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 #include <uart.h>
  27
  28 /*
  29  * Leds: PD5 -> PD7
  30  * Photodiodes: PC0 PC1
  31  * IR: PB1, OC1A
  32  */
  33
  34 /*
  35  * hfuse:  RSTDISBL=1 WTDON=1 SPIEN=0 CKOPT=0 EESAVE=1 BOOTSZ1=0 BOOTSZ0=0 BOOTRST=1
  36  * lfuse:  BODLEVEL=1 BODEN=1 SUT1=1 SUT0=1 CKSEL3=1 CKSEL2=1 CKSEL1=1 CKSEL0=1
  37  */
  38
  39 #define N_PERIODS   10
  40 #define N_CYCLES_0  17
  41 #define N_CYCLES_1  17
  42 #define N_CYCLES_PERIOD (N_CYCLES_0 + N_CYCLES_1)
  43
  44 #define LED_PORT PORTD
  45 #define LED_DDR  DDRD
  46 #define LED1_BIT  5
  47 #define LED2_BIT  6
  48 #define LED3_BIT  7
  49
  50 #define LED_TOGGLE(port, bit) do {              \
  51                 if (port & _BV(bit))            \
  52                         port &= ~_BV(bit);      \
  53                 else                            \
  54                         port |= _BV(bit);       \
  55         } while(0)
  56
  57 #define LED1_ON()  sbi(LED_PORT, LED1_BIT)
  58 #define LED1_OFF() cbi(LED_PORT, LED1_BIT)
  59 #define LED1_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED1_BIT)
  60 #define LED2_ON()  sbi(LED_PORT, LED2_BIT)
  61 #define LED2_OFF() cbi(LED_PORT, LED2_BIT)
  62 #define LED2_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED2_BIT)
  63 #define LED3_ON()  sbi(LED_PORT, LED3_BIT)
  64 #define LED3_OFF() cbi(LED_PORT, LED3_BIT)
  65 #define LED3_TOGGLE() LED_TOGGLE(LED_PORT, LED3_BIT)
  66
  67 #define IR_PORT PORTB
  68 #define IR_DDR  DDRB
  69 #define IR_BIT  1
  70
  71 /* FRAME must be odd */
  72 /* #define FRAME 0x0B /\* in little endian 1-1-0-1 *\/ */
  73 /* #define FRAME_LEN 4 */
  74 #define FRAME 0xAA5B /* in little endian */
  75 #define FRAME_LEN 16
  76
  77 /* pin returns 1 when nothing, and 0 when laser is on photodiode */
  78 #define PHOTO_PIN PINC
  79 #define PHOTO1_BIT 0
  80 #define PHOTO2_BIT 1
  81 #define READ_PHOTOS() (PHOTO_PIN & (_BV(PHOTO1_BIT) | _BV(PHOTO2_BIT)))
  82 #define READ_PHOTO1() (PHOTO_PIN & _BV(PHOTO1_BIT))
  83 #define READ_PHOTO2() (PHOTO_PIN & _BV(PHOTO2_BIT))
  84
  85 #define PHOTOS_ALL_OFF (_BV(PHOTO1_BIT) | _BV(PHOTO2_BIT))
  86 #define PHOTOS_ALL_ON (0)
  87 #define PHOTOS_1ON_2OFF (_BV(PHOTO2_BIT))
  88 #define PHOTOS_1OFF_2ON (_BV(PHOTO1_BIT))
  89
  90
  91 /* in cycles/64 (unit is 4 us at 16Mhz) */
  92 #define MAX_PHOTO_TIME ((uint8_t)25)  /* t=100us len=5mm rps=40Hz dist=20cm */
  93
  94 #define MIN_INTER_TIME ((uint8_t)12)  /* t=50us len=50mm rps=40Hz dist=350cm */
  95 #define MAX_INTER_TIME ((uint8_t)250) /* t=1000us len=50mm rps=40Hz dist=20cm */
  96
  97 /* in ms */
  98 #define INTER_LASER_TIME 10
  99
 100 #define NO_MODULATION
 101 //#define WAIT_LASER
 102
 103 /* basic functions to transmit on IR */
 104
 105 static inline void xmit_0(void)
 106 {
 107         uint8_t t = ((N_CYCLES_PERIOD * N_PERIODS) / 3);
 108 #ifdef NO_MODULATION
 109         cbi(IR_PORT, IR_BIT);
 110 #else
 111         TCCR1B = 0;
 112         TCCR1A = 0;
 113 #endif
 114         _delay_loop_1(t); /* 3 cycles per loop */
 115 }
 116
 117 static inline void xmit_1(void)
 118 {
 119         uint8_t t = ((N_CYCLES_PERIOD * N_PERIODS) / 3);
 120 #ifdef NO_MODULATION
 121         sbi(IR_PORT, IR_BIT);
 122 #else
 123         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 124         TCNT1 = N_CYCLES_PERIOD-1;
 125         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 126         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12) | _BV(CS10);
 127 #endif
 128         _delay_loop_1(t); /* 3 cycles per loop */
 129 }
 130
 131 /* transmit in manchester code */
 132
 133 static inline void xmit_manchester_0(void)
 134 {
 135         xmit_0();
 136         xmit_1();
 137 }
 138
 139 static inline void xmit_manchester_1(void)
 140 {
 141         xmit_1();
 142         xmit_0();
 143 }
 144
 145 /* transmit a full frame. Each byte is lsb first. */
 146
 147 static void xmit_bits(uint32_t frame, uint8_t nbit)
 148 {
 149         uint8_t i;
 150
 151         for (i=0; i<nbit; i++) {
 152                 if (frame & 1)
 153                         xmit_manchester_1();
