 必须使用 MEASure:SCALar 路径
        /// </summary>
        public double MeasureFrequency()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:FREQ?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 测量有功功率 P (W)
        /// ⚠ 必须使用完整路径 MEASure:SCALar:POWer:AC:REAL?
        /// ❌ MEAS:POW? 不可用
        /// </summary>
        public double MeasurePower()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:POW:AC:REAL?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 测量有功功率 P (W) - 别名
        /// </summary>
        public double MeasureRealPower()
        {
            return MeasurePower();
        }

        /// <summary>
        /// 测量视在功率 S (VA)
        /// </summary>
        public double MeasureApparentPower()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:POW:AC:APP?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 测量功率因数 PF
        /// ⚠ 使用 MEASure:SCALar:POWer:AC:PFAC?
        /// ❌ MEAS:PF? 不可用
        /// </summary>
        public double MeasurePowerFactor()
        {
            string result = _device.Query("MEAS:SCAL:POW:AC:PFAC?");
            return double.TryParse(result.Trim(), out double value) ? value : 0;
        }

        #endregion

        #region INITIATE 触发/执行命令

        /// <summary>
        /// 立即执行（启动 Sequence / Simulation / 瞬态测试）
        /// </summary>
        public void InitiateImmediate()
        {
            _device.SendCommand("INIT:IMM");
        }

        /// <summary>
        /// 立即执行瞬态
        /// </summary>
        public void InitiateTransient()
        {
            _device.SendCommand("INIT:IMM:TRAN");
        }

        #endregion

        #region STATUS 状态命令

        /// <summary>
        /// 查询操作状态寄存器
        /// </summary>
        public int QueryOperationStatus()
        {
            string result = _device.Query("STAT:OPER?");
            return int.TryParse(result.Trim(), out int value) ? value : 0;
        }

        /// <summary>
        /// 查询可疑状态寄存器
        /// </summary>
        public int QueryQuestionableStatus()
        {
            string result = _device.Query("STAT:QUES?");
            return int.TryParse(result.Trim(), out int value) ? value : 0;
        }

        #endregion

        #region DATA/TRACE 序列和模拟命令

        /// <summary>
        /// 清除序列数据
        /// 用于：电压跌落、频率扫变、IEC测试波形等
        /// </summary>
        public void SequenceClear()
        {
            _device.SendCommand("DATA:SEQ:CLE");
        }

        /// <summary>
        /// 存储序列到指定位置
        /// </summary>
        public void SequenceStore(int index)
        {
            _device.SendCommand($"DATA:SEQ:STOR {index}");
        }

        /// <summary>
        /// 从指定位置调用序列
        /// </summary>
        public void SequenceRecall(int index)
        {
            _device.SendCommand($"DATA:SEQ:REC {index}");
        }

        /// <summary>
        /// 清除模拟数据
        /// </summary>
        public void SimulationClear()
        {
            _device.SendCommand("DATA:SIM:CLE");
        }

        /// <summary>
        /// 存储模拟到指定位置
        /// </summary>
        public void SimulationStore(int index)
        {
            _device.SendCommand($"DATA:SIM:STOR {index}");
        }

        /// <summary>
        /// 从指定位置调用模拟
        /// </summary>
        public void SimulationRecall(int index)
        {
            _device.SendCommand($"DATA:SIM:REC {index}");
        }

        #endregion

        #region 波形设置（APS7100 不支持传统波形）

        /// <summary>
        /// 设置波形 - APS7100 不支持传统波形设置
        /// ⚠ APS7100 使用 DATA:SEQuence 和 DATA:SIMulation 进行
        /// 电压跌落、频率扫变、IEC测试波形，不是 SINE/SQUARE
        /// </summary>
        public void SetWaveform(Waveform waveform)
        {
            // APS7100 不支持传统的 SOUR:WAVE 命令
            // 它的"波形"是通过序列和模拟功能实现的
            throw new NotSupportedException(
                "APS7100 不支持传统波形设置。" +
                "请使用 SequenceStore/SequenceRecall 或 SimulationStore/SimulationRecall 进行波形模拟。");
        }

        /// <summary>
        /// 获取当前波形 - APS7100 不支持
        /// </summary>
        public Waveform GetWaveform()
        {
            throw new NotSupportedException(
                "APS7100 不支持传统波形查询。输出始终为正弦波。");
        }

        #endregion

        #region 自定义命令

        /// <summary>
        /// 发送自定义 SCPI 命令
        /// </summary>
        public void SendCustomCommand(string command)
        {
            _device.SendCommand(command);
        }

        /// <summary>
        /// 发送自定义 SCPI 查询
        /// </summary>
        public string SendCustomQuery(string command)
        {
            return _device.Query(command);
        }

        #endregion
    }

    #region APS7100 专用枚举

    /// <summary>
    /// APS7100 电压量程
    /// ⚠ 注意：与其他设备不同，APS7100 使用 R155/R310/R600/AUTO
    /// </summary>
    public enum APS7100VoltageRange
    {
        /// <summary>0-155V 量程</summary>
        R155,
        /// <summary>0-310V 量程</summary>
        R310,
        /// <summary>0-600V 量程（如果支持）</summary>
        R600,
        /// <summary>自动量程</summary>
        Auto
    }

    #endregion

    #region 通用枚举（接口兼容）

    /// <summary>
    /// 电压量程（通用接口）
    /// </summary>
    public enum VoltageRange
    {
        /// <summary>低档量程</summary>
        Low,
        /// <summary>高档量程</summary>
        High
    }

    /// <summary>
    /// 波形类型（通用接口）
    /// ⚠ 注意：APS7100 不支持波形设置，仅用于接口兼容
    /// </summary>
    public enum Waveform
    {
        /// <summary>正弦波</summary>
        Sine,
        /// <summary>方波</summary>
        Square,
        /// <summary>三角波</summary>
        Triangle
    }

    #endregion
}