main.c

   1 #include <aversive.h>
   2 #include <aversive/wait.h>
   3
   4 #include <string.h>
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <inttypes.h>
   8
   9 #ifdef HOST_VERSION
  10 #if defined(WAV_NOISE)
  11 #include "noise.wav.c"
  12 #elif defined(WAV_TONE_HIGHNOISE)
  13 #include "tone-highnoise.wav.c"
  14 #elif defined(WAV_TONE_LOWNOISE)
  15 #include "tone-lownoise.wav.c"
  16 #elif defined(WAV_TONE)
  17 #include "tone.wav.c"
  18 #endif
  19 #endif
  20
  21 /* port B */
  22 #define BUZZER_BIT    0
  23 #define BUZZER_ON()   PORTB |= _BV(BUZZER_BIT)
  24 #define BUZZER_OFF()  PORTB &= (~_BV(BUZZER_BIT))
  25
  26 #define RADIO_BIT  2
  27 #define RADIO_READ() (!!(PINB & (_BV(RADIO_BIT))))
  28
  29 #define BUTTON_BIT 3
  30 #define BUTTON_IS_PRESSED()  (!!(PINB & (_BV(BUTTON_BIT))))
  31
  32 #define LED_BIT    4
  33 #define LED_ON()   PORTB |= _BV(LED_BIT)
  34 #define LED_OFF()  PORTB &= (~_BV(LED_BIT))
  35
  36 static uint32_t bitfield;
  37
  38 #ifdef HOST_VERSION
  39 static int32_t fil_fond = 0;
  40 static int32_t fil_harm1 = 0;
  41 static int32_t fil_other = 0;
  42 #else
  43 static int16_t fil_fond = 0;
  44 static int16_t fil_harm1 = 0;
  45 static int16_t fil_other = 0;
  46 #endif
  47 static int16_t pow_fond = 0;
  48 static int16_t pow_harm1 = 0;
  49 static int16_t pow_other = 0;
  50 static int16_t cpt_filter = 0;
  51
  52 #ifdef HOST_VERSION
  53 /* when compiled for host, we check that there is no saturation when
  54  * applying the filter. This should not happen as the gain of the
  55  * filter is 1. */
  56 int32_t saturate16(int32_t in)
  57 {
  58         if (in > 32767L) {
  59                 in = 32767;
  60                 printf("saturation\n");
  61         }
  62         if (fil_fond < -32768L) {
  63                 in = -32768;
  64                 printf("saturation\n");
  65         }
  66         return in;
  67 }
  68 #endif
  69
  70 /* Apply the 3 filters on the bitfield. The results are stored in
  71  * fil_fond, fil_harm1 and fil_other. */
  72 static void apply_filters(void)
  73 {
  74         fil_fond = 0;
  75         fil_harm1 = 0;
  76         fil_other = 0;
  77
  78         if (bitfield & (1UL << 0)) {
  79                 fil_fond += -1781;
  80                 fil_harm1 += -1217;
  81                 fil_other += -1308;
  82         }
  83
  84         if (bitfield & (1UL << 1)) {
  85                 fil_fond += -1737;
  86                 fil_harm1 += -1135;
  87                 fil_other += -1830;
  88         }
  89
  90         if (bitfield & (1UL << 2)) {
  91                 fil_fond += -1024;
  92                 fil_harm1 += 1922;
  93                 fil_other += -446;
  94         }
  95
  96         if (bitfield & (1UL << 3)) {
  97                 fil_fond += 84;
  98                 fil_harm1 += -60;
  99                 fil_other += 1404;
 100         }
 101
 102         if (bitfield & (1UL << 4)) {
 103                 fil_fond += 1162;
 104                 fil_harm1 += -1885;
 105                 fil_other += 1790;
 106         }
 107
 108         if (bitfield & (1UL << 5)) {
 109                 fil_fond += 1791;
 110                 fil_harm1 += 1235;
 111                 fil_other += 306;
 112         }
 113
 114         if (bitfield & (1UL << 6)) {
 115                 fil_fond += 1725;
 116                 fil_harm1 += 1113;
 117                 fil_other += -1500;
 118         }
 119
 120         if (bitfield & (1UL << 7)) {
 121                 fil_fond += 986;
 122                 fil_harm1 += -1933;
 123                 fil_other += -1736;
 124         }
 125
 126         if (bitfield & (1UL << 8)) {
 127                 fil_fond += -141;
 128                 fil_harm1 += 100;
 129                 fil_other += -144;
 130         }
 131
 132         if (bitfield & (1UL << 9)) {
 133                 fil_fond += -1219;
 134                 fil_harm1 += 1869;
 135                 fil_other += 1605;
 136         }
 137
 138         if (bitfield & (1UL << 10)) {
 139                 fil_fond += -1819;
 140                 fil_harm1 += -1288;
