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 !0 when nothing, and 0 when laser is on photodiode */
  78 #define PHOTO_PIN PINC
  79 #define PHOTO_BIT 0
  80 #define READ_PHOTO() (!!(PHOTO_PIN & (_BV(PHOTO_BIT))))
  81
  82 #define MIN_INTER_TIME (50*16)  /* t~=50us dist=350cm */
  83 #define MAX_INTER_TIME (2000*16) /* t=2ms dist=20cm */
  84
  85 /* xmit 2ms after virtual laser: must be < 32768 */
  86 #define IR_DELAY (2000*16)
  87
  88 /* in ms */
  89 #define INTER_LASER_TIME 10
  90
  91 //#define NO_MODULATION
  92 #define WAIT_LASER
  93
  94 /* basic functions to transmit on IR */
  95
  96 static inline void xmit_0(void)
  97 {
  98         uint8_t t = ((N_CYCLES_PERIOD * N_PERIODS) / 3);
  99 #ifdef NO_MODULATION
 100         cbi(IR_PORT, IR_BIT);
 101 #else
 102         TCCR1B = 0;
 103         TCCR1A = 0;
 104 #endif
 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 #ifdef NO_MODULATION
 112         sbi(IR_PORT, IR_BIT);
 113 #else
 114         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 115         TCNT1 = N_CYCLES_PERIOD-1;
 116         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 117         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12) | _BV(CS10);
 118 #endif
 119         _delay_loop_1(t); /* 3 cycles per loop */
 120 }
 121
 122 /* transmit in manchester code */
 123
 124 static inline void xmit_manchester_0(void)
 125 {
 126         xmit_0();
 127         xmit_1();
 128 }
 129
 130 static inline void xmit_manchester_1(void)
 131 {
 132         xmit_1();
 133         xmit_0();
 134 }
 135
 136 /* transmit a full frame. Each byte is lsb first. */
 137
 138 static void xmit_bits(uint32_t frame, uint8_t nbit)
 139 {
 140         uint8_t i;
 141
 142         for (i=0; i<nbit; i++) {
 143                 if (frame & 1)
 144                         xmit_manchester_1();
 145                 else
 146                         xmit_manchester_0();
 147
 148                 /* next bit */
 149                 frame >>= 1UL;
 150         }
 151         xmit_0();
 152 }
 153
 154 /* Wait 2 consecutive rising edges on photodiode. Return 0 on success,
 155  * in this case, the 'when' pointed area is assigned to the time when
 156  * IR signal should be sent. */
 157 static inline int8_t wait_laser(uint16_t *when)
 158 {
 159         uint16_t time1, time2;
 160         uint16_t diff;
 161
 162         /* set timer to 16Mhz, we will use ICP */
 163         TCCR1A = 0;
 164         TCCR1B = _BV(CS10);
 165
 166         /* wait until all is off */
 167         while (READ_PHOTO() != 0);
 168         TIFR = _BV(ICF1);
 169
 170         /* wait rising edge */
 171         while ((TIFR & _BV(ICF1)) == 0);
 172         time1 = ICR1;
 173         TIFR = _BV(ICF1);
 174
 175         /* wait next rising edge + timeout */
 176         while ((TIFR & _BV(ICF1)) == 0) {
 177                 diff = TCNT1 - time1;
 178                 if (diff > MAX_INTER_TIME)
 179                         return -1;
 180         }
 181
 182         time2 = ICR1;
 183         TIFR = _BV(ICF1);
 184
 185         diff = time2 - time1;
 186         if (diff < MIN_INTER_TIME)
 187                 return -1;
 188
 189         *when = time1 + (diff/2) + IR_DELAY;
 190
 191         /* laser ok */
 192         return 0;
 193 }
 194
 195 /* */
 196
 197 int main(void)
 198 {
 199         /* must be odd */
 200         uint32_t frame = FRAME;
 201         int8_t ret;
 202         uint16_t when = 0;
 203
 204         /* LEDS */
 205         LED_DDR = _BV(LED1_BIT) | _BV(LED2_BIT) | _BV(LED3_BIT);
 206         IR_DDR |= _BV(IR_BIT);
 207
 208         uart_init();
 209         fdevopen(uart0_dev_send, uart0_dev_recv);
 210         sei();
 211
 212 #if 0
 213         while (1) {
 214                 int16_t c;
 215                 c = uart_recv_nowait(0);
 216                 if (c != -1)
 217                         printf("%c", (char)(c+1));
 218                 LED1_ON();
 219                 wait_ms(500);
 220                 LED1_OFF();
 221                 wait_ms(500);
 222         }
 223 #endif
 224
 225 #if 0
 226         while (1) {
 227                 if (READ_PHOTO())
 228                         LED1_ON();
 229                 else
 230                         LED1_OFF();
 231         }
 232 #endif
 233
 234 #ifndef NO_MODULATION
 235         /* configure PWM */
 236         ICR1 = N_CYCLES_PERIOD;
 237         OCR1A = N_CYCLES_1;
 238         TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);
 239         TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12);
 240 #endif
 241
 242         /* configure timer 0, prescaler = 64 */
 243         TCCR0 = _BV(CS01) | _BV(CS00);
 244
 245         while (1) {
 246
 247 #ifdef WAIT_LASER
 248                 ret = wait_laser(&when);
 249
 250                 LED1_OFF();
 251                 LED2_OFF();
 252
 253                 if (ret)
 254                         continue;
 255
 256                 /* wait before IR xmit */
 257                 while ((int16_t)(when-TCNT1) > 0);
 258 #endif
 259
 260 #if 1
 261                 LED3_ON();
 262                 /* ok, transmit frame */
 263                 xmit_bits(frame, FRAME_LEN);
 264
 265                 /* don't watch a laser during this time */
 266                 wait_ms(INTER_LASER_TIME);
 267                 LED3_OFF();
 268 #else
 269                 LED1_ON();
 270                 wait_ms(1);
 271                 LED1_OFF();
 272 #endif
 273         }
 274         return 0;
 275 }