/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.cc

  • Committer: Tim Marston
  • Date: 2012-03-10 12:31:16 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120310123116-l348p5btgecmdj1q
added realtime clock test

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.cc
 
1
/* -*- mode: c++; compile-command: "BOARD=pro5v make"; -*- */
1
2
/*
2
3
 * propeller-clock.ino
3
4
 *
4
5
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <tim@ed.am> and Dan Marston.
5
6
 *
6
7
 * This file is part of propeller-clock (hereafter referred to as "this
7
 
 * program"). See http://ed.am/software/arduino/propeller-clock for more
 
8
 * program"). See http://ed.am/dev/software/arduino/propeller-clock for more
8
9
 * information.
9
10
 *
10
11
 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
35
36
   13 is at the outside.
36
37
 
37
38
 * if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can be
38
 
   used to indirectly drive (via a MOSFET) multiple LEDs which turn on
39
 
   and off in unison in the centre of the clock.
 
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.
40
41
 
41
42
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
42
43
 
 
44
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analog pins 4 and 5.
 
45
 
43
46
Implementation details:
44
47
 
45
 
 * for a schematic, see project/propeller-clock.sch.
 
48
 * for a schematic, see ../project/propeller-clock.sch.
46
49
 
47
50
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
48
51
   every rotation of the propeller.
67
70
    - pressing the button increments the field currently being set
68
71
    - pressing and holding the button for a second cycles through the
69
72
      fields that can be set
70
 
    - press and holding the button for 5 seconds to finish
 
73
    - pressing and holding the button for 5 seconds sets the time and
 
74
      exits "time set" mode
71
75
 
72
76
******************************************************************************/
73
77
 
74
 
 
75
 
#include <Bounce.h>
 
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"
76
85
 
77
86
//_____________________________________________________________________________
78
87
//                                                                         data
79
88
 
80
 
 
81
89
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
82
90
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
83
91
// restarted
84
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
 
92
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
85
93
 
86
94
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
87
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
95
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
88
96
 
89
97
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
90
 
static unsigned long segment_step = 0;
 
98
static unsigned long _segment_step = 0;
91
99
 
92
100
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
93
 
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
94
 
static unsigned long segment_step_sub = 0;
95
 
 
96
 
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
97
 
static bool inc_draw_mode = false;
98
 
 
99
 
// a bounce-managed button
100
 
static Bounce button( 3, 5 );
101
 
 
102
 
// the time
103
 
static int time_hours = 0;
104
 
static int time_minutes = 0;
105
 
static int time_seconds = 0;
106
 
 
107
 
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
108
 
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
109
 
#define NUM_SECOND_SEGMENTS 5
110
 
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * NUM_SECOND_SEGMENTS )
 
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
111
116
 
112
117
//_____________________________________________________________________________
113
118
//                                                                         code
114
119
 
115
120
 
116
 
// check for button presses
117
 
void checkButtons()
 
121
// activate the current minor mode
 
122
void activate_minor_mode()
118
123
{
119
 
        // update buttons
120
 
        button.update();
121
 
 
122
 
        // notice button presses
123
 
        if( button.risingEdge() )
124
 
                inc_draw_mode = true;
 
124
        switch( _minor_mode ) {
 
125
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
 
126
        }
125
127
}
126
128
 
127
 
 
128
 
// keep track of time
129
 
void trackTime()
 
129
// perform button events
 
130
void do_button_events()
130
131
{
131
 
        // previous time and any carried-over milliseconds
132
 
        static unsigned long last_time = millis();
133
 
        static unsigned long carry = 0;
134
 
 
135
 
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
136
 
        unsigned long next_time = millis();
137
 
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
138
 
 
139
 
        // update the previous time and carried-over milliseconds
140
 
        last_time = next_time;
141
 
        carry = delta % 1000;
142
 
 
143
 
        // add the seconds that have passed to the time
144
 
        time_seconds += delta / 1000;
145
 
        while( time_seconds >= 60 ) {
146
 
                time_seconds -= 60;
147
 
                time_minutes++;
148
 
                if( time_minutes >= 60 ) {
149
 
                        time_minutes -= 60;
150
 
                        time_hours++;
151
 
                        if( time_hours >= 24 )
152
 
                                time_hours -= 24;
 
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;
153
171
                }
154
172
        }
155
173
}
156
174
 
157
175
 
158
 
// draw a segment for the test display
159
 
void drawNextSegment_test( bool reset )
 
