/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: 2012-05-17 22:49:36 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120517224936-0wgyem932dlq5bs4
various tweaks, a (failed) attempt to fix text reset bug and added TODO

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
 
 * propeller-clock.pde
 
3
 * propeller-clock.ino
3
4
 *
4
 
 * Copyright (C) 2011 Tim Marston <edam@waxworlds.org>
 
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
21
22
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
22
23
 */
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 "modes/analogue_clock.h"
 
83
#include "modes/digital_clock.h"
 
84
#include "modes/test_pattern.h"
 
85
#include "modes/settings_mode.h"
 
86
#include "modes/info_mode.h"
 
87
#include "text.h"
 
88
#include "text_renderer.h"
 
89
#include "common.h"
 
90
 
24
91
//_____________________________________________________________________________
25
92
//                                                                         data
26
93
 
27
 
 
28
94
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
29
95
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
30
96
// restarted
31
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
 
97
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
32
98
 
33
99
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
34
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
100
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
35
101
 
36
102
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
37
 
static unsigned long segment_step = 0;
 
103
static unsigned long _segment_step = 0;
38
104
 
39
105
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
40
 
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
41
 
static unsigned long segment_step_sub = 0;
42
 
 
43
 
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
44
 
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
45
 
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * 5 )
46
 
 
 
106
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
 
107
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
 
108
 
 
109
// the button
 
110
static Button _button( 3 );
 
111
 
 
112
// modes
 
113
static int _major_mode = 0;
 
114
static int _minor_mode = 0;
 
115
 
 
116
#define SETTINGS_MODE_IDX 1
 
117
#define MAIN_MODE_IDX 0
 
118
 
 
119
#define ANALOGUE_CLOCK_IDX 0
 
120
#define DIGITAL_CLOCK_IDX 1
 
121
#define INFO_MODE_IDX 2
 
122
#define TEST_PATTERN_IDX 3
47
123
 
48
124
//_____________________________________________________________________________
49
125
//                                                                         code
50
126
 
51
127
 
52
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
53
 
void fanPulseHandler()
54
 
{
55
 
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
56
 
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
57
 
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
58
 
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
59
 
        static bool ignore = true;
60
 
        ignore = !ignore;
61
 
        if( !ignore )
 
128
// activate the current minor mode
 
129
void activate_minor_mode()
 
130
{
 
131
        // reset text
 
132
        Text::reset();
 
133
        leds_off();
 
134
 
 
135
        // give the mode a chance to init
 
136
        switch( _minor_mode ) {
 
137
        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_activate(); break;
 
138
        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_activate(); break;
 
139
        case INFO_MODE_IDX: info_mode_activate(); break;
 
140
        }
 
141
}
 
142
 
 
143
 
 
144
// activate major mode
 
145
void activate_major_mode()
 
146
{
 
147
        // reset text
 
148
        Text::reset();
 
149
        leds_off();
 
150
 
 
151
        // reset buttons
 
152
        _button.set_press_mode( _major_mode != SETTINGS_MODE_IDX );
 
153
 
 
154
        // give the mode a chance to init
 
155
        switch( _major_mode ) {
 
156
        case MAIN_MODE_IDX: activate_minor_mode(); break;
 
157
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_activate(); break;
 
158
        }
 
159
}
 
160
 
 
161
 
 
162
// perform button events
 
163
void do_button_events()
 
164
{
 
165
        // loop through pending events
 
166
        while( int event = _button.get_event() )
62
167
        {
63
 
                // set a new pulse time
64
 
                new_pulse_at = micros();
 
168
                switch( event )
 
169
                {
 
170
                case 1:
 
171
                        // short press
 
172
                        switch( _major_mode ) {
 
173
                        case MAIN_MODE_IDX:
 
174
                                switch( _minor_mode ) {
 
175
                                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_press(); break;
 
176
                                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_press(); break;
 
177
                                case INFO_MODE_IDX: info_mode_press(); break;
 
178
                                }
 
179
                                break;
 
180
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_press(); break;
 
181
                        }
 
182
                        break;
 
183
 
 
184
                case 2:
 
185
                        // long press
 
186
                        switch( _major_mode ) {
 
187
                        case MAIN_MODE_IDX:
 
188
                                if( ++_minor_mode >= 4 )
 
189
                                        _minor_mode = 0;
 
190
                                activate_minor_mode();
 
191
                                break;
 
192
                        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_long_press(); break;
 
193
                        }
 
194
                        break;
 
195
 
 
196
                case 3:
 
197
                        // looooong press (change major mode)
 
198
                        if( ++_major_mode > 1 )
 
199
                                _major_mode = 0;
 
200
                        activate_major_mode();
 
201
                        break;
 
202
                }
65
203
        }
66
204
}
67
205
 
68
206
 
69
 
// draw a particular segment
70
 
void drawNextSegment( bool reset )
 
207
// draw a display segment
 
208
void draw_next_segment( bool reset )
71
209
{
72
 
        static unsigned int segment = 0;
73
 
        if( reset ) segment = 0;
74
 
        segment++;
75
 
 
76
 
        for( int a = 0; a < 10; a++ )
77
 
                digitalWrite( a + 4, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
 
210
        // keep track of segment
 
211
#if CLOCK_FORWARD
 
212
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
213
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
214
#else
 
215
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
216
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
217
#endif
 