 141                 fil_other += 1654;
 142         }
 143
 144         if (bitfield & (1UL << 11)) {
 145                 fil_fond += -1686;
 146                 fil_harm1 += -1042;
 147                 fil_other += -76;
 148         }
 149
 150         if (bitfield & (1UL << 12)) {
 151                 fil_fond += -842;
 152                 fil_harm1 += 1972;
 153                 fil_other += -1751;
 154         }
 155
 156         if (bitfield & (1UL << 13)) {
 157                 fil_fond += 424;
 158                 fil_harm1 += -302;
 159                 fil_other += -1478;
 160         }
 161
 162         if (bitfield & (1UL << 14)) {
 163                 fil_fond += 1660;
 164                 fil_harm1 += -1750;
 165                 fil_other += 708;
 166         }
 167
 168         if (bitfield & (1UL << 15)) {
 169                 fil_fond += 2416;
 170                 fil_harm1 += 2399;
 171                 fil_other += 2803;
 172         }
 173
 174         if (bitfield & (1UL << 16)) {
 175                 fil_fond += 2416;
 176                 fil_harm1 += 2399;
 177                 fil_other += 2803;
 178         }
 179
 180         if (bitfield & (1UL << 17)) {
 181                 fil_fond += 1660;
 182                 fil_harm1 += -1750;
 183                 fil_other += 708;
 184         }
 185
 186         if (bitfield & (1UL << 18)) {
 187                 fil_fond += 424;
 188                 fil_harm1 += -302;
 189                 fil_other += -1478;
 190         }
 191
 192         if (bitfield & (1UL << 19)) {
 193                 fil_fond += -842;
 194                 fil_harm1 += 1972;
 195                 fil_other += -1751;
 196         }
 197
 198         if (bitfield & (1UL << 20)) {
 199                 fil_fond += -1686;
 200                 fil_harm1 += -1042;
 201                 fil_other += -76;
 202         }
 203
 204         if (bitfield & (1UL << 21)) {
 205                 fil_fond += -1819;
 206                 fil_harm1 += -1288;
 207                 fil_other += 1654;
 208         }
 209
 210         if (bitfield & (1UL << 22)) {
 211                 fil_fond += -1219;
 212                 fil_harm1 += 1869;
 213                 fil_other += 1605;
 214         }
 215
 216         if (bitfield & (1UL << 23)) {
 217                 fil_fond += -141;
 218                 fil_harm1 += 100;
 219                 fil_other += -144;
 220         }
 221
 222         if (bitfield & (1UL << 24)) {
 223                 fil_fond += 986;
 224                 fil_harm1 += -1933;
 225                 fil_other += -1736;
 226         }
 227
 228         if (bitfield & (1UL << 25)) {
 229                 fil_fond += 1725;
 230                 fil_harm1 += 1113;
 231                 fil_other += -1500;
 232         }
 233
 234         if (bitfield & (1UL << 26)) {
 235                 fil_fond += 1791;
 236                 fil_harm1 += 1235;
 237                 fil_other += 306;
 238         }
 239
 240         if (bitfield & (1UL << 27)) {
 241                 fil_fond += 1162;
 242                 fil_harm1 += -1885;
 243                 fil_other += 1790;
 244         }
 245
 246         if (bitfield & (1UL << 28)) {
 247                 fil_fond += 84;
 248                 fil_harm1 += -60;
 249                 fil_other += 1404;
 250         }
 251
 252         if (bitfield & (1UL << 29)) {
 253                 fil_fond += -1024;
 254                 fil_harm1 += 1922;
 255                 fil_other += -446;
 256         }
 257
 258         if (bitfield & (1UL << 30)) {
 259                 fil_fond += -1737;
 260                 fil_harm1 += -1135;
 261                 fil_other += -1830;
 262         }
 263
 264         if (bitfield & (1UL << 31)) {
 265                 fil_fond += -1781;
 266                 fil_harm1 += -1217;
 267                 fil_other += -1308;
 268         }
 269
 270 #ifdef HOST_VERSION
 271         fil_fond = saturate16(fil_fond);
 272         fil_harm1 = saturate16(fil_harm1);
 273         fil_other = saturate16(fil_other);
 274 #endif
 275 }
 276
 277 /* Return abs(val) * 0.03125 + prev_out * 0.96875
