projects/microb2010/tests/static_beacon/static_beacon.c

   1 /*
   2  *  Copyright Droids Corporation (2009)
   3  *  Olivier Matz <zer0@droids-corp.org>
   4  *
   5  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  *  (at your option) any later version.
   9  *
  10  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  *  GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  17  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  *
  19  *  Revision : $Id: main.c,v 1.8 2009-05-02 10:08:09 zer0 Exp $
  20  *
  21  */
  22
  23 #include <aversive.h>
  24 #include <aversive/wait.h>
  25
  26 /*
  27  * Leds: PD5 -> PD7
  28  * Photodiodes: PC0 PC1
  29  * IR: PB1, OC1A
  30  */
  31
  32 /*
  33  * hfuse:  RSTDISBL=1 WTDON=1 SPIEN=0 CKOPT=0 EESAVE=1 BOOTSZ1=0 BOOTSZ0=0 BOOTRST=1
  34  * lfuse:  BODLEVEL=1 BODEN=1 SUT1=1 SUT0=1 CKSEL3=1 CKSEL2=1 CKSEL1=1 CKSEL0=1
  35  */
  36
  37 #define N_PERIODS   10
  38 #define N_CYCLES_0  17
  39 #define N_CYCLES_1  17
  40 #define N_CYCLES_PERIOD (N_CYCLES_0 + N_CYCLES_1)
  41
  42 #define LED_PORT PORTD
  43 #define LED_DDR  DDRD
  44 #define LED1_BIT  5
  45 #define LED2_BIT  6
  46 #define LED3_BIT  7
  47
  48 #define LED_TOGGLE(port, bit) do {              \
  49                 if (port & _BV(bit))            \
  50                         port &= ~_BV(bit);      \
  51                 else                            \
  52                         port |= _BV(bit);       \
  53         } while(0)
  54
  55 #define LED1_ON()  sbi(LED_PORT, LED1_BIT)
  56 #define LED1_OFF() cbi(LED_PORT, LED1_BIT)
  57 #define LED1_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED1_BIT)
  58 #define LED2_ON()  sbi(LED_PORT, LED2_BIT)
  59 #define LED2_OFF() cbi(LED_PORT, LED2_BIT)
  60 #define LED2_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED2_BIT)
  61 #define LED3_ON()  sbi(LED_PORT, LED3_BIT)
  62 #define LED3_OFF() cbi(LED_PORT, LED3_BIT)
  63 #define LED3_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED3_BIT)
  64
  65 #define IR_PORT PORTB
  66 #define IR_DDR  DDRB
  67 #define IR_BIT  1
  68
  69 /* FRAME must be odd */
  70 #define FRAME 0x0B /* in little endian 1-1-0-1 */
  71 #define FRAME_LEN 4
  72
  73 /* pin returns 1 when nothing, and 0 when laser is on photodiode */
  74 #define PHOTO_PIN PINC
  75 #define PHOTO1_BIT 0
  76 #define PHOTO2_BIT 1
  77 #define READ_PHOTOS() (PHOTO_PIN & (_BV(PHOTO1_BIT) | _BV(PHOTO2_BIT)))
  78 #define READ_PHOTO1() (PHOTO_PIN & _BV(PHOTO1_BIT))
  79 #define READ_PHOTO2() (PHOTO_PIN & _BV(PHOTO2_BIT))
  80
  81 #define PHOTOS_ALL_OFF (_BV(PHOTO1_BIT) | _BV(PHOTO2_BIT))
  82 #define PHOTOS_ALL_ON (0)
  83 #define PHOTOS_1ON_2OFF (_BV(PHOTO2_BIT))
  84 #define PHOTOS_1OFF_2ON (_BV(PHOTO1_BIT))
  85
  86
  87 /* in cycles/64 (unit is 4 us at 16Mhz) */
  88 #define MAX_PHOTO_TIME ((uint8_t)25)  /* t=100us len=5mm rps=40Hz dist=20cm */
  89
  90 #define MIN_INTER_TIME ((uint8_t)12)  /* t=50us len=50mm rps=40Hz dist=350cm */
  91 #define MAX_INTER_TIME ((uint8_t)250) /* t=1000us len=50mm rps=40Hz dist=20cm */
  92
  93 /* in ms */
  94 #define INTER_LASER_TIME 10
  95
  96 #define WAIT_LASER
  97
  98 /* basic functions to transmit on IR */
  99
 100 static inline void xmit_0(void)
 101 {
 102         uint8_t t = ((N_CYCLES_PERIOD * N_PERIODS) / 3);
 103         TCCR1B = 0;
 104         TCCR1A = 0;
 105         _delay_loop_1(t); /* 3 cycles per loop */
 106 }
 107
 108 static inline void xmit_1(void)
 109 {
 110         uint8_t t = ((N_CYCLES_PERIOD * N_PERIODS) / 3);
 111         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 112         TCNT1 = N_CYCLES_PERIOD-1;
 113         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 114         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12) | _BV(CS10);
 115         _delay_loop_1(t); /* 3 cycles per loop */
 116 }
 117
 118 /* transmit in manchester code */
 119
 120 static inline void xmit_manchester_0(void)
 121 {
 122         xmit_0();
 123         xmit_1();
 124 }
 125
 126 static inline void xmit_manchester_1(void)
 127 {
 128         xmit_1();
 129         xmit_0();
 130 }
 131
 132 /* transmit a full frame. Each byte is lsb first. */
 133
