/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: 2012-03-21 21:24:17 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120321212417-dnba5l1oheddeyxw
fixed time centring and display in settings mode

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

src/propeller-clock.cc
 
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 (tachometer) 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 and 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 analogue 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 tachometer 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 discover 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.
 
63
  
 
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
#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"
 
89
 
 
90
//_____________________________________________________________________________
 
91
//                                                                         data
 
92
 
 
93
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
 
94
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
 
95
// restarted
 
96
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
97
 
 
98
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
 
99
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
100
 
 
101
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
 
102
static unsigned long _segment_step = 0;
 
103
 
 
104
// 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
 
121
 
 
122
//_____________________________________________________________________________
 
123
//                                                                         code
 
124
 
 
125
 
 
126
// activate the current minor mode
 
127
void activate_minor_mode()
 
128
{
 
129
        // reset text
 
130
        Text::reset();
 
131
        leds_off();
 
132
 
 
133
        // give the mode a chance to init
 
134
        switch( _minor_mode ) {
 
135
        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_activate(); break;
 
136
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
 
137
        }
 
138
}
 
139
 
 
140
 
 
141
// activate major mode
 
142
void activate_major_mode()
 
143
{
 
144
        // reset text
 
145
        Text::reset();
 
146
        leds_off();
 
147
 
 
148
        // give the mode a chance to init
 
149
        switch( _major_mode ) {
 
150
        case MAIN_MODE_IDX: activate_minor_mode(); break;
 
151
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_activate(); break;
 
152
        }
 
153
}
 
154
 
 
155
 
 
156
// perform button events
 
157
void do_button_events()
 
158
{
 
159
        // loop through pending events
 
160
        while( int event = _button.get_event() )
 
161
        {
 
162
                switch( event )
 
163
                {
 
164
                case 1:
 
165
                        // short press
 
166
                        switch( _major_mode ) {
 
167
                        case MAIN_MODE_IDX:
 
168
                                switch( _minor_mode ) {
 
169
                                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_press(); break;
 
170
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_press(); break;
 
171
                                }
 
172
                                break;
 
173
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_press(); break;
 
174
                        }
 
175
                        break;
 
176
 
 
177
                case 2:
 
178
                        // long press
 
179
                        switch( _major_mode ) {
 
180
                        case MAIN_MODE_IDX:
 
181
                                if( ++_minor_mode >= 3 )
 
182
                                        _minor_mode = 0;
 
183
                                activate_minor_mode();
 
184
                                break;
 
185
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_long_press(); break;
 
186
                        }
 
187
                        break;
 
188
 
 
189
                case 3:
 
190
                        // looooong press (change major mode)
 
191
                        if( ++_major_mode > 1 )
 
192
                                _major_mode = 0;
 
193
                        activate_major_mode();
 
194
                        break;
 
195
                }
 
196
        }
 
197
}
 
198
 
 
199
 
 
200
// draw a display segment
 
201
void draw_next_segment( bool reset )
 
202
{
 
203
        // keep track of segment
 
204
#if CLOCK_FORWARD
 
205
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
206
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
207
#else
 
208
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
209
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
210
#endif
 
211
 
 
212
        // reset the text renderer
 
213
        TextRenderer::reset_buffer();
 
214
 
 
215
        // frame reset
 
216
        if( reset ) {
 
217
                switch( _major_mode ) {
 
218
                case MAIN_MODE_IDX:
 
219
                        switch( _minor_mode ) {
 
220
                        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw_reset(); break;
 
221
                        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw_reset(); break;
 
222
                        }
 
223
                        break;
 
224
                case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw_reset(); break;
 
225
                }
 
226
 
 
227
                // tell the text services we're starting a new frame
 
228
                Text::draw_reset();
 
229
        }
 
230
 
 
231
        // draw
 
232
        switch( _major_mode ) {
 
233
        case MAIN_MODE_IDX:
 
234
                switch( _minor_mode ) {
 
235
                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw( segment ); break;
 
236
                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw( segment ); break;
 
237
                case TEST_PATTERN_IDX: test_pattern_draw( segment ); break;
 
238
                }
 
239
                break;
 
240
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw( segment ); break;
 
241
        }
 
242
 
 
243
        // draw any text that was rendered
 
244
        TextRenderer::output_buffer();
 
245
 
 
246
#if CLOCK_FORWARD
 
247
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
248
#else
 
249
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
250
#endif
 
251
}
 
252
 
 
253
 
 
254
// calculate time constants when a new pulse has occurred
 
255
void calculate_segment_times()
 
256
{
 
257
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
 
258
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
 
259
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
260
        {
 
261
                // new segment stepping times
 
262
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
 
263
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
264
                _segment_step_sub = 0;
 
265
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
266
        }
 
267
 
 
268
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
 
269
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
 
270
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
271
        _new_pulse_at = 0;
 
272
}
 
273
 
 
274
 
 
275
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
 
276
// occurred
 
277
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
278
{
 
279
        static unsigned long end_time = 0;
 
280
 
 
281
        // handle reset
 
282
        if( reset )
 
283
                end_time = _last_pulse_at;
 
284
 
 
285
        // work out the time that this segment should be displayed until
 
286
        end_time += _segment_step;
 
287
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
 
288
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
289
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
290
                end_time++;
 
291
        }
 
292
 
 
293
        // wait
 
294
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
295
}
 
296
 
 
297
 
 
298
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
299
void fan_pulse_handler()
 
300
{
 
301
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
302
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
303
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
304
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
305
        static bool ignore = true;
 
306
        ignore = !ignore;
 
307
        if( !ignore )
 
308
        {
 
309
                // set a new pulse time
 
310
                _new_pulse_at = micros();
 
311
        }
 
312
}
 
313
 
 
314
 
 
315
// main setup
 
316
void setup()
 
317
{
 
318
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
 
319
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
320
        digitalWrite( 2, HIGH );
 
321
  
 
322
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
 
323
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
 
324
                pinMode( a, OUTPUT );
 
325
 
 
326
        // set up mode-switch button on pin 3
 
327
        pinMode( 3, INPUT );
 
328
        digitalWrite( 3, HIGH );
 
329
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
 
330
        _button.set_event_times( event_times );
 
331
 
 
332
        // initialise RTC
 
333
        Time::init();
 
334
 
 
335
        // activate the minor mode
 
336
        activate_major_mode();
 
337
}
 
338
 
 
339
 
 
340
// main loop
 
341
void loop()
 
342
{
 
343
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
 
344
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
345
 
 
346
        // update button
 
347
        _button.update();
 
348
 
 
349
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
350
        // that no state changes mid-display
 
351
        if( reset )
 
352
        {
 
353
                // calculate segment times
 
354
                calculate_segment_times();
 
355
 
 
356
                // keep track of time
 
357
                Time::update();
 
358
 
 
359
                // perform button events
 
360
                do_button_events();
 
361
        }
 
362
 
 
363
        // draw this segment
 
364
        draw_next_segment( reset );
 
365
 
 
366
        // wait till it's time to draw the next segment
 
367
        wait_till_end_of_segment( reset );
 
368
}