/elec/propeller-clock

To get this branch, use:
bzr branch http://bzr.ed.am/elec/propeller-clock

« back to all changes in this revision

Viewing changes to propeller-clock/propeller-clock.pde

  • Committer: edam
  • Date: 2011-11-17 13:05:46 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20111117130546-by4v2vm98emidlrk
updated propeller-clock code, added GPL text and renamed fan-test

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

propeller-clock/propeller-clock.pde
1
 
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v make"; -*- */
2
1
/*
3
 
 * propeller-clock.ino
 
2
 * propeller-clock.pde
4
3
 *
5
 
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <tim@ed.am> and Dan Marston.
 
4
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <edam@waxworlds.org>
6
5
 *
7
6
 * This file is part of propeller-clock (hereafter referred to as "this
8
 
 * program"). See http://ed.am/dev/software/arduino/propeller-clock for more
 
7
 * program"). See http://ed.am/software/arduino/propeller-clock for more
9
8
 * information.
10
9
 *
11
10
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
22
21
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
23
22
 */
24
23
 
25
 
/******************************************************************************
26
 
 
27
 
Set up:
28
 
 
29
 
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
30
 
 
31
 
 * the fan's SENSE (tachometer) pin connected to pin 2 on the
32
 
   Arduino.
33
 
 
34
 
 * the pins 4 to 13 on the Arduino should directly drive an LED (the
35
 
   LED on pin 4 is in the centre of the clock face and the LED on pin
36
 
   13 is at the outside.
37
 
 
38
 
 * if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can be
39
 
   used to indirectly drive a transistor which in turn drives several
40
 
   LEDs that turn on and off in unison in the centre of the clock.
41
 
 
42
 
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
43
 
 
44
 
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analogue pins 4 and 5.
45
 
 
46
 
Implementation details:
47
 
 
48
 
 * for a schematic, see ../project/propeller-clock.sch.
49
 
 
50
 
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
51
 
   every rotation of the propeller.
52
 
    
53
 
 * a PC fan actually sends 2 tachometer pulses per revolution, so the
54
 
   software skips every other one. This means that the clock may
55
 
   appear upside-down if started with the propeller in the wrong
56
 
   position. You will need to experiment to discover the position that
57
 
   the propeller must be in when starting the clock.
58
 
    
59
 
Usage instructions:
60
 
 
61
 
 * pressing the button cycles between variations of the current
62
 
   display mode.
63
 
  
64
 
 * pressing and holding the button for a second cycles between display
65
 
   modes (e.g., analogue and digital).
66
 
 
67
 
 * pressing and holding the button for 5 seconds enters "time set"
68
 
   mode. In this mode, the following applies:
69
 
    - the field that is being set flashes
70
 
    - pressing the button increments the field currently being set
71
 
    - pressing and holding the button for a second cycles through the
72
 
      fields that can be set
73
 
    - pressing and holding the button for 5 seconds sets the time and
74
 
      exits "time set" mode
75
 
 
76
 
******************************************************************************/
77
 
 
78
 
#include "config.h"
79
 
#include "button.h"
80
 
#include "time.h"
81
 
#include "Arduino.h"
82
 
#include "analogue_clock.h"
83
 
#include "digital_clock.h"
84
 
#include "test_pattern.h"
85
 
 
86
24
//_____________________________________________________________________________
87
25
//                                                                         data
88
26
 
 
27
 
89
28
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
90
29
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
91
30
// restarted
92
 
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
31
static unsigned long new_pulse_at = 0;
93
32
 
94
33
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
95
 
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
34
static unsigned long last_pulse_at = 0;
96
35
 
97
36
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
98
 
static unsigned long _segment_step = 0;
 
37
static unsigned long segment_step = 0;
99
38
 
100
39
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
101
 
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
102
 
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
103
 
 
104
 
// the button
105
 
static Button _button( 3 );
106
 
 
107
 
// modes
108
 
static int _major_mode = 0;
109
 
static int _minor_mode = 0;
110
 
 
111
 
#define MAIN_MODE_IDX 0
112
 
 
113
 
#define ANALOGUE_CLOCK_IDX 0
114
 
#define DIGITAL_CLOCK_IDX 1
115
 
#define TEST_PATTERN_IDX 2
 
40
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
 
41
static unsigned long segment_step_sub = 0;
 
42
 
 
43
// display mode
 
44
static
 
45
 
116
46
 
117
47
//_____________________________________________________________________________
118
48
//                                                                         code
119
49
 
120
50
 
121
 
// activate the current minor mode
122
 
void activate_minor_mode()
123
 
{
124
 
        switch( _minor_mode ) {
125
 
        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_activate(); break;
126
 
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
127
 
        }
128
 
}
129
 
 
130
 
// perform button events
131
 
void do_button_events()
132
 
{
133
 
        // loop through pending events
134
 
        while( int event = _button.get_event() )
 
51
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
52
void fanPulseHandler()
 
53
{
 
54
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
55
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
56
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
57
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
58
        static bool ignore = true;
 
59
        ignore = !ignore;
 
60
        if( !ignore )
135
61
        {
136
 
                switch( event )
137
 
                {
138
 
                case 1:
139
 
                        // short press
140
 
                        switch( _major_mode ) {
141
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
142
 
                                switch( _minor_mode ) {
143
 
                                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_press(); break;
144
 
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_press(); break;
145
 
                                }
146
 
                                break;
147
 
                        }
148
 
                        break;
149
 
 
150
 
                case 2:
151
 
                        // long press
152
 
                        switch( _major_mode ) {
153
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
154
 
