/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 13:11:02 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20111117131102-ihs5tz2hynj18h0r
moved schematic and Makefile to propeller-clock dir and updated Makefile for Arduino Pro Mini w/ Atmel 168 board

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 (tachiometer) 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 anf 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 analog 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 tachiometer 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 dicsover 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
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
 
44
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
 
45
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * 5 )
 
46
 
116
47
 
117
48
//_____________________________________________________________________________
118
49
//                                                                         code
119
50
 
120
51
 
121
 
// activate the current minor mode
122
 
void activate_minor_mode()
123
 
{
124
 
        switch( _minor_mode ) {
125
 
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
126
 
        }
127
 
}
128
 
 
129
 
// perform button events
130
 
void do_button_events()
131
 
{
132
 
        // loop through pending events
133
 
        while( int event = _button.get_event() )
 
52
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
53
void fanPulseHandler()
 
54
{
 
55
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
56
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
57
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
58
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
59
        static bool ignore = true;
 
60
        ignore = !ignore;
 
61
        if( !ignore )
134
62
        {
135
 
                switch( event )
136
 
                {
137
 
                case 1:
138
 
                        // short press
139
 
                        switch( _major_mode ) {
140
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
141
 
                                switch( _minor_mode ) {
142
 
                                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_press(); break;
143
 
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_press(); break;
144
 
                                }
145
 
                                break;
146
 
                        }
147
 
                        break;
148
 
 
149
 
                case 2:
150
 
                        // long press
151
 
                        switch( _major_mode ) {
152
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
153
 
                                if( ++_minor_mode >= 3 )
154
 
                                        _minor_mode = 0;
155
 
                                switch( _minor_mode ) {
156
 
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
157
 
                                }
158
 
                                break;
159
 
                        }
160
 
                        break;
161
 
 
162
 
                case 3:
163
 
                        // looooong press (change major mode)
164
 
                        if( ++_major_mode > 0 )
165
 
                                _major_mode = 0;
166
 
                        switch( _major_mode ) {
167
 
                        case MAIN_MODE_IDX: _minor_mode = 0; break;
168
 
                        }
169
 
                        activate_minor_mode();
170
 
                        break;
171
 
                }
 
63
                // set a new pulse time
 
64
                new_pulse_at = micros();
172
65
        }
173
66
}
174
67
 
175
68
 
176
 
// draw a display segment
177
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
69
// draw a particular segment
 
70
void drawNextSegment( bool reset )
178
71
{
179
 
        // keep track of segment
180
 
#if CLOCK_FORWARD
181
 
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
182
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
183
 
#else
184
 
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
185
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
186
 
#endif
187
 
 
188
 
        // draw
189
 
        switch( _major_mode ) {
190
 
        case MAIN_MODE_IDX:
191
 
                switch( _minor_mode ) {
192
 
                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw( segment ); break;
193
 
                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw( segment ); break;
194
 
                case TEST_PATTERN_IDX: test_pattern_draw( segment ); break;
195
 
                }
196
 
                break;
197
 
        }
198
 
 
199
 
#if CLOCK_FORWARD
200
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
201
 
#else
202
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
203
 
#endif
 
72
        static unsigned int segment = 0;
 
73
        if( reset ) segment = 0;
 
74
        segment++;
 
75
 
 
76
        for( int a = 0; a < 10; a++ )
 
77
                digitalWrite( a + 4, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
204
78
}
205
79
 
206
80
 
207
81
// calculate time constants when a new pulse has occurred
208
 
void calculate_segment_times()
 
82
void calculateSegmentTimes()
209
83
{
210
84
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
211
85
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
212
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
86
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
213
87
        {
214
88
                // new segment stepping times
215
 
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
216
 
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
217
 
                _segment_step_sub = 0;
218
 
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
89
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
90
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
91
                segment_step_sub = 0;
 
92
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
219
93
        }
220
94
 
221
95
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
222
96
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
223
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
224
 
        _new_pulse_at = 0;
 
97
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
98
        new_pulse_at = 0;
225
99
}
226
100
 
227
101
 
228
102
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
229
103
// occurred
230
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
104
void waitTillNextSegment( bool reset )
231
105
{
232
106
        static unsigned long end_time = 0;
233
107
 
234
108
        // handle reset
235
109
        if( reset )
236
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
110
                end_time = last_pulse_at;
237
111
 
238
112
        // work out the time that this segment should be displayed until
239
 
        end_time += _segment_step;
240
 
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
241
 
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
242
 
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
113
        end_time += segment_step;
 
114
        semgment_step_sub += semgment_step_sub_step;
 
115
        if( semgment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
116
                semgment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
243
117
                end_time++;
244
118
        }
245
119
 
246
120
        // wait
247
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
248
 
}
249
 
 
250
 
 
251
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
252
 
void fan_pulse_handler()
253
 
{
254
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
255
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
256
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
257
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
258
 
        static bool ignore = true;
259
 
        ignore = !ignore;
260
 
        if( !ignore )
261
 
        {
262
 
                // set a new pulse time
263
 
                _new_pulse_at = micros();
264
 
        }
 
121
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
265
122
}
266
123
 
267
124
 
269
126
void setup()
270
127
{
271
128
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
272
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
129
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
273
130
        digitalWrite( 2, HIGH );
274
131
  
275
132
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
276
133
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
277
134
                pinMode( a, OUTPUT );
278
135
 
279
 
        // set up mode-switch button on pin 3
280
 
        pinMode( 3, INPUT );
281
 
        digitalWrite( 3, HIGH );
282
 
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
283
 
        _button.set_event_times( event_times );
284
 
 
285
 
        // get time from RTC
286
 
        Time::init();
287
 
 
288
 
        // activate the minor mode
289
 
        switch( _major_mode ) {
290
 
        case MAIN_MODE_IDX: activate_minor_mode(); break;
291
 
        }
 
136
        // serial comms
 
137
        Serial.begin( 9600 );
292
138
}
293
139
 
294
140
 
296
142
void loop()
297
143
{
298
144
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
299
 
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
300
 
 
301
 
        // update button
302
 
        _button.update();
303
 
 
304
 
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
305
 
        // that no state changes mid-display
306
 
        if( reset )
307
 
        {
308
 
                // calculate segment times
309
 
                calculate_segment_times();
310
 
 
311
 
                // keep track of time
312
 
                Time::update();
313
 
 
314
 
                // perform button events
315
 
                do_button_events();
316
 
        }
 
145
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
317
146
 
318
147
        // draw this segment
319
 
        draw_next_segment( reset );
 
148
        drawNextSegment( reset );
 
149
 
 
150
        // do we need to recalculate segment times?
 
151
        if( reset )
 
152
                calculateSegmentTimes();
320
153
 
321
154
        // wait till it's time to draw the next segment
322
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
155
        waitTillNextSegment( reset );
323
156
}