/*----------------------------------------------------------------------------
 * File:   JoyStick020.c
 * Copyright : VividHobby
 * ジョイスティック型赤外線リモコン送信機
 * 4ch　アナログ入力、2ch　プッシュスイッチ入力
 * 2400bps　赤外線送信（38KHz変調方式）
 * 
 * A/D 入力は、AN0, AN1, AN2, AN3　　SW入力は、RB0, RB1
 * PWM出力は、RC2:CCP1   RS232送信は、RC6:TX
 * 
 * 基本プログラム製作 2016/06/14                                           v020
 * 基本プログラムバグ取り完了（注意：モニタLEDの点滅は実際とは逆              v021
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 * Created on 2016/06/01, 17:31
 */

//-------------------------------------------------------------------------
// プログラム初期設定
//-------------------------------------------------------------------------
#include <xc.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#pragma config FOSC = HS //高速オシレーター(4MHz以上)使用
#pragma config WDTE = OFF //ウォッチドッグタイマーOFF
#pragma config CP = OFF //コードプロテクションOFF
#pragma config PWRTE = ON //パワーアップタイマーON
#pragma config LVP = OFF//PIC16F84Aでは未サポート
//PICのクロック設定
#define _XTAL_FREQ 20000000 //PICのクロックをHzで設定(20MHz)


//-------------------------------------
// SWスイッチ用ポートの設定
//-------------------------------------

#define sw0 RB0         // RB0にsw0を設定(通常はHにプルアップ、Lでアクティブ)
#define sw1 RB1         // RB1にsw1を設定(同上)

//------------------------------------------------------------------------
// 変数初期設定
//------------------------------------------------------------------------

int ad_val = 0; //AD変換結果格納
int ad_x1 = 0, ad_y1 = 0; //AD変換後、補正後の最終x,y格納場所　（０-１０２３）
int ad_x2 = 0, ad_y2 = 0;
int ad_h = 0, ad_l = 0; //AD変換結果レジスタの上位下位の格納
int x1_max = 0, x1_cent = 0, x1_min = 1023, y1_max = 0, y1_cent = 0, y1_min = 1023;
//JoyStickの位置の最大最小中央値初期化
int x2_max = 0, x2_cent = 0, x2_min = 1023, y2_max = 0, y2_cent = 0, y2_min = 1023;
//JoyStickの位置の最大最小中央値初期化
int i, j, temp = 0; // Loop counter
float x1_h = 0, x1_l = 0, y1_h = 0, y1_l = 0; //AD変換正規化の補正値（X,Yそれぞれ上位と下位）
float x2_h = 0, x2_l = 0, y2_h = 0, y2_l = 0; //AD変換正規化の補正値（X,Yそれぞれ上位と下位）
float calc = 0, calc2 = 0;


unsigned char ad_ch = 0; //AD変換ch指定（0-3）
unsigned char ad_para_temp = 0b10000001; //AD変換パラメータのテンプレート
unsigned char rcv_1B, send_1B; //RS232送受信データ用
unsigned char sw_port; // プッシュSWを読み込む
//------------------------------------------------------------------------
// 関数定義
//------------------------------------------------------------------------
void pic_init_16f876(void);
void ad_conv(void);
void ad_limit(void);
void ad_cent(void);
void correction(void);
void ad_actual(void);
void RS232_ini(void);
void RS232_write(unsigned char send_1B);
unsigned char RS232_read(void);
void PWM_setup(void);
void PWM_start(void);
void PWM_stop(void);


//-------------------------------------------------------------------------
//　メインプログラム
//-------------------------------------------------------------------------

main() {

    pic_init_16f876(); // PIC初期化。 ADは4ch分使用設定(PCFG=0000)
    // SW設定、RS232、PMW出力設定

    //--------------------------------------------------
    // PIC起動確認LED点灯
    //--------------------------------------------------
    __delay_ms(2000); // 2秒待つ
    RC2 = 0; // RC2:PWM出力（予定の）ポートをH
    RC6 = 0; // RC6:RS232 TX（予定の）ポートをL　で、赤色LED点灯


    //----------------------------------------------------------------
    // 変数初期値設定
    //---------------------------------------------------------------


    //================================================================
    // メイン処理開始
    //================================================================





    //-----------------
    // AD変換準備
    //-----------------



    ad_cent(); // ジョイスティックの中央値セット

    __delay_ms(1000);
    for (i = 1; i <= 500; i++) {
        ad_limit(); // ジョイスティックのX,Yそれぞれの最大最小値を得る
        __delay_ms(5);
    }
    correction(); // AD変換補正値を計算し、セット