218
 
 
219
        // reset the text renderer
 
220
        TextRenderer::reset_buffer();
 
221
 
 
222
        // frame reset
 
223
        if( reset ) {
 
224
                switch( _major_mode ) {
 
225
                case MAIN_MODE_IDX:
 
226
                        switch( _minor_mode ) {
 
227
                        case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw_reset(); break;
 
228
                        case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw_reset(); break;
 
229
                        case INFO_MODE_IDX: info_mode_draw_reset(); break;
 
230
                        }
 
231
                        break;
 
232
                case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw_reset(); break;
 
233
                }
 
234
 
 
235
                // tell the text services we're starting a new frame
 
236
                Text::draw_reset();
 
237
        }
 
238
 
 
239
        // draw
 
240
        switch( _major_mode ) {
 
241
        case MAIN_MODE_IDX:
 
242
                switch( _minor_mode ) {
 
243
                case ANALOGUE_CLOCK_IDX: analogue_clock_draw( segment ); break;
 
244
                case DIGITAL_CLOCK_IDX: digital_clock_draw( segment ); break;
 
245
                case TEST_PATTERN_IDX: test_pattern_draw( segment ); break;
 
246
                case INFO_MODE_IDX: info_mode_draw( segment ); break;
 
247
                }
 
248
                break;
 
249
        case SETTINGS_MODE_IDX: settings_mode_draw( segment ); break;
 
250
        }
 
251
        Text::post_draw();
 
252
 
 
253
        // draw any text that was rendered
 
254
        TextRenderer::output_buffer();
 
255
 
 
256
#if CLOCK_FORWARD
 
257
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
258
#else
 
259
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
260
#endif
78
261
}
79
262
 
80
263
 
81
264
// calculate time constants when a new pulse has occurred
82
 
void calculateSegmentTimes()
 
265
void calculate_segment_times()
83
266
{
84
267
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
85
268
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
86
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
269
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
87
270
        {
88
271
                // new segment stepping times
89
 
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
90
 
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
91
 
                segment_step_sub = 0;
92
 
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
272
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
 
273
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
274
                _segment_step_sub = 0;
 
275
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
93
276
        }
94
277
 
95
278
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
96
279
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
97
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
98
 
        new_pulse_at = 0;
 
280
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
281
        _new_pulse_at = 0;
99
282
}
100
283
 
101
284
 
102
285
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
103
286
// occurred
104
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
287
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
105
288
{
106
289
        static unsigned long end_time = 0;
107
290
 
108
291
        // handle reset
109
292
        if( reset )
110
 
                end_time = last_pulse_at;
 
293
                end_time = _last_pulse_at;
111
294
 
112
295
        // work out the time that this segment should be displayed until
113
 
        end_time += segment_step;
114
 
        semgment_step_sub += semgment_step_sub_step;
115
 
        if( semgment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
116
 
                semgment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
296
        end_time += _segment_step;
 
297
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
 
298
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
299
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
117
300
                end_time++;
118
301
        }
119
302
 
120
303
        // wait
121
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
304
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
305
}
 
306
 
 
307
 
 
308
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
 
309
void fan_pulse_handler()
 
310
{
 
311
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
312
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
313
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
314
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
315
        static bool ignore = true;
 
316
        ignore = !ignore;
 
317
        if( !ignore )
 
318
        {
 
319
                // set a new pulse time
 
320
                _new_pulse_at = micros();
 
321
        }
122
322
}
123
323
 
124
324
 
125
325
// main setup
126
326
void setup()
127
327
{
128
 
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
129
 
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
 
328
        // set up an interrupt handler on pin 2 to notice fan pulses
 
329
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
130
330
        digitalWrite( 2, HIGH );
131
331
  
132
332
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
133
333
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
134
334
                pinMode( a, OUTPUT );
135
335
 
136
 
        // serial comms
137
 
        Serial.begin( 9600 );
 
336
        // set up mode-switch button on pin 3
 
337
        pinMode( 3, INPUT );
 
338
        digitalWrite( 3, HIGH );
 
339
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
 
340
        _button.set_event_times( event_times );
 
341
 
 
342
        // initialise RTC
 
343
        Time::init();
 
344
 
 
345
        // init text renderer
 
346
        TextRenderer::init();
 
347
 
 
348
        // activate the minor mode
 
349
        activate_major_mode();
138
350
}
139
351
 
140
352
 
142
354
void loop()
143
355
{
144
356
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
145
 
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
 
357
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
358
 
 
359
        // update button
 
360
        _button.update();
 
361
 
 
362
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
363
        // that no state changes mid-display
 
364
        if( reset )
 
365
        {
 
366
                // calculate segment times
 
367
                calculate_segment_times();
 
368
 
 
369
                // keep track of time
 
370
                Time::update();
 
371
 
 
372
                // perform button events
 
373
                do_button_events();
 
374
        }
146
375
 
147
376
        // draw this segment
148
 
        drawNextSegment( reset );
149
 
 
150
 
        // do we need to recalculate segment times?
151
 
        if( reset )
152
 
                calculateSegmentTimes();
 
377
        draw_next_segment( reset );
153
378
 
154
379
        // wait till it's time to draw the next segment
155
 
        waitTillNextSegment( reset );
 
380
        wait_till_end_of_segment( reset );
156
381
}