 278  * This is a simple "mean" filter. */
 279 static inline void mean_pow(int16_t *state, int16_t val)
 280 {
 281         uint16_t new;
 282
 283         if (val > 0)
 284                 new = val;
 285         else
 286                 new = -val;
 287
 288         new >>= 5;
 289
 290         /* new += prev_out * 0.96875 */
 291         *state >>= 1;
 292         new += *state;
 293         *state >>= 1;
 294         new += *state;
 295         *state >>= 1;
 296         new += *state;
 297         *state >>= 1;
 298         new += *state;
 299         *state >>= 1;
 300         new += *state;
 301         *state >>= 1;
 302         new += *state;
 303
 304         /* update state */
 305         *state = new;
 306 }
 307
 308 #define MAX_CPT_FILTER 500
 309
 310 /* init timer (only on real hw, not on simulator which simulates an
 311  * ATmega128) */
 312 static void init_timer(void)
 313 {
 314 #if defined(__AVR_ATtiny45__)
 315         TCCR0A = 0;
 316         TCCR0B = (1 << CS01); /* clk/8 = 1Mhz */
 317 #endif
 318 }
 319
 320 /* wait new ech period (only on real hw, not on simulator which
 321  * simulates an ATmega128). period=200 -> 5 khz */
 322 static void wait_period(void)
 323 {
 324 #if defined(__AVR_ATtiny45__)
 325         static uint8_t prev = 0;
 326         uint8_t cur, diff;
 327
 328         do {
 329                 cur = TCNT0;
 330                 diff = cur - prev;
 331         } while (diff < 200);
 332         prev = cur;
 333 #endif
 334 }
 335
 336 /* return the input: on host, we use the table generated from the wav
 337  * file, on the attiny, we use the real PIN input */
 338 static uint8_t get_input(int i)
 339 {
 340 #ifdef HOST_VERSION
 341         return !!x[i];
 342 #else
 343         return RADIO_READ();
 344 #endif
 345 }
 346
 347 /*
 348   The CPU runs at 8Mhz.
 349   Fe = 5Khz
 350   Ffond = 500 hz
 351   Fharm1 = 1500 hz
 352   Fother = 1000 hz
 353  */
 354 int main(void)
 355 {
 356         int8_t detected = 0;
 357         int16_t i;
 358
 359         /* led and buzzer are outputs */
 360 #if defined(__AVR_ATtiny45__)
 361         DDRB |= (1 << LED_BIT) | (1 << BUZZER_BIT);
 362 #endif
 363
 364         i = 0;
 365         init_timer();
 366
 367         while (1) {
 368
 369                 wait_period();
 370
 371                 /* push one bit in bitfield */
 372                 bitfield <<= 1UL;
 373                 bitfield |= (uint32_t)get_input(i);
 374
 375                 apply_filters();
 376                 mean_pow(&pow_fond, fil_fond);
 377                 mean_pow(&pow_harm1, fil_harm1);
 378                 mean_pow(&pow_other, fil_other);
 379
 380                 /* cpt_filter is increased when we consider that we are
 381                  * receiving the signal */
 382                 if ((pow_fond/3) > (pow_harm1/2) &&
 383                     (pow_fond/2) > pow_other &&
 384                     cpt_filter < MAX_CPT_FILTER)
 385                         cpt_filter += 2;
 386                 else if (cpt_filter > 0)
 387                         cpt_filter--;
 388
 389 #ifdef HOST_VERSION
 390                 /* display values */
 391                 printf("%d fil_fond=%d fil_harm1=%d fil_other=%d\n",
 392                        i, fil_fond, fil_harm1, fil_other);
 393                 printf("%d pow_fond=%d pow_harm1=%d pow_other=%d "
 394                        "cpt_filter=%d detected=%d\n",
 395                        i, pow_fond, pow_harm1, pow_other, cpt_filter, detected);
 396 #else
 397                 if (detected)
 398                         LED_ON();
 399                 else
 400                         LED_OFF();
 401
 402                 /* output a square signal at 625 hz if beacon is
 403                  * detected */
 404                 if ((detected == 1) && (i & 4))
 405                         BUZZER_ON();
 406                 else
 407                         BUZZER_OFF();
 408
 409 #endif
 410
 411                 i ++;
 412
 413 #ifdef HOST_VERSION
 414                 if (i >= sizeof(x))
 415                         break;
 416 #endif
 417         }
 418
 419         return 0;
 420 }