[BC18-02]メロディ・タイマ2018

/*

 * File:   mml-timer-shock-12f1822.c

 * Author: kaimu

 *

 * Created on February 17, 2018, 8:50 AM

 */

/*

 * Input

 *  AN2       [PIN5] : Analog Input

 * Output

 *  RA5        [PIN2] : LED (1...OFF, 0...ON)

 *  CCP1 (RA2) [PIN5] : piezo buzzer

 */

#include <xc.h>

#include <stdint.h>

// タイマーのアラーム・メロディ

//static const char mml_melody[] = "O1R2C4D4E2D4C4R@C4D4E4D4C4D2R@"; // チャルメラ

//static const char mml_melody[] = "O1D8C8 O0F4O1F4F4D8C8 O0F4O1F4F4D8C8 O0F4O1F4O0D4O1F4 O0C4O1E4E4D8C8 \

                              O0C4O1E4E4D8C8 O0C4O1E4E4D8C8 O0C4O1E4O0D4O1E4 O0F4O1F4F4R4"; //猫ふんじゃった

//static const char mml_melody[] = "O0D8G8 G2B8A8G8 B2B8A8 G2E4 D2D8G8 \

                              G2B8A8G8 B2A8B8O1D1 D2O0B8O1D8 \

                              D2O0B8A8G8 B2B8A8 G2E4 D2D8G8 \

                              G2B8A8G8 B2A4 G2G2R4"; // アメイジング・グレイス

//static const char mml_melody[] = "O0F8G8A8bB8 A8G8F8R8 A8bB8O1C8D8 C8O0bB8A8R8 \

                              F8R8F8R8 F8R8F8R8 F@F@G@G@A@A@bB@bB@ A8G8F8R8"; // カエルの合唱

static const char mml_melody[] = "O1C4E4D4O0G2 O1C4D4E4C2 \

                                E4C4D4 O0G2 G4O1D4E4C4 R8"; // ウエストミンスターの鐘 Westminster Quarters

// タイマーの動作音

static const char mml_boot[] = "O0C8D8E8R8"; // 起動時

static const char mml_timer_start[] = "R8O0A4O1A4R@"; // タイマーの開始時

static const char mml_every_5sec[] = "O0A@R@"; // 5秒ごと

// タイマーの設定時間[s]

#define TIME_LIMIT 180   // LEDが点灯している時間（タイマの秒数）

#define MELODY_COUNT 2  // 時間経過後に鳴らすメロディの繰り返し回数

// LED点滅設定

#define LED_BLINK_PERIOD_MIN 50 // LEDが点滅する周期の最小値(20-100)

// I/Oポートの定義 （LEDを接続するポートが変わった時はここを変更する）

#define PORT_LED_1 RA5

#define TRISA_LED_1 TRISA5

#define PORT_ADC ANSA2

#define PORT_BUZ RA2

#define TRISA_BUZ TRISA2

#define TRISA_ADC TRISA2

#define PORT_NO_ADC 0x02

// PIC micro controller Configuration 1

#pragma config FOSC     = INTOSC   // 内部クロック使用。

#pragma config WDTE     = OFF      // ウォッチドッグタイマなし。

#pragma config PWRTE    = ON       // 64ms後にプログラム開始。

#pragma config MCLRE    = OFF      // 外部リセットなし。RA3は入力ピン。

#pragma config CP       = OFF      // コード保護なし。

#pragma config CPD      = OFF      // データ保護なし。

#pragma config BOREN    = ON       // 電源電圧低下時のリセットあり。

#pragma config CLKOUTEN = OFF      // クロック出力不可。

#pragma config IESO     = OFF      // 内部外部クロックなし。

#pragma config FCMEN    = OFF      // FCMなし。

// 動作設定その２

// Configuration 2

#pragma config WRT    = OFF        // 書き込み保護なし。

#pragma config PLLEN  = OFF        // PLLなし。

#pragma config STVREN = ON         // スタックオーバー/アンダーフローでリセット。

#pragma config BORV   = LO         // 電源電圧低下監視閾値はLowモード

#pragma config LVP    = OFF        // 低電圧プログラムなし。

#define ledOn() (PORT_LED_1 = 0)

#define ledOff() (PORT_LED_1 = 1)

#define led() (PORT_LED_1 ^= 1)

void setBuzOutputMode(void) {

    TRISA_BUZ = 0; // Buzzer Port OUTPUT mode

    PORT_ADC = 0; // ADC port as Digital port   

}

void setBuzInputMode(void) {

    TRISA_BUZ = 1; // Buzzer Port INPUT mode

    PORT_ADC = 1; // ADC port as Analog port   

}

void wait(volatile uint32_t t)