 134 static void xmit_bits(uint8_t *buf, uint8_t nbit)
 135 {
 136         uint8_t i;
 137         uint8_t byte = *buf;
 138
 139         for (i=0; i<nbit; i++) {
 140                 if (byte & 1)
 141                         xmit_manchester_1();
 142                 else
 143                         xmit_manchester_0();
 144
 145                 /* next bit */
 146                 byte >>= 1;
 147
 148                 /* next byte */
 149                 if (((i & 0x07) == 0) && (i != 0))
 150                         byte = *(++buf);
 151         }
 152         xmit_0();
 153 }
 154
 155 /* */
 156 static inline int8_t wait_laser(void)
 157 {
 158         uint8_t photos;
 159         uint8_t time;
 160         uint8_t diff;
 161
 162         /* wait until all is off */
 163         while (READ_PHOTOS() != PHOTOS_ALL_OFF);
 164
 165         /* wait an event, it must be photo1 on */
 166         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_ALL_OFF);
 167
 168         if (photos != PHOTOS_1ON_2OFF)
 169                 return -1;
 170         time = TCNT0;
 171         LED1_ON();
 172
 173         /* wait an event, it must be photo1 off */
 174         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_1ON_2OFF) {
 175                 diff = TCNT0 - time;
 176                 if (diff > MAX_PHOTO_TIME)
 177                         return -1;
 178         }
 179         if (photos != PHOTOS_ALL_OFF)
 180                 return -1;
 181         //time = TCNT0;
 182
 183         /* wait an event, it must be photo2 on */
 184         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_ALL_OFF) {
 185                 diff = TCNT0 - time;
 186                 if (diff > MAX_INTER_TIME)
 187                         return -1;
 188         }
 189         LED2_ON();
 190
 191         diff = TCNT0 - time;
 192         if (diff < MIN_INTER_TIME)
 193                 return -1;
 194         if (photos != PHOTOS_1OFF_2ON)
 195                 return -1;
 196
 197 #if 0
 198         time = TCNT0;
 199
 200         /* wait an event, it must be photo2 off */
 201         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_1OFF_2ON) {
 202                 diff = TCNT0 - time;
 203                 if (diff > MAX_PHOTO_TIME)
 204                         return -1;
 205         }
 206         if (photos != PHOTOS_ALL_OFF)
 207                 return -1;
 208 #endif
 209
 210         /* laser ok */
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /* */
 215
 216 int main(void)
 217 {
 218         /* must be odd */
 219         uint8_t frame = FRAME;
 220         int8_t ret;
 221
 222         /* LEDS */
 223         LED_DDR = _BV(LED1_BIT) | _BV(LED2_BIT) | _BV(LED3_BIT);
 224         IR_DDR |= _BV(IR_BIT);
 225
 226 #if 0
 227         while (1) {
 228                 LED1_ON();
 229                 wait_ms(500);
 230                 LED1_OFF();
 231                 wait_ms(500);
 232         }
 233 #endif
 234
 235 #if 0
 236         while (1) {
 237                 if (READ_PHOTO() & _BV(PHOTO1_BIT))
 238                         LED1_ON();
 239                 else
 240                         LED1_OFF();
 241         }
 242 #endif
 243
 244         /* configure PWM */
 245         ICR1 = N_CYCLES_PERIOD;
 246         OCR1A = N_CYCLES_1;
 247         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 248         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 249
 250         /* configure timer 0, prescaler = 64 */
 251         TCCR0 = _BV(CS01) | _BV(CS00);
 252
 253         while (1) {
 254
 255 #ifdef WAIT_LASER
 256                 ret = wait_laser();
 257
 258                 LED1_OFF();
 259                 LED2_OFF();
 260
 261                 if (ret)
 262                         continue;
 263 #endif
 264
 265 #if 1
 266                 LED3_ON();
 267                 /* ok, transmit frame */
 268                 xmit_bits(&frame, FRAME_LEN);
 269
 270                 /* don't watch a laser during this time */
 271                 wait_ms(INTER_LASER_TIME);
 272                 LED3_OFF();
 273 #else
 274                 LED1_ON();
 275                 wait_ms(1);
 276                 LED1_OFF();
 277 #endif
 278         }
 279         return 0;
 280 }