24
25
/******************************************************************************
 
26
 
  For a schematic, see propeller-clock.sch.
 
30
 
  - a PC fan is wired up to the 12V supply.
 
32
 
  - the fan's SENSE (tachiometer) pin is connected to pin 2 on the
 
35
 
  - the pins 4 to 13 on the arduino should directly drive an LED (the
 
36
 
    LED on pin 4 is in the centre of the clock face and the LED on pin
 
39
 
  - if a longer hand (and a larger clock face) is desired, pin 4 can
 
40
 
    be used to indirectly drive (via a MOSFET) multiple LEDs which
 
41
 
    turn on and off in unison in the centre of the clock.
 
43
 
  - a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
 
45
 
  Implementation details:
 
47
 
  - the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
 
48
 
    every rotation of the propeller (for maximum update speed).
 
50
 
  - pressing the button cycles between display modes
 
52
 
  - holding down the button for 2 seconds enters "set time" mode. In
 
53
 
    this mode, the fan must be held still and the LEDs will indicate
 
54
 
    what number is being entered for each time digit. Pressing the
 
55
 
    button increments the current digit. Holding it down moves to the
 
56
 
    next digit (or leaves "set time" mode when there are no more). In
 
57
 
    order, the digits (with accepted values) are: hours-tens (0 to 2),
 
58
 
    hours-ones (0 to 9), minutes-tens (0 to 5), minutes-ones (0 to 9).
 
 
29
 * a PC fan is wired up to a 12V power supply
 
 
31
 * the fan's SENSE (tachometer) pin connected to pin 2 on the
 
 
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
 
 
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.
 
 
42
 * a button should be attached to pin 3 that grounds it when pressed.
 
 
44
 * A DS1307 remote clock is connected via I2C on analogue pins 4 and 5.
 
 
46
Implementation details:
 
 
48
 * for a schematic, see ../project/propeller-clock.sch.
 
 
50
 * the timing of the drawing of the clock face is recalculated with
 
 
51
   every rotation of the propeller.
 
 
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.
 
 
61
 * pressing the button cycles between variations of the current
 
 
64
 * pressing and holding the button for a second cycles between display
 
 
65
   modes (e.g., analogue and digital).
 
 
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
 
60
76
******************************************************************************/
 
 
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"
 
 
89
#include "text_renderer.h"
 
65
92
//_____________________________________________________________________________
 
69
95
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
 
70
96
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
 
72
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
 
 
98
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
 
74
100
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
 
75
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
 
101
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
 
77
103
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
 
78
 
static unsigned long segment_step = 0;
 
 
104
static unsigned long _segment_step = 0;
 
80
106
// remainder after divisor and a tally of the remainders for each segment
 
81
 
static unsigned long segment_step_sub_step = 0;
 
82
 
static unsigned long segment_step_sub = 0;
 
84
 
// flag to indicate that the drawing mode should be cycled to the next one
 
85
 
static bool inc_draw_mode = false;
 
87
 
// a bounce-managed button
 
88
 
static Bounce button( 3, 5 );
 
91
 
static int time_hours = 0;
 
92
 
static int time_minutes = 0;
 
93
 
static int time_seconds = 0;
 
95
 
// number of segments in a full display (rotation) is 60 (one per
 
96
 
// second) times the desired number of sub-divisions of a second
 
97
 
#define NUM_SECOND_SEGMENTS 5
 
98
 
#define NUM_SEGMENTS ( 60 * NUM_SECOND_SEGMENTS )
 
 
107
static unsigned long _segment_step_sub_step = 0;
 
 
108
static unsigned long _segment_step_sub = 0;
 
 
111
static Button _button( 3 );
 
 
114
static MajorMode *_modes[ 3 ];
 
 
116
// current major mode
 
 
117
static int _mode = 0;
 
 
119
// interupt handler's "ignore every other" flag
 
 
120
static bool _pulse_ignore = true;
 
100
122
//_____________________________________________________________________________
 
104
 
// check for button presses
 
110
 
        // notice button presses
 
111
 
        if( button.risingEdge() )
 
112
 
                inc_draw_mode = true;
 
116
 
// keep track of time
 
119
 
        // previous time and any carried-over milliseconds
 
120
 
        static unsigned long last_time = millis();
 
121
 
        static unsigned long carry = 0;
 
123
 
        // how many milliseonds have elapsed since we last checked?
 
124
 
        unsigned long next_time = millis();
 
125
 
        unsigned long delta = next_time - last_time + carry;
 
127
 
        // update the previous time and carried-over milliseconds
 
128
 
        last_time = next_time;
 
129
 
        carry = delta % 1000;
 
131
 
        // add the seconds that have passed to the time
 
132
 
        time_seconds += delta / 1000;
 
133
 
        while( time_seconds >= 60 ) {
 
136
 
                if( time_minutes >= 60 ) {
 
139
 
                        if( time_hours >= 24 )
 
 
125
// perform button events
 
 
126
void do_button_events()
 
 
128
        // loop through pending events
 
 
129
        while( int event = _button.get_event() )
 
 
135
                        _modes[ _mode ]->press();
 
