/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: 2012-02-23 00:26:32 UTC
  • Revision ID: edam@waxworlds.org-20120223002632-kkwrdwijfmv45f0j
conrtol segment number from one place and reverse the order the segments are drawn (backwards clock!)

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 )
 
117
 
 
118
// clock direction
 
119
#define CLOCK_FORWARD 0
121
120
 
122
121
//_____________________________________________________________________________
123
122
//                                                                         code
124
123
 
125
124
 
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;
 
125
// check for button presses
 
126
void checkButtons()
 
127
{
 
128
        // update buttons
 
129
        button.update();
 
130
 
 
131
        // notice button presses
 
132
        if( button.risingEdge() )
 
133
                inc_draw_mode = true;
 
134
}
 
135
 
 
136
 
 
137
// keep track of time
 
138
void trackTime()
 
139
{
 
140
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
141
        static unsigned long last_time = millis();
 
142
        static unsigned long carry = 0;
 
143
 
 
144
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
145
        unsigned long next_time = millis();
 
146
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
147
 
 
148
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
149
        last_time = next_time;
 
150
        carry = delta % 1000;
 
151
 
 
152
        // add the seconds that have passed to the time
 
153
        time_seconds += delta / 1000;
 
154
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
155
                time_seconds -= 60;
 
156
                time_minutes++;
 
157
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
158
                        time_minutes -= 60;
 
159
                        time_hours++;
 
160
                        if( time_hours >= 24 )
 
161
                                time_hours -= 24;
193
162
                }
194
163
        }
195
164
}
196
165
 
197
166
 
 
167
// turn an led on/off
 
168
void ledOn( int num, bool on )
 
169
{
 
170
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
171
 
 
172
        // convert to pin no.
 
173
        num += 4;
 
174
 
 
175
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
176
        // NOTE: PIN 4 TEMPORARILY DISABLED
 
177
//      if( num == 4 ) on = true;
 
178
if( num == 4 ) on = !on;
 
179
 
 
180
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
181
}
 
182
 
 
183
 
 
184
// draw a segment for the test display
 
185
void drawNextSegment_test( int segment )
 
186
{
 
187
        // turn on inside and outside LEDs
 
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 < 9; a++ )
 
193
                ledOn( 8 - a, ( segment >> a ) & 1 );
 
194
}
 
195
 
 
196
 
 
197
// draw a segment for the time display
 
198
void drawNextSegment_time( int segment )
 
199
{
 
200
        int second = segment / NUM_SECOND_SEGMENTS;
 
201
        int second_segment = segment % NUM_SECOND_SEGMENTS;
 
202
 
 
203
        // what needs to be drawn?
 
204
        bool draw_tick = !second_segment && second % 5 == 0;
 
205
        bool draw_second = !second_segment && second == time_seconds;
 
206
        bool draw_minute = !second_segment && second == time_minutes;
 
207
        bool draw_hour = !second_segment && second == time_hours;
 
208
 
 
209
        // set the LEDs
 
210
        ledOn( 9, true );
 
211
        ledOn( 8, draw_tick || draw_minute );
 
212
        for( int a = 6; a <= 7; a++ )
 
213
                ledOn( a, draw_minute || draw_second );
 
214
        for( int a = 0; a <= 5; a++ )
 
215
                ledOn( a, draw_minute || draw_second || draw_hour );
 
216
}
 
217
 
 
218
 
198
219
// draw a display segment
199
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
220
void drawNextSegment( bool reset )
200
221
{
 
222
        static int draw_mode = 0;
 
223
 
201
224
        // keep track of segment
202
225
#if CLOCK_FORWARD
203
 
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
204
 
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
226
        static int segment = 0;
 
227
        if( reset ) segment = 0;
205
228
#else
206
 
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
207
 
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
229
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
230
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
208
231
#endif
209
232
 
