/elec/propeller-clock

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  • Committer: Tim Marston
  • Date: 2013-03-31 17:07:11 UTC
  • Revision ID: tim@ed.am-20130331170711-okfhn3wx9y0eo99a
updated the schematic to increase minimum font size

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removed removed

Lines of Context:
src/propeller-clock.cc
 
1
/* -*- mode: c++; compile-command: "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/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
 
24
92
//_____________________________________________________________________________
25
93
//                                                                         data
26
94
 
27
 
 
28
95
// when non-zero, the time (in microseconds) of a new fan pulse that
29
96
// has just occurred, which means that segment drawing needs to be
30
97
// restarted
31
 
static unsigned long new_pulse_at = 0;
 
98
static unsigned long _new_pulse_at = 0;
32
99
 
33
100
// the time (in microseconds) when the last fan pulse occurred
34
 
static unsigned long last_pulse_at = 0;
 
101
static unsigned long _last_pulse_at = 0;
35
102
 
36
103
// duration (in microseconds) that a segment should be displayed
37
 
static unsigned long segment_step = 0;
 
104
static unsigned long _segment_step = 0;
38
105
 
39
106
// 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
 
 
 
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
// interupt handler's "ignore every other" flag
 
120
static bool _pulse_ignore = true;
47
121
 
48
122
//_____________________________________________________________________________
49
123
//                                                                         code
50
124
 
51
 
 
52
 
// ISR to handle the pulses from the fan's tachiometer
53
 
void fanPulseHandler()
 
125
// perform button events
 
126
void do_button_events()
54
127
{
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
        // loop through pending events
 
129
        while( int event = _button.get_event() )
62
130
        {
63
 
                // set a new pulse time
64
 
                new_pulse_at = micros();
 
131
                switch( event )
 
132
                {
 
133
                case 1:
 
134
                        // short press
 
135
                        _modes[ _mode ]->press();
 
136
                        break;
 
137
                case 2:
 
138
                        // long press
 
139
                        _modes[ _mode ]->long_press();
 
140
                        break;
 
141
                case 3:
 
142
                        // looooong press (change major mode)
 
143
                        _modes[ _mode ]->deactivate();
 
144
                        if( !_modes[ ++_mode ] ) _mode = 0;
 
145
                        _modes[ _mode ]->activate();
 
146
                        break;
 
147
                case 4:
 
148
                        // switch display upside-down
 
149
                        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
 
150
                        break;
 
151
                }
65
152
        }
66
153
}
67
154
 
68
155
 
69
 
// draw a particular segment
70
 
void drawNextSegment( bool reset )
 
156
// draw a display segment
 
157
void draw_next_segment( bool reset )
71
158
{
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 );
 
159
        // keep track of segment
 
160
        static int segment = 0;
 
161
#if CLOCK_FORWARD
 
162
        if( reset ) segment = ( NUM_SEGMENTS - CLOCK_SHIFT ) % NUM_SEGMENTS;
 
163
#else
 
164
        if( reset ) segment = NUM_SEGMENTS - 1 - CLOCK_SHIFT;
 
165
#endif
 
166
 
 
167
        // reset the text renderer's buffer
 
168
        TextRenderer::reset_buffer();
 
169
 
 
170
        if( reset )
 
171
        {
 
172
                _modes[ _mode ]->draw_reset();
 
173
 
 
174
                // tell the text services we're starting a new frame
 
175
                Text::draw_reset();
 
176
        }
 
177
 
 
178
        // draw
 
179
        _modes[ _mode ]->draw( segment );
 
180
 
 
181
        // draw text
 
182
        Text::draw( segment );
 
183
 
 
184
        // draw text rednerer's buffer
 
185
        TextRenderer::output_buffer();
 
186
 
 
187
#if CLOCK_FORWARD
 
188
        if( ++segment >= NUM_SEGMENTS ) segment = 0;
 
189
#else
 
190
        if( --segment < 0 ) segment = NUM_SEGMENTS - 1;
 
191
#endif
78
192
}
79
193
 
80
194
 
81
195
// calculate time constants when a new pulse has occurred
82
 
void calculateSegmentTimes()
 
196
void calculate_segment_times()
83
197
{
84
198
        // check for overflows, and only recalculate times if there isn't
85
199
        // one (if there is, we'll just go with the last pulse's times)
86
 
        if( new_pulse_at > last_pulse_at )
 
200
        if( _new_pulse_at > _last_pulse_at )
87
201
        {
88
202
                // 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;
 
