/elec/propeller-clock

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  • Committer: Tim Marston
  • Date: 2012-05-18 14:40:04 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20120518144004-uuz2zrjmyr78wqd5
updated emacs compile command and readjusted clock shift

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.cc
1
 
//
2
 
// propeller-clock.pde
3
 
//
4
 
// A propeller clock.
5
 
 
 
1
/* -*- mode: c++; compile-command: "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 "modes/switcher_major_mode.h"
 
83
#include "modes/settings_major_mode.h"
 
84
#include "modes/analogue_clock_mode.h"
 
85
#include "modes/digital_clock_mode.h"
 
86
#include "modes/info_mode.h"
 
87
#include "modes/test_pattern_mode.h"
 
88
#include "text.h"
 
89
#include "text_renderer.h"
 
90
#include "common.h"
 
91
 
 
92
//_____________________________________________________________________________
 
93
//                                                                         data
 
94
 
 
95
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
 
96
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
 
97
// restarted
 
98
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
99
 
 
100
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
 
101
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
102
 
 
103
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
 
104
static unsigned long _segment_step = 0;
 
105
 
 
106
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
 
107
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
 
108
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
 
109
 
 
110
// the button
 
111
static Button _button( 3 );
 
112
 
 
113
// major modes
 
114
static MajorMode *_modes[ 3 ];
 
115
 
 
116
// current major mode
 
117
static int _mode = 0;
 
118
 
 
119
//_____________________________________________________________________________
 
120
//                                                                         code
 
121
 
 
122
// perform button events
 
123
void do_button_events()
 
124
{
 
125
        // loop through pending events
 
126
        while( int event = _button.get_event() )
 
127
        {
 
128
                switch( event )
 
129
                {
 
130
                case 1:
 
131
                        // short press
 
132
                        _modes[ _mode ]->press();
 
133
                        break;
 
134
                case 2:
 
135
                        // long press
 
136
                        _modes[ _mode ]->long_press();
 
137
                        break;
 
138
                case 3:
 
139
                        // looooong press (change major mode)
 
140
                        _modes[ _mode ]->deactivate();
 
141
                        if( !_modes[ ++_mode ] ) _mode = 0;
 
142
                        _modes[ _mode ]->activate();
 
143
                        break;
 
144
                }
 
145
        }
 
146
}
 
147
 
 
148
 
 
149
// draw a display segment
 
150
void draw_next_segment( bool reset )
 
151
{
 
152
        // keep track of segment
 
153
#if CLOCK_FORWARD
 
154
        static int segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
155
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
156
#else
 
157
        static int segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
158
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
159
#endif
 
160
 
 
161
        // reset the text renderer's buffer
 
162
        TextRenderer::reset_buffer();
 
163
 
 
164
        if( reset )
 
165
        {
 
166
                _modes[ _mode ]->draw_reset();
 
167
 
 
168
                // tell the text services we're starting a new frame
 
169
                Text::draw_reset();
 
170
        }
 
171
 
 
172
        // draw
 
173
        _modes[ _mode ]->draw( segment );
 
174
 
 
175
        // TODO: remove this hack
 
176
        Text::post_draw();
 
177
 
 
178
        // draw text rednerer's buffer
 
179
        TextRenderer::output_buffer();
 
180
 
 
181
#if CLOCK_FORWARD
 
182
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
183
#else
 
184
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
185
#endif
 
186
}
 
187
 
 
188
 
 
189
// calculate time constants when a new pulse has occurred
 
190
void calculate_segment_times()
 
191
{
 
192
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
 
193
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
 
194
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
195
        {
 
196
                // new segment stepping times
 
197
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
 
198
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
199
                _segment_step_sub = 0;
 
200
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
201
        }
 
202
 
 
203
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
 
204
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
 
205
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
206
        _new_pulse_at = 0;
 
207
}
 
208
 
 
209
 
 
210
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
 
211
// occurred
 
212
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
213
{
 
214
        static unsigned long end_time = 0;
 
215
 
 
216
        // handle reset
 
217
        if( reset )
 
218
                end_time = _last_pulse_at;
 
219
 
 
220
        // work out the time that this segment should be displayed until
 
221
        end_time += _segment_step;
 
222
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
 
223
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
224
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
225
                end_time++;
 
226
        }
 
227
 
 
228
        // wait
 
229
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
230
}
 
231
 
 
232
 
 
233
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
 
234
void fan_pulse_handler()
 
235
{
 
236
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
237
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
238
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
239
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
240
        static bool ignore = true;
 
241
        ignore = !ignore;
 
242
        if( !ignore )
 
243
        {
 
244
                // set a new pulse time
 
245
                _new_pulse_at = micros();
 
246
        }
 
247
}
 
248
 
 
249
 
 
250
// main setup
6
251
void setup()
7
252
{
8
 
  // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
9
 
  attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
10
 
  digitalWrite( 2, HIGH );
 
253
        // set up an interrupt handler on pin 2 to notice fan pulses
 
254
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
 
255
        digitalWrite( 2, HIGH );
11
256
  
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
22
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
23
 
 
24
 
// interrupt handler to count the number of fan pulses
25
 
void fanPulseHandler()
26
 
{
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
 
  }
35
 
}
36
 
 
37
 
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has occurred
38
 
void endOfSegmentDelay()
39
 
{
40
 
  while( micros() < next_segment_at && !new_pulse_at );
41
 
}
42
 
 
 
257
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
 
258
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
 
259
                pinMode( a, OUTPUT );
 
260
 
 
261
        // set up mode-switch button on pin 3
 
262
        pinMode( 3, INPUT );
 
263
        digitalWrite( 3, HIGH );
 
264
        static int event_times[] = { 5, 500, 4000, 0 };
 
265
        _button.set_event_times( event_times );
 
266
 
 
267
        // initialise RTC
 
268
        Time::init();
 
269
 
 
270
        // init text renderer
 
271
        TextRenderer::init();
 
272
 
 
273
        // reset text
 
274
        Text::reset();
 
275
        leds_off();
 
276
 
 
277
        static SwitcherMajorMode switcher;
 
278
        static SettingsMajorMode settings;
 
279
 
 
280
        // add major modes
 
281
        int mode = 0;
 
282
        _modes[ mode++ ] = &switcher;
 
283
        _modes[ mode++ ] = &settings;
 
284
        _modes[ mode ] = 0;
 
285
 
 
286
        // activate the current major mode
 
287
        _modes[ _mode ]->activate();
 
288
}
 
289
 
 
290
 
 
291
// main loop
43
292
void loop()
44
293
{
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
 
  
 
294
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
 
295
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
296
 
 
297
        // update button
 
298
        _button.update();
 
299
 
 
300
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
301
        // that no state changes mid-display
 
302
        if( reset )
 
303
        {
 
304
                // calculate segment times
 
305
                calculate_segment_times();
 
306
 
 
307
                // keep track of time
 
308
                Time::update();
 
309
 
 
310
                // perform button events
 
311
                do_button_events();
 
312
        }
 
313
 
 
314
        // draw this segment
 
315
        draw_next_segment( reset );
 
316
 
 
317
        // wait till it's time to draw the next segment
 
318
        wait_till_end_of_segment( reset );
51
319
}