// Delay

{

    while (t-- > 0) NOP();

}

void initIo(void) {

    //OSCCON = 0b01111010; // PLL disable, 16MHz internal clock

    // OSCCON = 0b01100010; // PLL disable, 8MHz internal clock

    OSCCON = 0b01101010; // PLL disable, 4MHz internal clock

    //OSCCON = 0b01011010; // PLL disable, 1MHz internal clock

    //OSCCON = 0b00111010; // PLL disable, 500kHz internal clock

    INTEDG = 0; // Interrupt on falling edge of RB0/INT pin

    INTE = 1; // External Interrupt Enable

    GIE = 1; //Interrupt Enable

    ANSELA = 0b00000001; //RA0 Analog port, others digital port

    CM1CON0 = 0x00; //Comparator disable

    TRISA = 0b00001001; //I/O Direction. RA1-2,4-5 : output, RA0,3 : Input

    LATA = 0b00000000; // PORTA Latch Settings

}

void initPwm(void) {

    //Timer2 settings for PWM standard mode

    PR2 = 0; // PWM Period = [(PR2) +1 ]*4*(1/FOSC)*(Timer2 Prescale value)

    T2CON = 0b00000010; //00 = Prescaler is 1, 01 = Prescaler is 4, 

    // 10 = Prescaler is 16,  11 = Prescaler is 64

    APFCON &= ~(1 << CCP1SEL); //CCP1 function is on RA2

    //CCP1SEL = 1;//CCP1 function is on RA5

    CCP1CON = 0b00001100; //PWM mode: P1A, P1C active-high; P1B, P1D active-high

    CCPR1L = 64; // PWM Duty Cycle (CCPR1L:CCP1CON<5:4>)*(1/FOSC)*(TMR2 Prescale Value)

    //Start PWM

    TMR2 = 0;

    TMR2ON = 1;

}

// A/D変換関数

// A/D conversion functions

void initAdc(void) {

    PORT_ADC = 1;

    // PORT_ADCで定義されたポートをアナログポートにする。Analog port (see PORT_ADC def.) setting

    TRISA_ADC = 1; // A/D変換端子を入力モードにする。

    ADCON0 = 0b00000001 | (PORT_NO_ADC << 2);

    //AD変換を有効化。0:unimp, xxxxx:analog ch, 0:GOnDone, 1:ADC enable

    ADCON1 = 0b01000000;

    //0:(ADFM=0)Left justified (10bit res.), 100:Fosc/4 ,0:Reserved, 00:AVDD=VREF

    CM1CON0 = 0x00; //コンパレータを無効化。Comparator disable

}

uint16_t getAdc(void)

// A/D変換した値を得る。

// 戻り値：

//  A/D 変換されたアナログ信号の大きさ（0〜1023）

{

    uint16_t adcvalue;

    //ADC

    wait(10);

    GO_nDONE = 1;

    while (GO_nDONE);

    adcvalue = ADRESH << 2 | ADRESL >> 6;

    return adcvalue;

}

#define SHOCK_THRESHOLD 60 // 衝撃の閾値 (0 ~ 1023)

#define SHOCKED  1

#define NO_SHOCK 0

uint8_t isShock(void)

// Shock sensor detection

// return value: SHOCKED   ... shocked

//               NO_SHOCK  ... no

{

    uint16_t adcvalue;

    uint8_t result;

    setBuzInputMode();

    adcvalue = getAdc();

    if (adcvalue > SHOCK_THRESHOLD) {

        result = SHOCKED;

    } else {

        result = NO_SHOCK;

    }

    return result;

}

void waitUntilBuz(void)

//ブザーの振動がおさまるまで待つ

{

    uint8_t silentCounter; // ブザーが振動していない回数

    for (silentCounter = 0; silentCounter < 5; silentCounter++) {

        if (isShock()) {

            silentCounter--; //ブザが振動していたら、振動していない回数を減ずる

        }

    }

}

volatile uint32_t TimerCounter; // Counter of Timer Interrupt 

#define T0UNIT 15UL // TimerCounter at 1 sec.

void initTimer0(void)

//Initialize Timer 0

// count up every 256*256us = 65536us = 65.536ms (clock 4/4=1MHz, prescaler 1:256