 154                 else
 155                         xmit_manchester_0();
 156
 157                 /* next bit */
 158                 frame >>= 1UL;
 159         }
 160         xmit_0();
 161 }
 162
 163 /* */
 164 static inline int8_t wait_laser(void)
 165 {
 166         uint8_t photos;
 167         uint8_t time;
 168         uint8_t diff;
 169
 170         /* wait until all is off */
 171         while (READ_PHOTOS() != PHOTOS_ALL_OFF);
 172
 173         /* wait an event, it must be photo1 on */
 174         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_ALL_OFF);
 175
 176         if (photos != PHOTOS_1ON_2OFF)
 177                 return -1;
 178         time = TCNT0;
 179         LED1_ON();
 180
 181         /* wait an event, it must be photo1 off */
 182         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_1ON_2OFF) {
 183                 diff = TCNT0 - time;
 184                 if (diff > MAX_PHOTO_TIME)
 185                         return -1;
 186         }
 187         if (photos != PHOTOS_ALL_OFF)
 188                 return -1;
 189         //time = TCNT0;
 190
 191         /* wait an event, it must be photo2 on */
 192         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_ALL_OFF) {
 193                 diff = TCNT0 - time;
 194                 if (diff > MAX_INTER_TIME)
 195                         return -1;
 196         }
 197         LED2_ON();
 198
 199         diff = TCNT0 - time;
 200         if (diff < MIN_INTER_TIME)
 201                 return -1;
 202         if (photos != PHOTOS_1OFF_2ON)
 203                 return -1;
 204
 205 #if 0
 206         time = TCNT0;
 207
 208         /* wait an event, it must be photo2 off */
 209         while ((photos = READ_PHOTOS()) == PHOTOS_1OFF_2ON) {
 210                 diff = TCNT0 - time;
 211                 if (diff > MAX_PHOTO_TIME)
 212                         return -1;
 213         }
 214         if (photos != PHOTOS_ALL_OFF)
 215                 return -1;
 216 #endif
 217
 218         /* laser ok */
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 /* */
 223
 224 int main(void)
 225 {
 226         /* must be odd */
 227         uint32_t frame = FRAME;
 228         int8_t ret;
 229         int16_t c;
 230
 231         /* LEDS */
 232         LED_DDR = _BV(LED1_BIT) | _BV(LED2_BIT) | _BV(LED3_BIT);
 233         IR_DDR |= _BV(IR_BIT);
 234
 235         uart_init();
 236         fdevopen(uart0_dev_send, uart0_dev_recv);
 237         sei();
 238
 239 #if 0
 240         while (1) {
 241                 c = uart_recv_nowait(0);
 242                 if (c != -1)
 243                         printf("%c", (char)(c+1));
 244                 LED1_ON();
 245                 wait_ms(500);
 246                 LED1_OFF();
 247                 wait_ms(500);
 248         }
 249 #endif
 250
 251 #if 0
 252         while (1) {
 253                 if (READ_PHOTO() & _BV(PHOTO1_BIT))
 254                         LED1_ON();
 255                 else
 256                         LED1_OFF();
 257         }
 258 #endif
 259
 260 #ifndef NO_MODULATION
 261         /* configure PWM */
 262         ICR1 = N_CYCLES_PERIOD;
 263         OCR1A = N_CYCLES_1;
 264         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 265         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 266 #endif
 267
 268         /* configure timer 0, prescaler = 64 */
 269         TCCR0 = _BV(CS01) | _BV(CS00);
 270
 271         while (1) {
 272
 273 #ifdef WAIT_LASER
 274                 ret = wait_laser();
 275
 276                 LED1_OFF();
 277                 LED2_OFF();
 278
 279                 if (ret)
 280                         continue;
 281 #endif
 282
 283 #if 1
 284                 LED3_ON();
 285                 /* ok, transmit frame */
 286                 xmit_bits(frame, FRAME_LEN);
 287
 288                 /* don't watch a laser during this time */
 289                 wait_ms(INTER_LASER_TIME);
 290                 LED3_OFF();
 291 #else
 292                 LED1_ON();
 293                 wait_ms(1);
 294                 LED1_OFF();
 295 #endif
 296         }
 297         return 0;
 298 }