/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: 2012-02-16 00:08:37 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20120216000837-ozbyl61w2n2thwa0
update arduino.mk

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

src/propeller-clock.ino
28
28
 
29
29
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
30
30
 
31
 
 * the fan's SENSE (tachometer) pin connected to pin 2 on the
32
 
   Arduino.
 
31
 * the fan's SENSE (tachiometer) pin connected to pin 2 on the
 
32
   arduino.
33
33
 
34
 
 * the pins 4 to 13 on the Arduino should directly drive an LED (the
 
34
 * the pins 4 to 13 on the arduino should directly drive an LED (the
35
35
   LED on pin 4 is in the centre of the clock face and the LED on pin
36
36
   13 is at the outside.
37
37
 
38
38
 * if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can be
39
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.
 
40
   LEDs that turn on anf off in unison in the centre of the clock.
41
41
 
42
42
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
43
43
 
44
 
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analogue pins 4 and 5.
 
44
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analog pins 4 and 5.
45
45
 
46
46
Implementation details:
47
47
 
50
50
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
51
51
   every rotation of the propeller.
52
52
    
53
 
 * a PC fan actually sends 2 tachometer pulses per revolution, so the
 
53
 * a PC fan actually sends 2 tachiometer pulses per revolution, so the
54
54
   software skips every other one. This means that the clock may
55
55
   appear upside-down if started with the propeller in the wrong
56
 
   position. You will need to experiment to discover the position that
 
56
   position. You will need to experiment to dicsover the position that
57
57
   the propeller must be in when starting the clock.
58
58
    
59
59
Usage instructions:
75
75
 
76
76
******************************************************************************/
77
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
 
#include "settings_mode.h"
86
 
#include "text.h"
87
 
#include "text_renderer.h"
88
 
#include "common.h"
 
78
 
 
79
#include <Bounce.h>
 
80
#include <DS1307.h>
 
81
#include <Wire.h>
89
82
 
90
83
//_____________________________________________________________________________
91
84
//                                                                         data
92
85
 
 
86
 
93
87
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
94
88
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
95
89
// restarted
96
 
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
90
static unsigned long new_pulse_at = 0;
97
91
 
98
92
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
99
 
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
93
static unsigned long last_pulse_at = 0;
100
94
 
101
95
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
102
 
static unsigned long _segment_step = 0;
 
96
static unsigned long segment_step = 0;
103
97
 
104
98
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
105
 
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
106
 
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
107
 
 
108
 
// the button
109
 
static Button _button( 3 );
110
 
 
111
 
// modes
112
 
static int _major_mode = 0;
113
 
static int _minor_mode = 0;
114
 
 
115
 
#define MAIN_MODE_IDX 1
116
 
#define SETTINGS_MODE_IDX 0
117
 
 
118
 
#define ANALOGUE_CLOCK_IDX 0
119
 
#define DIGITAL_CLOCK_IDX 1
120
 
#define TEST_PATTERN_IDX 2
 
99
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
 
100
static unsigned long segment_step_sub = 0;
 
101
 
 
102
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
 
103
static bool inc_draw_mode = false;
 
104
 
 
105
// a bounce-managed button
 
106
static Bounce button( 3, 50 );
 
107
 
 
108
// the time
 
109
static int time_hours = 0;
 
110
static int time_minutes = 0;
 
111
static int time_seconds = 0;
 
112
 
 
113
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
 
114
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
 
115
#define NUM_SECOND_SEGMENTS 5
 
116
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * NUM_SECOND_SEGMENTS )
121
117
 
122
118
//_____________________________________________________________________________
123
119
//                                                                         code
124
120
 
125
121
 
126
 
// activate the current minor mode
127
 
void activate_minor_mode()
128
 
{
129
 
        switch( _minor_mode ) {
130
 
        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_activate(); break;
131
 
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
132
 
        }
133
 
 
134
 
        // reset text
135
 
        Text::reset();
136
 
        leds_off();
137
 
}
138
 
 
139
 
 
140
 
// activate major mode
141
 
void activate_major_mode()
142
 
{
143
 
        switch( _major_mode ) {
144
 
        case MAIN_MODE_IDX: activate_minor_mode(); break;
145
 
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_activate(); break;
146
 
        }
147
 
 
148
 
        // reset text
149
 
        Text::reset();
150
 
        leds_off();
151
 
}
152
 
 
153
 
 
154
 
// perform button events
155
 
void do_button_events()
156
 
{
157
 
        // loop through pending events
158
 
        while( int event = _button.get_event() )
159
 
        {
160
 
                switch( event )
161
 
                {
162
 
                case 1:
163
 
                        // short press
164
 
                        switch( _major_mode ) {
165
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
166
 