// if you want t[s] timer, TimerCount <= t / 0.065536

{

    TMR0IF = 0; // interrupt flag clear

    TimerCounter = 0; // Timer Interrupt Counter clear

    OPTION_REG = 0b11010111; // Timer0 Internal clock, Prescaler 1:256

    // Timer0 Interrupt occured every 65.536ms

    TMR0IE = 1; // enable Timer0 interrupt

    GIE = 1; // enable interrupt

}

void initTimer1(void) {

    // Initialize TIMER1

    TMR1CS1 = 0;

    TMR1CS0 = 0; // Internal clock (Fosc/4)

    //    T1CKPS1 = 1; T1CKPS0 = 1;// prescaler 1:8

    T1CKPS1 = 0;

    T1CKPS0 = 0; // prescaler 1:1

    TMR1H = 0xff;

    TMR1L = 0x00; // Clear Timer1 counter

    TMR1ON = 1; // Enable Timer1

    TMR1IE = 1; // Timer1 Intterupt Enable

    PEIE = 1;

    GIE = 1;

}

volatile int32_t PWMCounter = 0, PWMPeriod = 0, PWMCounterOn2Off = 0; // PWM Control Parameters

volatile int32_t dpwm = 1; // LEDの明るさをPWM制御するためのカウンタの増分

void interrupt intr(void)

// Interrupt processing function

{

    if (INTF == 1) {

        INTF = 0;

    }

    if (TMR0IF == 1) {

        TMR0IF = 0; //Clear TMR0 Interrupt flag

        TimerCounter++;

    }

    if (TMR1IF) {

        TMR1IF = 0; // Clear Timer0 Interrupt Flag

        TMR1H = 0xff;

        TMR1L = 0x00; // Clear Timer1 counter

        if (PWMPeriod > 0) {

            if (PWMCounter < PWMCounterOn2Off) {

                ledOn();

            } else {

                ledOff();

            }

            PWMCounter++;

            if (PWMCounter >= PWMPeriod) {

                // PWMの１周期が完了したら、

                PWMCounter = 0;

                PWMCounterOn2Off += dpwm;

                if (PWMCounterOn2Off >= PWMPeriod) {

                    dpwm = -1; // 徐々に暗くするPWMに変更

                } else if (PWMCounterOn2Off <= 0) {

                    dpwm = 1; // 徐々に明るくするPWMに変更

                }

            }

        } else {

            ledOff();

        }

    }

}

void pwmLedOff(void) {

    //PWMCounter = 0, PWMPeriod = 0, PWMCounterOn2Off=0; // PWMの設定(消灯)

    TMR1ON = 0; // Timer1 Interrupt Disable

}

void pwmLedOn(int32_t period) {

    PWMCounter = 0;

    PWMPeriod = period;

    PWMCounterOn2Off = 1; // PWMの設定

    TMR1ON = 1; // Timer1 Interrupt Enable

}

void pwmLedSetPeriod(int32_t period) {

    PWMPeriod = period; // PWM周期の設定

}

void playFreq(uint8_t octIndex, uint8_t modIndex, uint8_t pitchIndex, uint8_t length)

// 引数で指定されたオクターブ、調、音階、長さの音をPWMで出力する。

// arguments    modIndex :調:0,1, octIndex :オクターブ:0,1 , pitchIndex :音高:0~6,

//              length : 音の長さ

#define N_OCT 2     // オクターブの種類

#define N_MOD 3     // 調の種別

#define N_PITCH 7   // 音階の種類

{

    // 周波数に対応したPWMのパラメータ

    // PITCH order -> ABCDEFG

    static const uint8_t freq[N_OCT][N_MOD][N_PITCH] =

    {

        141, 126, 238, 212, 189, 178, 158, // ABCDEFG (oct. 4)

        133, 126, 224, 200, 189, 168, 149, //#ABCDEFG (oct. 4)

        149, 133, 238, 224, 200, 178, 168, //bABCDEFG (oct. 4)

        70, 62, 118, 105, 94, 88, 79, // ABCDEFG (oct. 5)

        112, 99, 94, 83, 74, 66, 62, //#ABCDEFG (oct.5))

        74, 66, 62, 112, 99, 94, 83 //bABCDEFG (oct.5)

    };

    static const uint8_t maxLength = 16; // 音の最大の長さ

    setBuzOutputMode();

    if (octIndex < N_OCT && modIndex < N_MOD && pitchIndex < N_PITCH) {

        PR2 = freq[octIndex][modIndex][pitchIndex];

        wait((uint32_t) (maxLength / length) * 3000); // 音の長さだけ待つ

    }

    PR2 = 0; // Stop Sound

}

void playWait(uint8_t length) {

    const uint8_t maxLength = 16; // 音の最大の長さ

    PR2 = 0;

    wait((uint32_t) (maxLength / length) * 3000); // 音の長さだけ待つ

}

uint8_t getMmlLength(char mmlchar) {

    uint8_t length;

    if (mmlchar == '@') {

        length = 16;