210
 
        // reset the text renderer
211
 
        TextRenderer::reset_buffer();
212
 
 
213
 
        // frame reset
214
 
        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();
 
233
        // handle mode switch requests
 
234
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
235
                inc_draw_mode = false;
 
236
                draw_mode++;
 
237
                if( draw_mode >= 2 )
 
238
                        draw_mode = 0;
 
239
        }
 
240
 
 
241
        // draw the segment
 
242
        switch( draw_mode ) {
 
243
        case 0: drawNextSegment_test( segment ); break;
 
244
        case 1: drawNextSegment_time( segment ); break;
 
245
        }
243
246
 
244
247
#if CLOCK_FORWARD
245
 
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
248
        segment++;
246
249
#else
247
 
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
250
        segment--;
248
251
#endif
249
252
}
250
253
 
251
254
 
252
255
// calculate time constants when a new pulse has occurred
253
 
void calculate_segment_times()
 
256
void calculateSegmentTimes()
254
257
{
255
258
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
256
259
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
257
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
260
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
258
261
        {
259
262
                // 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;
 
263
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
264
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
265
                segment_step_sub = 0;
 
266
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
264
267
        }
265
268
 
266
269
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
267
270
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
268
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
269
 
        _new_pulse_at = 0;
 
271
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
272
        new_pulse_at = 0;
270
273
}
271
274
 
272
275
 
273
276
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
274
277
// occurred
275
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
278
void waitTillNextSegment( bool reset )
276
279
{
277
280
        static unsigned long end_time = 0;
278
281
 
279
282
        // handle reset
280
283
        if( reset )
281
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
284
                end_time = last_pulse_at;
282
285
 
283
286
        // 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;
 
287
        end_time += segment_step;
 
288
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
289
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
290
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
288
291
                end_time++;
289
292
        }
290
293
 
291
294
        // wait
292
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
295
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
293
296
}
294
297
 
295
298
 
296
299
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
297
 
void fan_pulse_handler()
 
300
void fanPulseHandler()
298
301
{
299
302
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
300
303
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
305
308
        if( !ignore )
306
309
        {
307
310
                // set a new pulse time
308
 
                _new_pulse_at = micros();
 
311
                new_pulse_at = micros();
309
312
        }
310
313
}
311
314
 
314
317
void setup()
315
318
{
316
319
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
317
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
320
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
318
321
        digitalWrite( 2, HIGH );
319
322
  
320
323
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
324
327
        // set up mode-switch button on pin 3
325
328
        pinMode( 3, INPUT );
326
329
        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();
 
330
 
 
331
        // get the time from the real-time clock
 
332
        int rtc_data[ 7 ];
 
333
        RTC.get( rtc_data, true );
 
334
        time_hours = rtc_data[ DS1307_HR ];
 
335
        time_minutes = rtc_data[ DS1307_MIN ];
 
336
        time_seconds = rtc_data[ DS1307_SEC ];
 
337
 
 
338
        // serial comms
 
339
        Serial.begin( 9600 );
335
340
}
336
341
 
337
342
 
339
344
void loop()
340
345
{
341
346
        // 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();
 
347
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
346
348
 
347
349
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
348
350
        // that no state changes mid-display
349
351
        if( reset )
350
352
        {
351
 
                // calculate segment times
352
 
                calculate_segment_times();
 
353
                // check buttons
 
354
                checkButtons();
353
355
 
354
356
                // keep track of time
355
 
                Time::update();
356
 
 
357
 
                // perform button events
358
 
                do_button_events();
 
357
                trackTime();
359
358
        }
360
359
 
361
360
        // draw this segment
362
 
        draw_next_segment( reset );
 
361
        drawNextSegment( reset );
 
362
 
 
363
        // do we need to recalculate segment times?
 
364
        if( reset )
 
365
                calculateSegmentTimes();
363
366
 
364
367
        // wait till it's time to draw the next segment
365
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
368
        waitTillNextSegment( reset );
366
369
}