/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: 2012-02-25 01:29:52 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120225012952-32q8gg07aovk3qxh
updated arduino.mk

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.ino
1
 
/* -*- mode: c++; compile-command: "make"; -*- */
 
1
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v make"; -*- */
2
2
/*
3
3
 * propeller-clock.ino
4
4
 *
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 "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"
 
78
 
 
79
#include <Bounce.h>
 
80
#include <DS1307.h>
 
81
#include <Wire.h>
91
82
 
92
83
//_____________________________________________________________________________
93
84
//                                                                         data
94
85
 
 
86
 
95
87
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
96
88
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
97
89
// restarted
98
 
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
90
static unsigned long new_pulse_at = 0;
99
91
 
100
92
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
101
 
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
93
static unsigned long last_pulse_at = 0;
102
94
 
103
95
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
104
 
static unsigned long _segment_step = 0;
 
96
static unsigned long segment_step = 0;
105
97
 
106
98
// 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;
 
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 draw direction
 
119
#define CLOCK_FORWARD 0
 
120
 
 
121
// rotate display (in segments)
 
122
#define CLOCK_SHIFT ( 58 * NUM_SECOND_SEGMENTS - 1 )
118
123
 
119
124
//_____________________________________________________________________________
120
125
//                                                                         code
121
126
 
122
 
// perform button events
123
 
void do_button_events()
124
 
{
125
 
        // loop through pending events
126
 
        while( int event = _button.get_event() )
127
 
        {
128
 
                switch( event )
129
 
                {
130
 
                case 1:
131
 
                        // short press
132
 
                        _modes[ _mode ]->press();
133
 
                        break;
134
 
                case 2:
135
 
                        // long press
136
 
                        _modes[ _mode ]->long_press();
137
 
                        break;
138
 
                case 3:
139
 
                        // looooong press (change major mode)
140
 
                        _modes[ _mode ]->deactivate();
141
 
                        if( !_modes[ ++_mode ] ) _mode = 0;
142
 
                        _modes[ _mode ]->activate();
143
 
                        break;
 
127
 
 
128
// check for button presses
 
129
void checkButtons()
 
130
{
 
131
        // update buttons
 
132
        button.update();
 
133
 
 
134
        // notice button presses
 
135
        if( button.risingEdge() )
 
136
                inc_draw_mode = true;
 
137
}
 
138
 
 
139
 
 
140
// keep track of time
 
141
void trackTime()
 
142
{
 
143
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
144
        static unsigned long last_time = millis();
 
145
        static unsigned long carry = 0;
 
146
 
 
147
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
148
        unsigned long next_time = millis();
 
149
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
150
 
 
151
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
152
        last_time = next_time;
 
153
        carry = delta % 1000;
 
154
 
 
155
        // add the seconds that have passed to the time
 
156
        time_seconds += delta / 1000;
 
157
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
158
                time_seconds -= 60;
 
159
                time_minutes++;
 
160
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
161
                        time_minutes -= 60;
 
162
                        time_hours++;
 
163
                        if( time_hours >= 24 )
 
164
                                time_hours -= 24;
144
165
                }
145
166
        }
146
167
}
147
168
 
148
169
 
 
170
// turn an led on/off
 
171
void ledOn( int num, bool on )
 
172
{
 
173
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
174
 
 
175
        // convert to pin no.
 
176
        num += 4;
 
177
 
 
178
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
179
        if( num == 4 ) on = !on;
 
180
 
 
181
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
182
}
 
183
 
 
184
 
 
185
// draw a segment for the test display
 
186
void drawNextSegment_test( int segment )
 
187
{
 
188
        // turn on outside LEDs
 
189
        ledOn( 9, true );
 
190
 
 
191
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
 
192
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
 
193
        for( int a = 0; a < 9; a++ )
 
194
                ledOn( 8 - a, ( segment >> a ) & 1 );
 
195
}
 
196
 
 
197
 
 
198
// draw a segment for the time display
 
199
void drawNextSegment_time( int segment )
 
200
{
 
201
        int second = segment / NUM_SECOND_SEGMENTS;
 
202
        int second_segment = segment % NUM_SECOND_SEGMENTS;
 
203
 
 
204
        // what needs to be drawn?
 
205
        bool draw_tick = ( !second_segment && second % 5 == 0 && second ) ||
 
206
                ( second == 0 && second_segment == 1 ) ||
 
207
                ( second == 59 && second_segment == NUM_SECOND_SEGMENTS - 1 );
 
208
        bool draw_second = !second_segment && second == time_seconds;
 
209
        bool draw_minute = !second_segment && second == time_minutes;
 
210
        bool draw_hour = segment == time_hours * 5 * NUM_SECOND_SEGMENTS +
 
211
                ( 5 * NUM_SECOND_SEGMENTS * time_minutes / 60 );
 
212
 
 
213
        // set the LEDs
 
214
        ledOn( 9, true );
 
215
        ledOn( 8, draw_tick || draw_second );
 
216
        for( int a = 6; a <= 7; a++ )
 
217
                ledOn( a, draw_minute || draw_second );
 
218
        for( int a = 0; a <= 5; a++ )
 
219
                ledOn( a, draw_minute || draw_second || draw_hour );
 
220
}
 
221
 
 
222
 
149
223
// draw a display segment
150
 
void draw_next_segment( bool reset )
 
224
void drawNextSegment( bool reset )
151
225
{
 
226
        static int draw_mode = 0;
 
227
 
152
228
        // keep track of segment
153
229
#if CLOCK_FORWARD
154
230
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
158
234
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
159
235
#endif
160
236
 
