/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 src/propeller-clock.ino

  • Committer: edam
  • Date: 2012-02-02 01:19:19 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20120202011919-rcu4pt8mq8pieujs
modified schematic and updated notes

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

src/propeller-clock.ino
1
 
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v make"; -*- */
2
1
/*
3
2
 * propeller-clock.ino
4
3
 *
75
74
 
76
75
******************************************************************************/
77
76
 
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"
 
77
 
 
78
#include <Bounce.h>
 
79
#include <DS1307.h>
 
80
#include <Wire.h>
85
81
 
86
82
//_____________________________________________________________________________
87
83
//                                                                         data
88
84
 
 
85
 
89
86
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
90
87
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
91
88
// restarted
92
 
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
89
static unsigned long new_pulse_at = 0;
93
90
 
94
91
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
95
 
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
92
static unsigned long last_pulse_at = 0;
96
93
 
97
94
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
98
 
static unsigned long _segment_step = 0;
 
95
static unsigned long segment_step = 0;
99
96
 
100
97
// 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
 
98
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
 
99
static unsigned long segment_step_sub = 0;
 
100
 
 
101
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
 
102
static bool inc_draw_mode = false;
 
103
 
 
104
// a bounce-managed button
 
105
static Bounce button( 3, 5 );
 
106
 
 
107
// the time
 
108
static int time_hours = 0;
 
109
static int time_minutes = 0;
 
110
static int time_seconds = 0;
 
111
 
 
112
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
 
113
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
 
114
#define NUM_SECOND_SEGMENTS 5
 
115
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * NUM_SECOND_SEGMENTS )
116
116
 
117
117
//_____________________________________________________________________________
118
118
//                                                                         code
119
119
 
120
120
 
121
 
// activate the current minor mode
122
 
void activate_minor_mode()
 
121
// check for button presses
 
122
void checkButtons()
123
123
{
124
 
        switch( _minor_mode ) {
125
 
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
126
 
        }
 
124
        // update buttons
 
125
        button.update();
 
126
 
 
127
        // notice button presses
 
128
        if( button.risingEdge() )
 
129
                inc_draw_mode = true;
127
130
}
128
131
 
129
 
// perform button events
130
 
void do_button_events()
 
132
 
 
133
// keep track of time
 
134
void trackTime()
131
135
{
132
 
        // loop through pending events
133
 
        while( int event = _button.get_event() )
134
 
        {
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;
 
136
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
137
        static unsigned long last_time = millis();
 
138
        static unsigned long carry = 0;
 
139
 
 
140
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
141
        unsigned long next_time = millis();
 
142
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
143
 
 
144
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
145
        last_time = next_time;
 
146
        carry = delta % 1000;
 
147
 
 
148
        // add the seconds that have passed to the time
 
149
        time_seconds += delta / 1000;
 
150
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
151
                time_seconds -= 60;
 
152
                time_minutes++;
 
153
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
154
                        time_minutes -= 60;
 
155
                        time_hours++;
 
156
                        if( time_hours >= 24 )
 
157
                                time_hours -= 24;
171
158
                }
172
159
        }
173
160
}
174
161
 
175
162
 
 
163
// turn an led on/off
 
164
void ledOn( int num, bool on )
 
165
{
 
166
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
167
 
 
168
        // convert to pin no.
 
169
        num += 4;
 
170
 
 
171
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
172
        if( num == 4 ) on = !on;
 
173
 
 
174
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
175
}
 
176
 
 
177
 
 
178
// draw a segment for the test display
 
179
void drawNextSegment_test( bool reset )
 
180
{
 
181
        // keep track of segment
 
182
        static unsigned int segment = 0;
 
183
        if( reset ) segment = 0;
 
184
        segment++;
 
185
 
 
186
        // turn on inside and outside LEDs
 
187
        ledOn( 0, true );
 
188
        ledOn( 9, true );
 
189
 
 
190
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
 
191
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
 
192
        for( int a = 0; a < 8; a++ )
 
193
                ledOn( 8 - a, ( segment >> a ) & 1 );
 
194
}
 
195
 
 
196
 
 
197
// draw a segment for the time display
 
198
void drawNextSegment_time( bool reset )
 
199
{
 
200
        static int second = 0;
 
201
        static int segment = 0;
 
202
 
 
203
        // handle display reset
 
204
        if( reset ) {
 
205
                second = 0;
 
206
                segment = 0;
 
207
        }
 
208
 
 
209
        // what needs to be drawn?
 