    } else {

        length = (uint8_t) mmlchar - '0';

    }

    return length;

}

void playMmlString(char *melodyString) {

    // play Music Macro Language

    // example "O1C4D8E@F2R8G4#D4R8"

    // C4 ... pitch name C , length 1/4

    // pitch name : C, D, E, F, G, A, B

    // octave : O0, O1

    // mode : #, b

    // rest : R

    // length     1, 2, 4, 8, @ (1/1 , 1/2, 1/4, 1/8, @ is 1/16)

    // MML文字列を再生

    uint8_t index = 0;

    static volatile uint8_t octIndex = 0, modIndex = 0, pitchIndex = 0, length;

    while (*(melodyString + index) != '\0') {

        switch (*(melodyString + index)) {

            case 'O':

                index++;

                octIndex = *(melodyString + index) - '0';

                break;

            case '#':

                modIndex = 1;

                index++;

                pitchIndex = *(melodyString + index) - 'A';

                index++;

                length = getMmlLength(*(melodyString + index));

                playFreq(octIndex, modIndex, pitchIndex, length);

                modIndex = 0;

                break;

            case 'b':

                modIndex = 2;

                index++;

                pitchIndex = *(melodyString + index) - 'A';

                index++;

                length = getMmlLength(*(melodyString + index));

                playFreq(octIndex, modIndex, pitchIndex, length);

                modIndex = 0;

                break;

            case 'R':

                index++;

                length = getMmlLength(*(melodyString + index));

                playWait(length);

                break;

            case 'A':

            case 'B':

            case 'C':

            case 'D':

            case 'E':

            case 'F':

            case 'G':

                modIndex = 0;

                pitchIndex = *(melodyString + index) - 'A';

                index++;

                length = getMmlLength(*(melodyString + index));

                playFreq(octIndex, modIndex, pitchIndex, length);

            default:

                playWait(0);

        }

        index++;

    }

}

void main(void) {

    int32_t pwmLedBlinkPeriod; // LEDのPWM制御の速度

    uint32_t timeLimitCount; // 時間切れまでのカウント数

    uint32_t i;

    //Initialization

    initIo();

    initPwm();

    initAdc();

    initTimer0();

    initTimer1();

    ledOff();

    pwmLedOff(); // PWMによるLED点滅を停止

    playMmlString(mml_boot);

    waitUntilBuz(); // ブザーの振動がおさまるまで待つ

    while (1) {

        if (isShock()) {

            waitUntilBuz(); // ブザーの振動がおさまるまで待つ

            playMmlString(mml_timer_start); // 衝撃を検出したときの音

            waitUntilBuz(); // ブザーの振動がおさまるまで待つ

            pwmLedBlinkPeriod = TIME_LIMIT; // 点滅間隔の初期化

            pwmLedOn(pwmLedBlinkPeriod); // Start PWM (LED点灯)

            TimerCounter = 0; // タイマのリセット。計時開始。

            timeLimitCount = T0UNIT * TIME_LIMIT;

            while (TimerCounter < timeLimitCount) {

                //制限時間になるまでの処理

                if (TimerCounter % (T0UNIT * 5UL) == 0) {

                    for (i = 0;

                            i < (timeLimitCount - TimerCounter) / (T0UNIT * 60UL) + 1UL;

                            i++) {

                        // 残り分数+1の回数だけ音を5秒ごとにならす

                        playMmlString(mml_every_5sec);

                    }

                    led();

                    pwmLedBlinkPeriod -= 5; // LED点滅速度を徐々に速くする

                    if (pwmLedBlinkPeriod <= LED_BLINK_PERIOD_MIN) {

                        pwmLedBlinkPeriod = LED_BLINK_PERIOD_MIN;

                    } // LED点滅速度が速すぎるときは最速に設定

                    pwmLedSetPeriod(pwmLedBlinkPeriod); // LED点滅速度の設定

                }

            }

            for (i = 0; i < MELODY_COUNT; i++) {

                playMmlString(mml_melody); //警報音を鳴らす。

            }

            waitUntilBuz(); // ブザーの振動がおさまるまで待つ

            pwmLedOff(); // PWMの設定(消灯)

            ledOff();

        }

    }

}