161
 
        // reset the text renderer's buffer
162
 
        TextRenderer::reset_buffer();
163
 
 
164
 
        if( reset )
165
 
        {
166
 
                _modes[ _mode ]->draw_reset();
167
 
 
168
 
                // tell the text services we're starting a new frame
169
 
                Text::draw_reset();
170
 
        }
171
 
 
172
 
        // draw
173
 
        _modes[ _mode ]->draw( segment );
174
 
 
175
 
        // TODO: remove this hack
176
 
        Text::post_draw();
177
 
 
178
 
        // draw text rednerer's buffer
179
 
        TextRenderer::output_buffer();
 
237
        // handle mode switch requests
 
238
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
239
                inc_draw_mode = false;
 
240
                draw_mode++;
 
241
                if( draw_mode >= 2 )
 
242
                        draw_mode = 0;
 
243
        }
 
244
 
 
245
        // draw the segment
 
246
        switch( draw_mode ) {
 
247
        case 0: drawNextSegment_test( segment ); break;
 
248
        case 1: drawNextSegment_time( segment ); break;
 
249
        }
180
250
 
181
251
#if CLOCK_FORWARD
182
252
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
187
257
 
188
258
 
189
259
// calculate time constants when a new pulse has occurred
190
 
void calculate_segment_times()
 
260
void calculateSegmentTimes()
191
261
{
192
262
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
193
263
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
194
 
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
264
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
195
265
        {
196
266
                // new segment stepping times
197
 
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
198
 
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
199
 
                _segment_step_sub = 0;
200
 
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
267
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
268
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
269
                segment_step_sub = 0;
 
270
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
201
271
        }
202
272
 
203
273
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
204
274
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
205
 
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
206
 
        _new_pulse_at = 0;
 
275
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
276
        new_pulse_at = 0;
207
277
}
208
278
 
209
279
 
210
280
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
211
281
// occurred
212
 
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
282
void waitTillNextSegment( bool reset )
213
283
{
214
284
        static unsigned long end_time = 0;
215
285
 
216
286
        // handle reset
217
287
        if( reset )
218
 
                end_time = _last_pulse_at;
 
288
                end_time = last_pulse_at;
219
289
 
220
290
        // work out the time that this segment should be displayed until
221
 
        end_time += _segment_step;
222
 
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
223
 
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
224
 
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
291
        end_time += segment_step;
 
292
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
293
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
294
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
225
295
                end_time++;
226
296
        }
227
297
 
228
298
        // wait
229
 
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
299
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
230
300
}
231
301
 
232
302
 
233
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
234
 
void fan_pulse_handler()
 
303
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
304
void fanPulseHandler()
235
305
{
236
306
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
237
307
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
242
312
        if( !ignore )
243
313
        {
244
314
                // set a new pulse time
245
 
                _new_pulse_at = micros();
 
315
                new_pulse_at = micros();
246
316
        }
247
317
}
248
318
 
250
320
// main setup
251
321
void setup()
252
322
{
253
 
        // set up an interrupt handler on pin 2 to notice fan pulses
254
 
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
323
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
 
324
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
255
325
        digitalWrite( 2, HIGH );
256
326
  
257
327
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
261
331
        // set up mode-switch button on pin 3
262
332
        pinMode( 3, INPUT );
263
333
        digitalWrite( 3, HIGH );
264
 
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
265
 
        _button.set_event_times( event_times );
266
 
 
267
 
        // initialise RTC
268
 
        Time::init();
269
 
 
270
 
        // init text renderer
271
 
        TextRenderer::init();
272
 
 
273
 
        // reset text
274
 
        Text::reset();
275
 
        leds_off();
276
 
 
277
 
        static SwitcherMajorMode switcher;
278
 
        static SettingsMajorMode settings;
279
 
 
280
 
        // add major modes
281
 
        int mode = 0;
282
 
        _modes[ mode++ ] = &switcher;
283
 
        _modes[ mode++ ] = &settings;
284
 
        _modes[ mode ] = 0;
285
 
 
286
 
        // activate the current major mode
287
 
        _modes[ _mode ]->activate();
 
334
 
 
335
        // get the time from the real-time clock
 
336
        int rtc_data[ 7 ];
 
337
        RTC.get( rtc_data, true );
 
338
        time_hours = rtc_data[ DS1307_HR ];
 
339
        time_minutes = rtc_data[ DS1307_MIN ];
 
340
        time_seconds = rtc_data[ DS1307_SEC ];
 
341
 
 
342
        // serial comms
 
343
        Serial.begin( 9600 );
288
344
}
289
345
 
290
346
 
292
348
void loop()
293
349
{
294
350
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
295
 
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
296
 
 
297
 
        // update button
298
 
        _button.update();
 
351
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
299
352
 
300
353
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
301
354
        // that no state changes mid-display
302
355
        if( reset )
303
356
        {
304
 
                // calculate segment times
305
 
                calculate_segment_times();
 
357
                // check buttons
 
358
                checkButtons();
306
359
 
307
360
                // keep track of time
308
 
                Time::update();
309
 
 
310
 
                // perform button events
311
 
                do_button_events();
 
361
                trackTime();
312
362
        }
313
363
 
314
364
        // draw this segment
315
 
        draw_next_segment( reset );
 
365
        drawNextSegment( reset );
 
366
 
 
367
        // do we need to recalculate segment times?
 
368
        if( reset )
 
369
                calculateSegmentTimes();
316
370
 
317
371
        // wait till it's time to draw the next segment
318
 
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
372
        waitTillNextSegment( reset );
319
373
}