                                switch( _minor_mode ) {
167
 
                                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_press(); break;
168
 
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_press(); break;
169
 
                                }
170
 
                                break;
171
 
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_press(); break;
172
 
                        }
173
 
                        break;
174
 
 
175
 
                case 2:
176
 
                        // long press
177
 
                        switch( _major_mode ) {
178
 
                        case MAIN_MODE_IDX:
179
 
                                if( ++_minor_mode >= 3 )
180
 
                                        _minor_mode = 0;
181
 
                                activate_minor_mode();
182
 
                                break;
183
 
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_long_press(); break;
184
 
                        }
185
 
                        break;
186
 
 
187
 
                case 3:
188
 
                        // looooong press (change major mode)
189
 
                        if( ++_major_mode > 1 )
190
 
                                _major_mode = 0;
191
 
                        activate_major_mode();
192
 
                        break;
 
122
// check for button presses
 
123
void checkButtons()
 
124
{
 
125
        // update buttons
 
126
        button.update();
 
127
 
 
128
        // notice button presses
 
129
        if( button.risingEdge() )
 
130
                inc_draw_mode = true;
 
131
}
 
132
 
 
133
 
 
134
// keep track of time
 
135
void trackTime()
 
136
{
 
137
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
138
        static unsigned long last_time = millis();
 
139
        static unsigned long carry = 0;
 
140
 
 
141
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
142
        unsigned long next_time = millis();
 
143
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
144
 
 
145
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
146
        last_time = next_time;
 
147
        carry = delta % 1000;
 
148
 
 
149
        // add the seconds that have passed to the time
 
150
        time_seconds += delta / 1000;
 
151
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
152
                time_seconds -= 60;
 
153
                time_minutes++;
 
154
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
155
                        time_minutes -= 60;
 
156
                        time_hours++;
 
157
                        if( time_hours >= 24 )
 
158
                                time_hours -= 24;
193
159
                }
194
160
        }
195
161
}
196
162
 
197
163
 
198
 
// draw a display segment
199
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
164
// turn an led on/off
 
165
void ledOn( int num, bool on )
 
166
{
 
167
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
168
 
 
169
        // convert to pin no.
 
170
        num += 4;
 
171
 
 
172
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
173
        // NOTE: PIN 4 TEMPORARILY DISABLED
 
174
        if( num == 4 ) on = true; //!on
 
175
 
 
176
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
177
}
 
178
 
 
179
 
 
180
// draw a segment for the test display
 
181
void drawNextSegment_test( bool reset )
200
182
{
201
183
        // keep track of segment
202
 
#if CLOCK_FORWARD
203
 
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
204
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
205
 
#else
206
 
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
207
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
208
 
#endif
209
 
 
210
 
        // reset the text renderer
211
 
        TextRenderer::reset_buffer();
212
 
 
213
 
        // frame reset
 
184
        static unsigned int segment = 0;
 
185
        if( reset ) segment = 0;
 
186
        segment++;
 
187
 
 
188
        // turn on inside and outside LEDs
 
189
        ledOn( 0, true );
 
190
        ledOn( 9, true );
 
191
 
 
192
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
 
193
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
 
194
        for( int a = 0; a < 8; a++ )
 
195
                ledOn( 8 - a, ( segment >> a ) & 1 );
 
196
}
 
197
 
 
198
 
 
199
// draw a segment for the time display
 
200
void drawNextSegment_time( bool reset )
 
201
{
 
202
        static int second = 0;
 
203
        static int segment = 0;
 
204
 
 
205
        // handle display reset
214
206
        if( reset ) {
215
 
                switch( _major_mode ) {
216
 
                case MAIN_MODE_IDX:
217
 
                        switch( _minor_mode ) {
218
 
                        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw_reset(); break;
219
 
                        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw_reset(); break;
220
 
                        }
221
 
                        break;
222
 
                case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw_reset(); break;
223
 
                }
224
 
 
225
 
                // tell the text services we're starting a new frame
226
 
                Text::draw_reset();
227
 
        }
228
 
 
229
 
        // draw
230
 
        switch( _major_mode ) {
231
 
        case MAIN_MODE_IDX:
232
 
                switch( _minor_mode ) {
233
 
                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw( segment ); break;
234
 
                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw( segment ); break;
235
 
                case TEST_PATTERN_IDX: test_pattern_draw( segment ); break;
236
 
                }
237
 
                break;
238
 
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw( segment ); break;
239
 
        }
240
 
 
241
 
        // draw any text that was rendered
242
 
        TextRenderer::output_buffer();
243
 
 
244
 
#if CLOCK_FORWARD
245
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
246
 
#else
247
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
248
 
#endif
 
207
                second = 0;
 
208
                segment = 0;
 
209
        }
 
210
 
 
211
        // what needs to be drawn?
 
