/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: edam
  • Date: 2012-03-20 22:13:38 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120320221338-4zvmyesujc0zwwsx
updated arduino makefile

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.cc
28
28
 
29
29
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
30
30
 
31
 
 * the fan's SENSE (tachiometer) pin connected to pin 2 on the
32
 
   arduino.
 
31
 * the fan's SENSE (tachometer) 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 anf off in unison in the centre of the clock.
 
40
   LEDs that turn on and 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 analog pins 4 and 5.
 
44
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analogue 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 tachiometer pulses per revolution, so the
 
53
 * a PC fan actually sends 2 tachometer 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 dicsover the position that
 
56
   position. You will need to experiment to discover 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"
78
79
#include "button.h"
79
 
#include "config.h"
80
80
#include "time.h"
81
 
#include "mode_switcher.h"
82
 
#include "drawer.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"
83
89
 
84
90
//_____________________________________________________________________________
85
91
//                                                                         data
86
92
 
87
 
 
88
93
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
89
94
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
90
95
// restarted
91
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
 
96
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
92
97
 
93
98
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
94
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
99
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
95
100
 
96
101
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
97
 
static unsigned long segment_step = 0;
 
102
static unsigned long _segment_step = 0;
98
103
 
99
104
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
100
 
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
101
 
static unsigned long segment_step_sub = 0;
 
105
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
 
106
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
102
107
 
103
108
// the button
104
 
static Button button( 3 );
105
 
 
106
 
// major mode
107
 
static int major_mode = 0;
108
 
 
109
 
// major modes
110
 
static std::vector< MajorMode * > major_modes;
 
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
111
121
 
112
122
//_____________________________________________________________________________
113
123
//                                                                         code
114
124
 
115
125
 
116
 
// check for button presses
117
 
void checkButtons()
118
 
{
119
 
        // update buttons
120
 
        int event = button.update();
121
 
 
122
 
        // handle any events
123
 
        switch( event ) {
124
 
        case 1:
125
 
                major_modes[ major_mode ]->short_press();
126
 
                break;
127
 
        case 2:
128
 
                major_modes[ major_mode ]->long_press();
129
 
                break;
130
 
        case 3:
131
 
                if( ++major_mode >= major_modes.size() )
132
 
                        major_mode = 0;
133
 
                major_modes[ major_mode ]->activate();
134
 
                break;
 
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;
 
193
                }
135
194
        }
136
195
}
137
196
 
138
197
 
139
198
// draw a display segment
140
 
void drawNextSegment( bool reset )
 
199
void draw_next_segment( bool reset )
141
200
{
142
201
        // keep track of segment
143
202
#if CLOCK_FORWARD
148
207
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
149
208
#endif
150
209
 
 
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
 
151
229
        // draw
152
 
        Drawer &drawer = major_modes[ major_mode ]->get_drawer();
153
 
        if( reset ) drawer.draw_reset();
154
 
        drawer.draw( segment );
 
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();
155
243
 
156
244
#if CLOCK_FORWARD
157
245
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
162
250
 
163
251
 
164
252
// calculate time constants when a new pulse has occurred
165
 
void calculateSegmentTimes()
 
253
void calculate_segment_times()
166
254
{
167
255
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
168
256
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
169
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
257
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
170
258
        {
171
259
                // new segment stepping times
172
 
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
173
 
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
174
 
                segment_step_sub = 0;
175
 
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
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;
176
264
        }
177
265
 
178
266
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
179
267
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
180
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
181
 
        new_pulse_at = 0;
 
268
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
269
        _new_pulse_at = 0;
182
270
}
183
271
 
184
272
 
185
273
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
186
274
// occurred
187
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
275
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
188
276
{
189
277
        static unsigned long end_time = 0;
190
278
 
191
279
        // handle reset
192
280
        if( reset )
193
 
                end_time = last_pulse_at;
 
281
                end_time = _last_pulse_at;
194
282
 
195
283
        // work out the time that this segment should be displayed until
196
 
        end_time += segment_step;
197
 
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
198
 
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
199
 
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
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;
200
288
                end_time++;
201
289
        }
202
290
 
203
291
        // wait
204
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
292
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
205
293
}
206
294
 
207
295
 
208
296
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
209
 
void fanPulseHandler()
 
297
void fan_pulse_handler()
210
298
{
211
299
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
212
300
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
217
305
        if( !ignore )
218
306
        {
219
307
                // set a new pulse time
220
 
                new_pulse_at = micros();
 
308
                _new_pulse_at = micros();
221
309
        }
222
310
}
223
311
 
226
314
void setup()
227
315
{
228
316
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
229
 
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
 
317
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
230
318
        digitalWrite( 2, HIGH );
231
319
  
232
320
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
236
324
        // set up mode-switch button on pin 3
237
325
        pinMode( 3, INPUT );
238
326
        digitalWrite( 3, HIGH );
239
 
        button.add_event_at( 5, 1 );
240
 
        button.add_event_at( 1000, 2 );
241
 
        button.add_event_at( 4000, 3 );
242
 
 
243
 
        // serial comms
244
 
        Serial.begin( 9600 );
245
 
 
246
 
        // set up major modes
247
 
        static ModeSwitcher mode_switcher;
248
 
        major_modes.push_back( &mode_switcher );
249
 
        major_modes[ 0 ]->activate();
 
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();
250
335
}
251
336
 
252
337
 
254
339
void loop()
255
340
{
256
341
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
257
 
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
 
342
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
343
 
 
344
        // update button
 
345
        _button.update();
258
346
 
259
347
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
260
348
        // that no state changes mid-display
261
349
        if( reset )
262
350
        {
263
 
                // check buttons
264
 
                checkButtons();
 
351
                // calculate segment times
 
352
                calculate_segment_times();
265
353
 
266
354
                // keep track of time
267
 
                Time &time = Time::get_instance();
268
 
                time.update();
 
355
                Time::update();
 
356
 
 
357
                // perform button events
 
358
                do_button_events();
269
359
        }
270
360
 
271
361
        // draw this segment
272
 
        drawNextSegment( reset );
273
 
 
274
 
        // do we need to recalculate segment times?
275
 
        if( reset )
276
 
                calculateSegmentTimes();
 
362
        draw_next_segment( reset );
277
363
 
278
364
        // wait till it's time to draw the next segment
279
 
        waitTillNextSegment( reset );
 
365
        wait_till_end_of_segment( reset );
280
366
}