    //--------------------------------------------------
    // ジョイスティック中央値読み込み完了確認LED　消灯
    //--------------------------------------------------

    RC2 = 1; // RC2:PWM出力（予定の）ポートをL
    RC6 = 0; // RC6:RS232 TX（予定の）ポートをL　で、赤色LED 消灯
    __delay_ms(2000); // 2秒間LED消灯

    //--------------------------------------------------
    // PWM 初期設定 波長27マイクロ秒（３８KHｚ）
    //--------------------------------------------------    

    PWM_setup(); //PWM初期設定

    //---------------------
    // PWM起動開始
    //---------------------

    PWM_start(); // swがONでPWM開始


    //--------------------------------------------------
    // RS232 初期設定　2400bps
    //--------------------------------------------------    

    RS232_ini(); //RS232初期化



    while (1) {

        __delay_ms(3000); // 動作確認用、ゆっくりデータ送信


        ad_actual(); //　AD変換を実施し、値を補正。結果は、ad_x と ad_yにセット（１０ビット）


        //---------------------------------------
        // AD変換した結果２バイトx2をRS232で送信
        // 送信ERR防止の為、各データを送信
        //---------------------------------------

        // デバッグ用にAD値、スイッチ状態を３行にわけて送信

        send_1B = ad_x1 >> 8; //xの上位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_x1; //xの下位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_y1 >> 8; //yの上位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_y1; //yの下位バイト
        RS232_write(send_1B);

        RS232_write(0x0d); // 改行
        
        send_1B = ad_x2 >> 8; //xの上位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_x2; //xの下位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_y2 >> 8; //yの上位バイト
        RS232_write(send_1B);
        send_1B = ad_y2; //yの下位バイト
        RS232_write(send_1B);


        RS232_write(0x0d); // 改行

        send_1B = sw_port; // スイッチポートのデータを送信
        RS232_write(send_1B);


        RS232_write(0x0d); // 改行
    }
}
//=============================== Main prog　終了 ==============================




//================== 以下　関数定義 ============================================
//-------------------------------------------------------------------------
// PIC 16F876 初期設定（ポート、AD、割り込み）
//-------------------------------------------------------------------------




//--------------------------------------------------------------------------
// PWM 初期設定（20MHｚクロック）
// 赤外線リモコンの変調パルスに設定を合わせる
//          変数設定    周波数=38KHz、（周期=26.38usec）　duty = 約30%
// 周期設定     PR2=33、TMR1プリスケーラ=1/4、
// duty         30%として、CCPR1L = 0100 1110、CCP1X=0,CCP1Y=0
// RC2 = CCP1 PWM出力ポート
//--------------------------------------------------------------------------

void PWM_setup(void) {

    PORTCbits.RC2 = 0; // PWMの出力を設定（念のためポートRC2をLにする）

    PR2 = 33; // PWMの周期をセット
    CCPR1L = 0b00000000; // CCPR1L + CCP1X + CCP1Y = 0 デューティー
    // PWMのパルス幅Dutyをセット、ただし初期値はゼロ

    CCP1CONbits.CCP1X = 0; // パルス幅設定10ビットの下位2ビットはゼロ
    CCP1CONbits.CCP1Y = 0;

    CCP1CONbits.CCP1M3 = 1; // PWMモード（M3-M0)
    CCP1CONbits.CCP1M2 = 1; //
    CCP1CONbits.CCP1M1 = 0; //
    CCP1CONbits.CCP1M0 = 0; //        

    T2CONbits.TOUTPS3 = 0; // ポストスケーラはゼロ
    T2CONbits.TOUTPS2 = 0;
    T2CONbits.TOUTPS1 = 0;
    T2CONbits.TOUTPS0 = 0;
    T2CONbits.TMR2ON = 1; // タイマー２(PWM)スタート( 0=STOP, 1=START)
    T2CONbits.T2CKPS1 = 0; // プリスケーラ(01=1/4)
    T2CONbits.T2CKPS0 = 1; // 00=1/1, 01=1/4, 10=1/16, 11=1/16

}

//-------------------------------------------------------------------
// PWM　動作開始　タイマー２(PWM)は常時RUN
//-------------------------------------------------------------------

void PWM_start(void) {

    PR2 = 33;
    CCPR1L = 0b00001011; // CCPR1L = 0b01101110; // CCPR1L + CCP1X + CCP1Y = 44
    CCP1X = 0;
    CCP1Y = 0;