212
        bool draw_tick = !segment && second % 5 == 0;
 
213
        bool draw_second = !segment && second == time_seconds;
 
214
        bool draw_minute = !segment && second == time_minutes;
 
215
        bool draw_hour = !segment && second == time_hours;
 
216
 
 
217
        // set the LEDs
 
218
        ledOn( 9, true );
 
219
        ledOn( 8, draw_tick || draw_minute );
 
220
        for( int a = 6; a <= 7; a++ )
 
221
                ledOn( a, draw_minute || draw_second );
 
222
        for( int a = 0; a <= 5; a++ )
 
223
                ledOn( a, draw_minute || draw_second || draw_hour );
 
224
 
 
225
        // inc position
 
226
        if( ++segment >= NUM_SECOND_SEGMENTS ) {
 
227
                segment = 0;
 
228
                second++;
 
229
        }
 
230
}
 
231
 
 
232
 
 
233
// draw a display segment
 
234
void drawNextSegment( bool reset )
 
235
{
 
236
        static int draw_mode = 0;
 
237
 
 
238
        // handle mode switch requests
 
239
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
240
                inc_draw_mode = false;
 
241
                draw_mode++;
 
242
                if( draw_mode >= 2 )
 
243
                        draw_mode = 0;
 
244
        }
 
245
 
 
246
        // draw the segment
 
247
        switch( draw_mode ) {
 
248
        case 0: drawNextSegment_test( reset ); break;
 
249
        case 1: drawNextSegment_time( reset ); break;
 
250
        }
249
251
}
250
252
 
251
253
 
252
254
// calculate time constants when a new pulse has occurred
253
 
void calculate_segment_times()
 
255
void calculateSegmentTimes()
254
256
{
255
257
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
256
258
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
257
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
259
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
258
260
        {
259
261
                // new segment stepping times
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;
 
262
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
263
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
264
                segment_step_sub = 0;
 
265
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
264
266
        }
265
267
 
266
268
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
267
269
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
268
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
269
 
        _new_pulse_at = 0;
 
270
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
271
        new_pulse_at = 0;
270
272
}
271
273
 
272
274
 
273
275
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
274
276
// occurred
275
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
277
void waitTillNextSegment( bool reset )
276
278
{
277
279
        static unsigned long end_time = 0;
278
280
 
279
281
        // handle reset
280
282
        if( reset )
281
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
283
                end_time = last_pulse_at;
282
284
 
283
285
        // work out the time that this segment should be displayed until
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;
 
286
        end_time += segment_step;
 
287
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
288
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
289
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
288
290
                end_time++;
289
291
        }
290
292
 
291
293
        // wait
292
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
294
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
293
295
}
294
296
 
295
297
 
296
298
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
297
 
void fan_pulse_handler()
 
299
void fanPulseHandler()
298
300
{
299
301
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
300
302
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
305
307
        if( !ignore )
306
308
        {
307
309
                // set a new pulse time
308
 
                _new_pulse_at = micros();
 
310
                new_pulse_at = micros();
309
311
        }
310
312
}
311
313
 
314
316
void setup()
315
317
{
316
318
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
317
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
319
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
318
320
        digitalWrite( 2, HIGH );
319
321
  
320
322
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
324
326
        // set up mode-switch button on pin 3
325
327
        pinMode( 3, INPUT );
326
328
        digitalWrite( 3, HIGH );
327
 
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
328
 
        _button.set_event_times( event_times );
329
 
 
330
 
        // initialise RTC
331
 
        Time::init();
332
 
 
333
 
        // activate the minor mode
334
 
        activate_major_mode();
 
329
 
 
330
        // get the time from the real-time clock
 
331
        int rtc_data[ 7 ];
 
332
        RTC.get( rtc_data, true );
 
333
        time_hours = rtc_data[ DS1307_HR ];
 
334
        time_minutes = rtc_data[ DS1307_MIN ];
 
335
        time_seconds = rtc_data[ DS1307_SEC ];
 
336
 
 
337
        // serial comms
 
338
        Serial.begin( 9600 );
335
339
}
336
340
 
337
341
 
339
343
void loop()
340
344
{
341
345
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
342
 
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
343
 
 
344
 
        // update button
345
 
        _button.update();
 
346
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
346
347
 
347
348
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
348
349
        // that no state changes mid-display
349
350
        if( reset )
350
351
        {
351
 
                // calculate segment times
352
 
                calculate_segment_times();
 
352
                // check buttons
 
353
                checkButtons();
353
354
 
354
355
                // keep track of time
355
 
                Time::update();
356
 
 
357
 
                // perform button events
358
 
                do_button_events();
 
356
                trackTime();
359
357
        }
360
358
 
361
359
        // draw this segment
362
 
        draw_next_segment( reset );
 
360
        drawNextSegment( reset );
 
361
 
 
362
        // do we need to recalculate segment times?
 
363
        if( reset )
 
364
                calculateSegmentTimes();
363
365
 
364
366
        // wait till it's time to draw the next segment
365
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
367
        waitTillNextSegment( reset );
366
368
}