176
// draw a display segment
 
177
void draw_next_segment( bool reset )
160
178
{
161
179
        // keep track of segment
162
 
        static unsigned int segment = 0;
163
 
        if( reset ) segment = 0;
164
 
        segment++;
165
 
 
166
 
        // turn on inside and outside LEDs
167
 
        digitalWrite( 4, HIGH );
168
 
        digitalWrite( 13, HIGH );
169
 
 
170
 
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
171
 
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
172
 
        for( int a = 0; a < 8; a++ )
173
 
                digitalWrite( 12 - a, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
174
 
}
175
 
 
176
 
 
177
 
// draw a segment for the time display
178
 
void drawNextSegment_time( bool reset )
179
 
{
180
 
        static unsigned int second = 0;
181
 
        static unsigned int segment = 0;
182
 
 
183
 
        // handle display reset
184
 
        if( reset ) {
185
 
                second = 0;
186
 
                segment = 0;
187
 
        }
188
 
 
189
 
        // what needs to be drawn?
190
 
        bool draw_tick = !segment && second % 5 == 0;
191
 
        bool draw_second = !segment && second == time_seconds;
192
 
        bool draw_minute = !segment && second == time_minutes;
193
 
        bool draw_hour = !segment && second == time_hours;
194
 
 
195
 
        // set the LEDs
196
 
        digitalWrite( 13, HIGH );
197
 
        digitalWrite( 12, draw_tick || draw_minute );
198
 
        for( int a = 10; a <= 11; a++ )
199
 
                digitalWrite( a, draw_minute || draw_second );
200
 
        for( int a = 4; a <= 9; a++ )
201
 
                digitalWrite( 10, draw_minute | draw_second || draw_hour );
202
 
 
203
 
        // inc position
204
 
        if( ++segment >= NUM_SECOND_SEGMENTS ) {
205
 
                segment = 0;
206
 
                second++;
207
 
        }
208
 
}
209
 
 
210
 
 
211
 
// draw a display segment
212
 
void drawNextSegment( bool reset )
213
 
{
214
 
        static int draw_mode = 0;
215
 
 
216
 
        // handle mode switch requests
217
 
        if( reset && inc_draw_mode ) {
218
 
                inc_draw_mode = false;
219
 
                draw_mode++;
220
 
                if( draw_mode >= 2 )
221
 
                        draw_mode = 0;
222
 
        }
223
 
 
224
 
        // draw the segment
225
 
        switch( draw_mode ) {
226
 
        case 0: drawNextSegment_test( reset ); break;
227
 
        case 1: drawNextSegment_time( reset ); break;
228
 
        }
 
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
229
204
}
230
205
 
231
206
 
232
207
// calculate time constants when a new pulse has occurred
233
 
void calculateSegmentTimes()
 
208
void calculate_segment_times()
234
209
{
235
210
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
236
211
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
237
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
212
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
238
213
        {
239
214
                // new segment stepping times
240
 
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
241
 
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
242
 
                segment_step_sub = 0;
243
 
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
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;
244
219
        }
245
220
 
246
221
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
247
222
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
248
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
249
 
        new_pulse_at = 0;
 
223
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
224
        _new_pulse_at = 0;
250
225
}
251
226
 
252
227
 
253
228
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
254
229
// occurred
255
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
230
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
256
231
{
257
232
        static unsigned long end_time = 0;
258
233
 
259
234
        // handle reset
260
235
        if( reset )
261
 
                end_time = last_pulse_at;
 
236
                end_time = _last_pulse_at;
262
237
 
263
238
        // work out the time that this segment should be displayed until
264
 
        end_time += segment_step;
265
 
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
266
 
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
267
 
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
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;
268
243
                end_time++;
269
244
        }
270
245
 
271
246
        // wait
272
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
247
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
273
248
}
274
249
 
275
250
 
276
251
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
277
 
void fanPulseHandler()
 
252
void fan_pulse_handler()
278
253
{
279
254
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
280
255
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
285
260
        if( !ignore )
286
261
        {
287
262
                // set a new pulse time
288
 
                new_pulse_at = micros();
 
263
                _new_pulse_at = micros();
289
264
        }
290
265
}
291
266
 
294
269
void setup()
295
270
{
296
271
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
297
 
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
 
272
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
298
273
        digitalWrite( 2, HIGH );
299
274
  
300
275
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
303
278
 
304
279
        // set up mode-switch button on pin 3
305
280
        pinMode( 3, INPUT );
306
 
 
307
 
        // serial comms
308
 
        Serial.begin( 9600 );
 
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
        }
309
292
}
310
293
 
311
294
 
313
296
void loop()
314
297
{
315
298
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
316
 
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
 
299
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
300
 
 
301
        // update button
 
302
        _button.update();
317
303
 
318
304
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
319
305
        // that no state changes mid-display
320
306
        if( reset )
321
307
        {
322
 
                // check buttons
323
 
                checkButtons();
 
308
                // calculate segment times
 
309
                calculate_segment_times();
324
310
 
325
311
                // keep track of time
326
 
                trackTime();
 
312
                Time::update();
 
313
 
 
314
                // perform button events
 
315
                do_button_events();
327
316
        }
328
317
 
329
318
        // draw this segment
330
 
        drawNextSegment( reset );
331
 
 
332
 
        // do we need to recalculate segment times?
333
 
        if( reset )
334
 
                calculateSegmentTimes();
 
319
        draw_next_segment( reset );
335
320
 
336
321
        // wait till it's time to draw the next segment
337
 
        waitTillNextSegment( reset );
 
322
        wait_till_end_of_segment( reset );
338
323
}