}



//-------------------------------------------------------------------
// PWM　動作停止　タイマー２(PWM)は常時RUNするが、Dutyをゼロにする　
//-------------------------------------------------------------------

void PWM_stop(void) {

    CCPR1L = 0; // Dutu比ゼロにして出力をＬにする
    CCP1X = 0;
    CCP1Y = 0;

}

void pic_init_16f876(void) {
    //---------------------------------------------
    // PICのPORT設定の初期化　AD変換RA0ポートに設定
    //---------------------------------------------
    //PICのポート設定
    ADCON0 = 0b10000001; //アナログ使用AD on

    CHS0 = 0; // 以下の３ビットでADの使用chを設定(0-4ch)
    CHS1 = 0;
    CHS2 = 0;

    //ADはAN0, AN1, AN3　結果はADRESHに左寄せ８ビット
    ADCON1 = 0b10000000; //For Analog Port (PCFG=0000)
    //結果は右詰め（１０ビット使用）

    TRISA = 0b00001111; // A/D変換はRA0-RA3で行うので入力に設定
    TRISB = 0b11111111; // PortBを全て入力に設定。実際の使用は、RB0, RB1。他はプルアップ
    TRISC = 0b10000000; // RX=RC7をINに設定, RC6はTX送信。RC2= PWM出力

    PORTA = 0b11111111; // ポートの初期値を設定する（Hで通常、LでON）
    PORTB = 0b11111111; // 初期化
    PORTC = 0b10111111; // 初期化

    //----------------------------------------------------------------
    // ==== TMR は未使用 ====
    // TMR0設定
    // TRM0 setting 割り込み使用、プリスケーラ1/32設定＠２０MHｚ
    // 割り込みは約1.6384 msec毎に発生する
    //----------------------------------------------------------------
    OPTION_REG = 0b10000100; /// Prescaller 1/32 (1.6384 msec full count)
    INTCON = 0b00100000;
    GIE = 0; // 全体割り込み禁止
    T0IE = 0; // TMR0 中断
    T0IF = 0; // TMR0 割り込みフラッグクリア
}

//-------------------------------------------------------------------
// ad_chに変換するADのchをセットしAD変換を実行。結果をad_valに代入する
// AD変換結果は0-1023 （補正はなし。純粋にADを実行）
//-------------------------------------------------------------------

void ad_conv(void) {

    ad_val = 0;
    for (j = 1; j <= 10; j++) { //AD変換５０回を平均する
        ADCON0 = ad_para_temp | (ad_ch << 3); //ADのchを指定
        __delay_us(20); //　20usecの準備待ち
        GO = 1; // AD変換開始
        while (GO) {
            // GOビットが１の間待つ（0になるまで待つ）
        }
        temp = ADRESH;
        ad_h = temp << 8; //高位値は256倍する
        ad_l = ADRESL;
        ad_val = ad_val + ad_h + ad_l; //低位値と加算してAD結果10ビットを得る
        __delay_ms(1);
    }
    ad_val = ad_val / 10;

}

//.....................................................................
// AD変換の考え方
// VRのAD変換値は、かならずしも0-1023（10bit）にならないので、X/Y値それぞれの
// 最小値、最大値を読み取り、中間値とその差をフルスケール５１２で除して、係数とする
//.....................................................................
//---------------------------------------------------------------------
// AD変換後のX,Y値の最大最小を求め、正規化を行う
//---------------------------------------------------------------------

void ad_limit(void) {
    ad_ch = 0; // AD ch0 
    ad_conv(); // Get AD value
    if (ad_val >= x1_max) x1_max = ad_val;
    if (ad_val <= x1_min) x1_min = ad_val;

    ad_ch = 1; // AD ch1
    ad_conv(); // Get AD value
    if (ad_val >= y1_max) y1_max = ad_val;
    if (ad_val <= y1_min) y1_min = ad_val;

    ad_ch = 2; // AD ch2 
    ad_conv(); // Get AD value
    if (ad_val >= x2_max) x2_max = ad_val;
    if (ad_val <= x2_min) x2_min = ad_val;

    ad_ch = 3; // AD ch3
    ad_conv(); // Get AD value
    if (ad_val >= y2_max) y2_max = ad_val;
    if (ad_val <= y2_min) y2_min = ad_val;
}

//--- 注意 --------------------------------------------------------------
// 読み取ったX,Yの最大最小中央値を元に
// X,Yの補正係数を計算する x_h等とcalcはfloat型変数
//-----------------------------------------------------------------------

void correction(void) {
    calc = x1_max - x1_cent;
    x1_h = 512 / calc;
    calc = x1_cent - x1_min;
    x1_l = 512 / calc;
    calc = y1_max - y1_cent;
    y1_h = 512 / calc;
    calc = y1_cent - y1_min;
    y1_l = 512 / calc;

    calc = x2_max - x2_cent;
    x2_h = 512 / calc;
    calc = x2_cent - x2_min;
    x2_l = 512 / calc;
    calc = y2_max - y2_cent;
    y2_h = 512 / calc;
    calc = y2_cent - y2_min;
    y2_l = 512 / calc;