210
        bool draw_tick = !segment && second % 5 == 0;
 
211
        bool draw_second = !segment && second == time_seconds;
 
212
        bool draw_minute = !segment && second == time_minutes;
 
213
        bool draw_hour = !segment && second == time_hours;
 
214
 
 
215
        // set the LEDs
 
216
        ledOn( 9, true );
 
217
        ledOn( 8, draw_tick || draw_minute );
 
218
        for( int a = 6; a <= 7; a++ )
 
219
                ledOn( a, draw_minute || draw_second );
 
220
        for( int a = 0; a <= 5; a++ )
 
221
                ledOn( a, draw_minute || draw_second || draw_hour );
 
222
 
 
223
        // inc position
 
224
        if( ++segment >= NUM_SECOND_SEGMENTS ) {
 
225
                segment = 0;
 
226
                second++;
 
227
        }
 
228
}
 
229
 
 
230
 
176
231
// draw a display segment
177
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
232
void drawNextSegment( bool reset )
178
233
{
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
 
234
        static int draw_mode = 0;
 
235
 
 
236
        // handle mode switch requests
 
237
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
238
                inc_draw_mode = false;
 
239
                draw_mode++;
 
240
                if( draw_mode >= 2 )
 
241
                        draw_mode = 0;
 
242
        }
 
243
 
 
244
        // draw the segment
 
245
        switch( draw_mode ) {
 
246
        case 0: drawNextSegment_test( reset ); break;
 
247
        case 1: drawNextSegment_time( reset ); break;
 
248
        }
204
249
}
205
250
 
206
251
 
207
252
// calculate time constants when a new pulse has occurred
208
 
void calculate_segment_times()
 
253
void calculateSegmentTimes()
209
254
{
210
255
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
211
256
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
212
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
257
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
213
258
        {
214
259
                // 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;
 
260
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
261
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
262
                segment_step_sub = 0;
 
263
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
219
264
        }
220
265
 
221
266
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
222
267
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
223
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
224
 
        _new_pulse_at = 0;
 
268
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
269
        new_pulse_at = 0;
225
270
}
226
271
 
227
272
 
228
273
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
229
274
// occurred
230
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
275
void waitTillNextSegment( bool reset )
231
276
{
232
277
        static unsigned long end_time = 0;
233
278
 
234
279
        // handle reset
235
280
        if( reset )
236
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
281
                end_time = last_pulse_at;
237
282
 
238
283
        // 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;
 
284
        end_time += segment_step;
 
285
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
286
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
287
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
243
288
                end_time++;
244
289
        }
245
290
 
246
291
        // wait
247
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
292
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
248
293
}
249
294
 
250
295
 
251
296
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
252
 
void fan_pulse_handler()
 
297
void fanPulseHandler()
253
298
{
254
299
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
255
300
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
260
305
        if( !ignore )
261
306
        {
262
307
                // set a new pulse time
263
 
                _new_pulse_at = micros();
 
308
                new_pulse_at = micros();
264
309
        }
265
310
}
266
311
 
269
314
void setup()
270
315
{
271
316
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
272
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
317
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
273
318
        digitalWrite( 2, HIGH );
274
319
  
275
320
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
278
323
 
279
324
        // set up mode-switch button on pin 3
280
325
        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
 
        }
 
326
 
 
327
        // get the time from the real-time clock
 
328
        int rtc_data[ 7 ];
 
329
        RTC.get( rtc_data, true );
 
330
        time_hours = rtc_data[ DS1307_HR ];
 
331
        time_minutes = rtc_data[ DS1307_MIN ];
 
332
        time_seconds = rtc_data[ DS1307_SEC ];
 
333
 
 
334
        // serial comms
 
335
        Serial.begin( 9600 );
292
336
}
293
337
 
294
338
 
296
340
void loop()
297
341
{
298
342
        // 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();
 
343
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
303
344
 
304
345
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
305
346
        // that no state changes mid-display
306
347
        if( reset )
307
348
        {
308
 
                // calculate segment times
309
 
                calculate_segment_times();
 
349
                // check buttons
 
350
                checkButtons();
310
351
 
311
352
                // keep track of time
312
 
                Time::update();
313
 
 
314
 
                // perform button events
315
 
                do_button_events();
 
353
                trackTime();
316
354
        }
317
355
 
318
356
        // draw this segment
319
 
        draw_next_segment( reset );
 
357
        drawNextSegment( reset );
 
358
 
 
359
        // do we need to recalculate segment times?
 
360
        if( reset )
 
361
                calculateSegmentTimes();
320
362
 
321
363
        // wait till it's time to draw the next segment
322
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
364
        waitTillNextSegment( reset );
323
365
}