                                if( ++_minor_mode >= 3 )
155
 
                                        _minor_mode = 0;
156
 
                                switch( _minor_mode ) {
157
 
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
158
 
                                }
159
 
                                break;
160
 
                        }
161
 
                        break;
162
 
 
163
 
                case 3:
164
 
                        // looooong press (change major mode)
165
 
                        if( ++_major_mode > 0 )
166
 
                                _major_mode = 0;
167
 
                        switch( _major_mode ) {
168
 
                        case MAIN_MODE_IDX: _minor_mode = 0; break;
169
 
                        }
170
 
                        activate_minor_mode();
171
 
                        break;
172
 
                }
 
62
                // set a new pulse time
 
63
                new_pulse_at = micros();
173
64
        }
174
65
}
175
66
 
176
67
 
177
 
// draw a display segment
178
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
68
// draw a particular segment
 
69
void drawNextSegment( bool reset )
179
70
{
180
 
        // keep track of segment
181
 
#if CLOCK_FORWARD
182
 
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
183
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
184
 
#else
185
 
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
186
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
187
 
#endif
188
 
 
189
 
        // frame reset
190
 
        if( reset ) {
191
 
                switch( _major_mode ) {
192
 
                case MAIN_MODE_IDX:
193
 
                        switch( _minor_mode ) {
194
 
                        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw_reset(); break;
195
 
                        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw_reset(); break;
196
 
                        }
197
 
                        break;
198
 
                }
199
 
        }
200
 
 
201
 
        // draw
202
 
        switch( _major_mode ) {
203
 
        case MAIN_MODE_IDX:
204
 
                switch( _minor_mode ) {
205
 
                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw( segment ); break;
206
 
                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw( segment ); break;
207
 
                case TEST_PATTERN_IDX: test_pattern_draw( segment ); break;
208
 
                }
209
 
                break;
210
 
        }
211
 
 
212
 
#if CLOCK_FORWARD
213
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
214
 
#else
215
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
216
 
#endif
 
71
        static unsigned int segment = 0;
 
72
        if( reset ) segment = 0;
 
73
        segment++;
 
74
 
 
75
        for( int a = 0; a < 10; a++ )
 
76
                digitalWrite( a + 4, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
217
77
}
218
78
 
219
79
 
220
80
// calculate time constants when a new pulse has occurred
221
 
void calculate_segment_times()
 
81
void calculateSegmentTimes()
222
82
{
223
83
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
224
84
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
225
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
85
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
226
86
        {
227
87
                // new segment stepping times
228
 
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
229
 
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
230
 
                _segment_step_sub = 0;
231
 
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
88
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
89
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
90
                segment_step_sub = 0;
 
91
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
232
92
        }
233
93
 
234
94
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
235
95
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
236
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
237
 
        _new_pulse_at = 0;
 
96
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
97
        new_pulse_at = 0;
238
98
}
239
99
 
240
100
 
241
101
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
242
102
// occurred
243
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
103
void waitTillNextSegment( bool reset )
244
104
{
245
105
        static unsigned long end_time = 0;
246
106
 
247
107
        // handle reset
248
108
        if( reset )
249
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
109
                end_time = last_pulse_at;
250
110
 
251
111
        // work out the time that this segment should be displayed until
252
 
        end_time += _segment_step;
253
 
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
254
 
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
255
 
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
112
        end_time += segment_step;
 
113
        semgment_step_sub += semgment_step_sub_step;
 
114
        if( semgment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
115
                semgment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
256
116
                end_time++;
257
117
        }
258
118
 
259
119
        // wait
260
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
261
 
}
262
 
 
263
 
 
264
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
265
 
void fan_pulse_handler()
266
 
{
267
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
268
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
269
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
270
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
271
 
        static bool ignore = true;
272
 
        ignore = !ignore;
273
 
        if( !ignore )
274
 
        {
275
 
                // set a new pulse time
276
 
                _new_pulse_at = micros();
277
 
        }
 
120
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
278
121
}
279
122
 
280
123
 
282
125
void setup()
283
126
{
284
127
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
285
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
128
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
286
129
        digitalWrite( 2, HIGH );
287
130
  
288
131
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
289
132
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
290
133
                pinMode( a, OUTPUT );
291
134
 
292
 
        // set up mode-switch button on pin 3
293
 
        pinMode( 3, INPUT );
294
 
        digitalWrite( 3, HIGH );
295
 
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
296
 
        _button.set_event_times( event_times );
297
 
 
298
 
        // initialise RTC
299
 
        Time::init();
300
 
 
301
 
        // activate the minor mode
302
 
        switch( _major_mode ) {
303
 
        case MAIN_MODE_IDX: activate_minor_mode(); break;
304
 
        }
 
135
        // serial comms
 
136
        Serial.begin( 9600 );
305
137
}
306
138
 
307
139
 
309
141
void loop()
310
142
{
311
143
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
312
 
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
313
 
 
314
 
        // update button
315
 
        _button.update();
316
 
 
317
 
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
318
 
        // that no state changes mid-display
319
 
        if( reset )
320
 
        {
321
 
                // calculate segment times
322
 
                calculate_segment_times();
323
 
 
324
 
                // keep track of time
325
 
                Time::update();
326
 
 
327
 
                // perform button events
328
 
                do_button_events();
329
 
        }
 
144
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
330
145
 
331
146
        // draw this segment
332
 
        draw_next_segment( reset );
 
147
        drawNextSegment( reset );
 
148
 
 
149
        // do we need to recalculate segment times?
 
150
        if( reset )
 
151
                calculateSegmentTimes();
333
152
 
334
153
        // wait till it's time to draw the next segment
335
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
154
        waitTillNextSegment( reset );
336
155
}