/elec/propeller-clock

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  • Committer: Dan
  • Date: 2011-11-02 22:15:18 UTC
  • Revision ID: dan@waxworlds.org-20111102221518-b5j2m5l2pd71f4t1
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Lines of Context:
src/propeller-clock.cc
1
 
/* -*- mode: c++; compile-command: "make"; -*- */
2
 
/*
3
 
 * propeller-clock.ino
4
 
 *
5
 
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <tim@ed.am> and Dan Marston.
6
 
 *
7
 
 * 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
9
 
 * information.
10
 
 *
11
 
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
12
 
 * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
13
 
 * by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
14
 
 * (at your option) any later version.
15
 
 *
16
 
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
17
 
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18
 
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19
 
 * GNU Lesser General Public License for more details.
20
 
 *
21
 
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
22
 
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
23
 
 */
24
 
 
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 "modes/switcher_major_mode.h"
83
 
#include "modes/settings_major_mode.h"
84
 
#include "modes/analogue_clock_mode.h"
85
 
#include "modes/digital_clock_mode.h"
86
 
#include "modes/info_mode.h"
87
 
#include "modes/test_pattern_mode.h"
88
 
#include "text.h"
89
 
#include "text_renderer.h"
90
 
#include "common.h"
91
 
 
92
 
//_____________________________________________________________________________
93
 
//                                                                         data
94
 
 
95
 
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
96
 
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
97
 
// restarted
98
 
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
99
 
 
100
 
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
101
 
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
102
 
 
103
 
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
104
 
static unsigned long _segment_step = 0;
105
 
 
106
 
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
107
 
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
108
 
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
109
 
 
110
 
// the button
111
 
static Button _button( 3 );
112
 
 
113
 
// major modes
114
 
static MajorMode *_modes[ 3 ];
115
 
 
116
 
// current major mode
117
 
static int _mode = 0;
118
 
 
119
 
// interupt handler's "ignore every other" flag
120
 
static bool _pulse_ignore = true;
121
 
 
122
 
//_____________________________________________________________________________
123
 
//                                                                         code
124
 
 
125
 
// perform button events
126
 
void do_button_events()
127
 
{
128
 
        // loop through pending events
129
 
        while( int event = _button.get_event() )
130
 
        {
131
 
                switch( event )
132
 
                {
133
 
                case 1:
134
 
                        // short press
135
 
                        _modes[ _mode ]->press();
136
 
                        break;
137
 
                case 2:
138
 
                        // long press
139
 
                        _modes[ _mode ]->long_press();
140
 
                        break;
141
 
                case 3:
142
 
                        // looooong press (change major mode)
143
 
                        _modes[ _mode ]->deactivate();
144
 
                        if( !_modes[ ++_mode ] ) _mode = 0;
145
 
                        _modes[ _mode ]->activate();
146
 
                        break;
147
 
                case 4:
148
 
                        // switch display upside-down
149
 
                        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
150
 
                        break;
151
 
                }
152
 
        }
153
 
}
154
 
 
155
 
 
156
 
// draw a display segment
157
 
void draw_next_segment( bool reset )
158
 
{
159
 
        // keep track of segment
160
 
        static int segment = 0;
161
 
#if CLOCK_FORWARD
162
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
163
 
#else
164
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
165
 
#endif
166
 
 
167
 
        // reset the text renderer's buffer
168
 
        TextRenderer::reset_buffer();
169
 
 
170
 
        if( reset )
171
 
        {
172
 
                _modes[ _mode ]->draw_reset();
173
 
 
174
 
                // tell the text services we're starting a new frame
175
 
                Text::draw_reset();
176
 
        }
177
 
 
178
 
        // draw
179
 
        _modes[ _mode ]->draw( segment );
180
 
 
181
 
        // draw text
182
 
        Text::draw( segment );
183
 
 
184
 
        // draw text rednerer's buffer
185
 
        TextRenderer::output_buffer();
186
 
 
187
 
#if CLOCK_FORWARD
188
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
189
 
#else
190
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
191
 
#endif
192
 
}
193
 
 
194
 
 
195
 
// calculate time constants when a new pulse has occurred
196
 
void calculate_segment_times()
197
 
{
198
 
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
199
 
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
200
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
201
 
        {
202
 
                // new segment stepping times
203
 
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
204
 
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
205
 
                _segment_step_sub = 0;
206
 
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
207
 
        }
208
 
 
209
 
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
210
 
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
211
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
212
 
        _new_pulse_at = 0;
213
 
}
214
 
 
215
 
 
216
 
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
217
 
// occurred
218
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
219
 
{
220
 
        static unsigned long end_time = 0;
221
 
 
222
 
        // handle reset
223
 
        if( reset )
224
 
                end_time = _last_pulse_at;
225
 
 
226
 
        // work out the time that this segment should be displayed until
227
 
        end_time += _segment_step;
228
 
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
229
 
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
230
 
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
231
 
                end_time++;
232
 
        }
233
 
 
234
 
        // wait
235
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
236
 
}
237
 
 
238
 
 
239
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
240
 
void fan_pulse_handler()
241
 
{
242
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
243
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
244
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
245
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
246
 
        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
247
 
        if( !_pulse_ignore )
248
 
        {
249
 
                // set a new pulse time
250
 
                _new_pulse_at = micros();
251
 
        }
252
 
}
253
 
 
254
 
 
255
 
// main setup
256
 
void setup()
257
 
{
258
 
        // set up an interrupt handler on pin 2 to notice fan pulses
259
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
260
 
        digitalWrite( 2, HIGH );
261
 
  
262
 
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
263
 
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
264
 
                pinMode( a, OUTPUT );
265
 
 
266
 
        // set up mode-switch button on pin 3
267
 
        pinMode( 3, INPUT );
268
 
        digitalWrite( 3, HIGH );
269
 
        static int event_times[] = { 10, 500, 2000, 4000, 0 };
270
 
        _button.set_event_times( event_times );
271
 
 
272
 
        // initialise RTC
273
 
        Time::load_time();
274
 
 
275
 
        // init text renderer
276
 
        TextRenderer::init();
277
 
 
278
 
        // reset text
279
 
        Text::reset();
280
 
        leds_off();
281
 
 
282
 
        static SwitcherMajorMode switcher;
283
 
        static SettingsMajorMode settings( _button );
284
 
 
285
 
        // add major modes
286
 
        int mode = 0;
287
 
        _modes[ mode++ ] = &switcher;
288
 
        _modes[ mode++ ] = &settings;
289
 
        _modes[ mode ] = 0;
290
 
 
291
 
        // activate the current major mode
292
 
        _modes[ _mode ]->activate();
293
 
}
294
 
 
295
 
 
296
 
// main loop
297
 
void loop()
298
 
{
299
 
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
300
 
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
301
 
 
302
 
        // update button
303
 
        _button.update();
304
 
 
305
 
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
306
 
        // that no state changes mid-display
307
 
        if( reset )
308
 
        {
309
 
                // calculate segment times
310
 
                calculate_segment_times();
311
 
 
312
 
                // keep track of time
313
 
                Time::update();
314
 
 
315
 
                // perform button events
316
 
                do_button_events();
317
 
        }
318
 
 
319
 
        // draw this segment
320
 
        draw_next_segment( reset );
321
 
 
322
 
        // wait till it's time to draw the next segment
323
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
324
 
}