/elec/propeller-clock

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  • Committer: edam
  • Date: 2012-02-25 01:31:17 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120225013117-53ed8yahoreoms76
updated software to include drawing abstraction infrastructure

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

src/propeller-clock.ino
1
 
//
2
 
// propeller-clock.pde
3
 
//
4
 
// A propeller clock.
5
 
 
6
 
void setup()
7
 
{
8
 
  // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
9
 
  attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
10
 
  digitalWrite( 2, HIGH );
 
1
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v 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 (tachiometer) 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 anf 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 analog 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 tachiometer 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 dicsover 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.
11
63
  
12
 
  // set up output pins (4 to 13) for the led array
13
 
  for( int a = 4; a < 14; a++ )
14
 
    pinMode( a, OUTPUT );
15
 
 
16
 
  // serial comms
17
 
  Serial.begin( 9600 );
18
 
}
19
 
 
20
 
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that has just
21
 
// occurred, which means that segment drawing needs to be restarted
 
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
 
 
79
#include <button.h>
 
80
#include "config.h"
 
81
#include "time.h"
 
82
#include "mode_switcher.h"
 
83
#include "drawer.h"
 
84
 
 
85
//_____________________________________________________________________________
 
86
//                                                                         data
 
87
 
 
88
 
 
89
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
 
90
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
 
91
// restarted
22
92
static unsigned long new_pulse_at = 0;
23
93
 
24
 
// interrupt handler to count the number of fan pulses
 
94
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
 
95
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
96
 
 
97
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
 
98
static unsigned long segment_step = 0;
 
99
 
 
100
// 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
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
 
105
static bool inc_draw_mode = false;
 
106
 
 
107
// a bounce-managed button
 
108
static Button button( 3 );
 
109
 
 
110
//_____________________________________________________________________________
 
111
//                                                                         code
 
112
 
 
113
 
 
114
// check for button presses
 
115
void checkButtons()
 
116
{
 
117
        // update buttons
 
118
        int event = button.update();
 
119
 
 
120
        // handle any events
 
121
        switch( event ) {
 
122
        case 1:
 
123
                inc_draw_mode = true;
 
124
                break;
 
125
        }
 
126
}
 
127
 
 
128
 
 
129
// turn an led on/off
 
130
void ledOn( int num, bool on )
 
131
{
 
132
        if( num < 0 || num > 9 ) return;
 
133
 
 
134
        // convert to pin no.
 
135
        num += 4;
 
136
 
 
137
        // pin 4 needs to be inverted (it's driving a PNP)
 
138
        if( num == 4 ) on = !on;
 
139
 
 
140
        digitalWrite( num, on? HIGH : LOW );
 
141
}
 
142
 
 
143
 
 
144
// draw a display segment
 
145
void drawNextSegment( bool reset )
 
146
{
 
147
        static ModeSwitcher mode_switcher;
 
148
        static bool init = false;
 
149
 
 
150
        if( !init ) {
 
151
                init = true;
 
152
                mode_switcher.activate();
 
153
        }
 
154
 
 
155
        // keep track of segment
 
156
#if CLOCK_FORWARD
 
157
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
158
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
159
#else
 
160
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
161
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
162
#endif
 
163
 
 
164
        // draw
 
165
        Drawer &drawer = mode_switcher.get_drawer();
 
166
        if( reset ) drawer.draw_reset();
 
167
        drawer.draw( segment );
 
168
 
 
169
#if CLOCK_FORWARD
 
170
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
171
#else
 
172
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
173
#endif
 
174
}
 
175
 
 
176
 
 
177
// calculate time constants when a new pulse has occurred
 
178
void calculateSegmentTimes()
 
179
{
 
180
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
 
181
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
 
182
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
183
        {
 
184
                // new segment stepping times
 
185
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
186
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
187
                segment_step_sub = 0;
 
188
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
189
        }
 
190
 
 
191
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
 
192
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
 
193
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
194
        new_pulse_at = 0;
 
195
}
 
196
 
 
197
 
 
198
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
 
199
// occurred
 
200
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
201
{
 
202
        static unsigned long end_time = 0;
 
203
 
 
204
        // handle reset
 
205
        if( reset )
 
206
                end_time = last_pulse_at;
 
207
 
 
208
        // work out the time that this segment should be displayed until
 
209
        end_time += segment_step;
 
210
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
211
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
212
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
213
                end_time++;
 
214
        }
 
215
 
 
216
        // wait
 
217
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
218
}
 
219
 
 
220
 
 
221
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
25
222
void fanPulseHandler()
26
223
{
27
 
  // ignore every other pulse
28
 
  static bool ignore = true;
29
 
  ignore = !ignore;
30
 
  if( !ignore )
31
 
  {
32
 
    // set a new pulse time
33
 
    new_pulse_at = micros();
34
 
  }
 
224
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
225
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
226
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
227
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
228
        static bool ignore = true;
 
229
        ignore = !ignore;
 
230
        if( !ignore )
 
231
        {
 
232
                // set a new pulse time
 
233
                new_pulse_at = micros();
 
234
        }
35
235
}
36
236
 
37
 
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has occurred
38
 
void endOfSegmentDelay()
 
237
 
 
238
// main setup
 
239
void setup()
39
240
{
40
 
  while( micros() < next_segment_at && !new_pulse_at );
 
241
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
 
242
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
 
243
        digitalWrite( 2, HIGH );
 
244
  
 
245
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
 
246
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
 
247
                pinMode( a, OUTPUT );
 
248
 
 
249
        // set up mode-switch button on pin 3
 
250
        pinMode( 3, INPUT );
 
251
        digitalWrite( 3, HIGH );
 
252
        button.add_event_at( 5, 1 );
 
253
        button.add_event_at( 1000, 2 );
 
254
        button.add_event_at( 4000, 3 );
 
255
 
 
256
        // serial comms
 
257
        Serial.begin( 9600 );
41
258
}
42
259
 
 
260
 
 
261
// main loop
43
262
void loop()
44
263
{
45
 
  static int led = 4;
46
 
 
47
 
  unsigned long loop_start_time = micros();
48
 
 
49
 
  // wait till it's time to draw the next segment
50
 
  
 
264
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
 
265
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
 
266
 
 
267
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
268
        // that no state changes mid-display
 
269
        if( reset )
 
270
        {
 
271
                // check buttons
 
272
                checkButtons();
 
273
 
 
274
                // keep track of time
 
275
                Time &time = Time::get_instance();
 
276
                time.update();
 
277
        }
 
278
 
 
279
        // draw this segment
 
280
        drawNextSegment( reset );
 
281
 
 
282
        // do we need to recalculate segment times?
 
283
        if( reset )
 
284
                calculateSegmentTimes();
 
285
 
 
286
        // wait till it's time to draw the next segment
 
287
        waitTillNextSegment( reset );
51
288
}