 
139
                        _modes[ _mode ]->long_press();
 
 
142
                        // looooong press (change major mode)
 
 
143
                        _modes[ _mode ]->deactivate();
 
 
144
                        if( !_modes[ ++_mode ] ) _mode = 0;
 
 
145
                        _modes[ _mode ]->activate();
 
 
148
                        // switch display upside-down
 
 
149
                        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
 
146
 
// draw a segment for the test display
 
147
 
void drawNextSegment_test( bool reset )
 
 
156
// draw a display segment
 
 
157
void draw_next_segment( bool reset )
 
149
159
        // keep track of segment
 
150
 
        static unsigned int segment = 0;
 
151
 
        if( reset ) segment = 0;
 
154
 
        // turn on inside and outside LEDs
 
155
 
        digitalWrite( 4, HIGH );
 
156
 
        digitalWrite( 13, HIGH );
 
158
 
        // display segment number in binary across in the inside LEDs,
 
159
 
        // with the LED on pin 12 showing the least-significant bit
 
160
 
        for( int a = 0; a < 8; a++ )
 
161
 
                digitalWrite( 12 - a, ( ( segment >> a ) & 1 )? HIGH : LOW );
 
165
 
// draw a segment for the time display
 
166
 
void drawNextSegment_time( bool reset )
 
168
 
        static unsigned int second = 0;
 
169
 
        static unsigned int segment = 0;
 
171
 
        // handle display reset
 
177
 
        // what needs to be drawn?
 
178
 
        bool draw_tick = !segment && second % 5 == 0;
 
179
 
        bool draw_second = !segment && second == time_seconds;
 
180
 
        bool draw_minute = !segment && second == time_minute;
 
181
 
        bool draw_hour = !segment && second == time_hour;
 
184
 
        digitalWrite( 13, HIGH );
 
185
 
        digitalWrite( 12, draw_tick || draw_minute );
 
186
 
        for( int a = 10; a <= 11; a++ )
 
187
 
                digitalWrite( a, draw_minute || draw_second );
 
188
 
        for( int a = 4; a <= 9; a++ )
 
189
 
                digitalWrite( 10, draw_minute | draw_second || draw_hour );
 
192
 
        if( ++segment >= NUM_SECOND_SEGMENTS ) {
 
199
 
// draw a display segment
 
200
 
void drawNextSegment( bool reset )
 
202
 
        static int draw_mode = 0;
 
204
 
        // handle mode switch requests
 
205
 
        if( reset && inc_draw_mode ) {
 
206
 
                inc_draw_mode = false;
 
213
 
        switch( draw_mode ) {
 
214
 
        case 0: drawNextSegment_test( reset ); break;
 
215
 
        case 1: drawNextSegment_time( reset ); break;
 
 
160
        static int segment = 0;
 
 
162
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
 
164
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
 
167
        // reset the text renderer's buffer
 
 
168
        TextRenderer::reset_buffer();
 
 
172
                _modes[ _mode ]->draw_reset();
 
 
174
                // tell the text services we're starting a new frame
 
 
179
        _modes[ _mode ]->draw( segment );
 
 
182
        Text::draw( segment );
 
 
184
        // draw text rednerer's buffer
 
 
185
        TextRenderer::output_buffer();
 
 
188
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
 
190
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
220
195
// calculate time constants when a new pulse has occurred
 
221
 
void calculateSegmentTimes()
 
 
196
void calculate_segment_times()
 
223
198
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
 
224
199
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
 
225
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
 
200
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
 
227
202
                // new segment stepping times
 
228
 
                unsigned long delta = new_pulse_at - last_pulse_at;
 
229
 
                segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
230
 
                segment_step_sub = 0;
 
231
 
                segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
 
203
                unsigned long delta = _new_pulse_at - _last_pulse_at;
 
 
204
                _segment_step = delta / NUM_SEGMENTS;
 
 
205
                _segment_step_sub = 0;
 
 
206
                _segment_step_sub_step = delta % NUM_SEGMENTS;
 
234
209
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
 
235
210
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
 
236
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
 
 
211
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
241
216
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
 
243
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
 
218
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
 
245
220
        static unsigned long end_time = 0;
 
249
 
                end_time = last_pulse_at;
 
 
224
                end_time = _last_pulse_at;
 
251
226
        // work out the time that this segment should be displayed until
 
252
 
        end_time += segment_step;
 
253
 
        segment_step_sub += segment_step_sub_step;
 
254
 
        if( segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
255
 
                segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
 
227
        end_time += _segment_step;
 
 
228
        _segment_step_sub += _segment_step_sub_step;
 
 
229
        if( _segment_step_sub >= NUM_SEGMENTS ) {
 
 
230
                _segment_step_sub -= NUM_SEGMENTS;
 
260
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
 
235
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
264
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
 
265
 
void fanPulseHandler()
 
 
239
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
 
 
240
void fan_pulse_handler()
 
267
242
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
268
243
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
269
244
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
270
245
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
271
 
        static bool ignore = true;
 
 
246
        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
 
275
249
                // set a new pulse time
 
276
 
                new_pulse_at = micros();
 
 
250
                _new_pulse_at = micros();