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;
93
207
        }
94
208
 
95
209
        // now we have dealt with this pulse, save the pulse time and
96
210
        // clear new_pulse_at, ready for the next pulse
97
 
        last_pulse_at = new_pulse_at;
98
 
        new_pulse_at = 0;
 
211
        _last_pulse_at = _new_pulse_at;
 
212
        _new_pulse_at = 0;
99
213
}
100
214
 
101
215
 
102
216
// wait until it is time to draw the next segment or a new pulse has
103
217
// occurred
104
 
void waitTillNextSegment( bool reset )
 
218
void wait_till_end_of_segment( bool reset )
105
219
{
106
220
        static unsigned long end_time = 0;
107
221
 
108
222
        // handle reset
109
223
        if( reset )
110
 
                end_time = last_pulse_at;
 
224
                end_time = _last_pulse_at;
111
225
 
112
226
        // 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;
 
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;
117
231
                end_time++;
118
232
        }
119
233
 
120
234
        // wait
121
 
        while( micros() < end_time && !new_pulse_at );
 
235
        while( micros() < end_time && !_new_pulse_at );
 
236
}
 
237
 
 
238
 
 
239
// ISR to handle the pulses from the fan's tachometer
 
240
void fan_pulse_handler()
 
241
{
 
242
        // the fan actually sends two pulses per revolution. These pulses
 
243
        // may not be exactly evenly distributed around the rotation, so
 
244
        // we can't recalculate times on every pulse. Instead, we ignore
 
245
        // every other pulse so timings are based on a complete rotation.
 
246
        _pulse_ignore = !_pulse_ignore;
 
247
        if( !_pulse_ignore )
 
248
        {
 
249
                // set a new pulse time
 
250
                _new_pulse_at = micros();
 
251
        }
122
252
}
123
253
 
124
254
 
125
255
// main setup
126
256
void setup()
127
257
{
128
 
        // set up an interrupt handler on pin 2 to nitice fan pulses
129
 
        attachInterrupt( 0, fanPulseHandler, RISING );
 
258
        // set up an interrupt handler on pin 2 to notice fan pulses
 
259
        attachInterrupt( 0, fan_pulse_handler, RISING );
130
260
        digitalWrite( 2, HIGH );
131
261
  
132
262
        // set up output pins (4 to 13) for the led array
133
263
        for( int a = 4; a < 14; a++ )
134
264
                pinMode( a, OUTPUT );
135
265
 
136
 
        // serial comms
137
 
        Serial.begin( 9600 );
 
266
        // set up mode-switch button on pin 3
 
267
        pinMode( 3, INPUT );
 
268
        digitalWrite( 3, HIGH );
 
269
        static int event_times[] = { 10, 500, 2000, 4000, 0 };
 
270
        _button.set_event_times( event_times );
 
271
 
 
272
        // initialise RTC
 
273
        Time::load_time();
 
274
 
 
275
        // init text renderer
 
276
        TextRenderer::init();
 
277
 
 
278
        // reset text
 
279
        Text::reset();
 
280
        leds_off();
 
281
 
 
282
        static SwitcherMajorMode switcher;
 
283
        static SettingsMajorMode settings( _button );
 
284
 
 
285
        // add major modes
 
286
        int mode = 0;
 
287
        _modes[ mode++ ] = &switcher;
 
288
        _modes[ mode++ ] = &settings;
 
289
        _modes[ mode ] = 0;
 
290
 
 
291
        // activate the current major mode
 
292
        _modes[ _mode ]->activate();
138
293
}
139
294
 
140
295
 
142
297
void loop()
143
298
{
144
299
        // if there has been a new pulse, we'll be resetting the display
145
 
        bool reset = new_pulse_at? true : false;
 
300
        bool reset = _new_pulse_at? true : false;
 
301
 
 
302
        // update button
 
303
        _button.update();
 
304
 
 
305
        // only do this stuff at the start of a display cycle, to ensure
 
306
        // that no state changes mid-display
 
307
        if( reset )
 
308
        {
 
309
                // calculate segment times
 
310
                calculate_segment_times();
 
311
 
 
312
                // keep track of time
 
313
                Time::update();
 
314
 
 
315
                // perform button events
 
316
                do_button_events();
 
317
        }
146
318
 
147
319
        // draw this segment
148
 
        drawNextSegment( reset );
149
 
 
150
 
        // do we need to recalculate segment times?
151
 
        if( reset )
152
 
                calculateSegmentTimes();
 
320
        draw_next_segment( reset );
153
321
 
154
322
        // wait till it's time to draw the next segment
155
 
        waitTillNextSegment( reset );
 
323
        wait_till_end_of_segment( reset );
156
324
}