}

//------------------------------------------------------------------------
// 補正値を元にして
// AD変換を事項して、結果を補正する 最終結果　ad_x1, ad_y1, ad_x2, ad_y2
// 加えて、SW1、SW2接続のPortBをsw_portに読み込む
//------------------------------------------------------------------------

void ad_actual(void) {
    ad_ch = 0; // AD ch0 
    ad_conv();

    calc = ad_val - x1_cent;
    calc2 = ad_val - x1_min;
    if (ad_val >= x1_cent) {
        ad_x1 = x1_cent + (calc * x1_h);
    } else {
        ad_x1 = (calc2 * x1_l);
    }
    if (ad_x1 <= 0) ad_x1 = 0;
    if (ad_x1 >= 1023) ad_x1 = 1023;

    //--------------------------------------------
    ad_ch = 1; // AD ch1
    ad_conv(); // Get AD value

    calc = ad_val - y1_cent;
    calc2 = ad_val - y1_min;
    if (ad_val >= y1_cent) {
        ad_y1 = y1_cent + (calc * y1_h);
    } else {
        ad_y1 = (calc2 * y1_l);
    }
    if (ad_y1 <= 0) ad_y1 = 0;
    if (ad_y1 >= 1023) ad_y1 = 1023;

    //---------------------------------------------
    ad_ch = 2; // AD ch0 
    ad_conv();

    calc = ad_val - x2_cent;
    calc2 = ad_val - x2_min;
    if (ad_val >= x2_cent) {
        ad_x2 = x2_cent + (calc * x2_h);
    } else {
        ad_x2 = (calc2 * x2_l);
    }
    if (ad_x2 <= 0) ad_x2 = 0;
    if (ad_x2 >= 1023) ad_x2 = 1023;

    //---------------------------------------------------
    ad_ch = 3; // AD ch1
    ad_conv(); // Get AD value

    calc = ad_val - y2_cent;
    calc2 = ad_val - y2_min;
    if (ad_val >= y2_cent) {
        ad_y2 = y2_cent + (calc * y2_h);
    } else {
        ad_y2 = (calc2 * y2_l);
    }
    if (ad_y2 <= 0) ad_y2 = 0;
    if (ad_y2 >= 1023) ad_y2 = 1023;
}


//---------------------------------------------------------------------
// JoyStickの中立X,Y値のを求め、補正を行う
// 指を離した状態のJSの位置を１０回読み込んで平均する
//---------------------------------------------------------------------

void ad_cent(void) {
    x1_cent = 0;
    y1_cent = 0;

    ad_ch = 0; // AD ch0 
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        ad_conv(); // Get AD value
        x1_cent = x1_cent + ad_val;
    }
    x1_cent = x1_cent / 10;

    ad_ch = 1; // AD ch1
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        ad_conv(); // Get AD value
        y1_cent = y1_cent + ad_val;
    }
    y1_cent = y1_cent / 10;

    x2_cent = 0;
    y2_cent = 0;

    ad_ch = 2; // AD ch0 
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        ad_conv(); // Get AD value
        x2_cent = x2_cent + ad_val;
    }
    x2_cent = x2_cent / 10;

    ad_ch = 3; // AD ch1
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        ad_conv(); // Get AD value
        y2_cent = y2_cent + ad_val;
    }
    y2_cent = y2_cent / 10;

}

//-------------------------------------------------
//RS232 initialize IR通信の為低速モード2400bpsに設定
//-------------------------------------------------

void RS232_ini(void) {
    //送信レジスタ設定
    TRISC7 = 1; //set input for RX
    TRISC6 = 0; //set output for TX
    //    TXSTA = 0b00100100; //非同期、８ビット、高速送信モード(bit2=1 )
    TXSTA = 0b00100000; //非同期、８ビット、低速モード）
    SPBRG = 129; //2400 bpsモード（20MHz低速モード）


    //SPBRG = 129; //9600 bpsモード(20MHz高速モード)
    //SPBRG = 20; // 57600 bpsモード(20MHz高速モード)
    //SPBRG = 64; // 9600 bps モード(10MHz)高速モード)
    //    SPBRG = 10; // 57600 bpsモード(10MHz高速モード)


    //受信レジスタ設定
    RCSTA = 0b10010000; //シリアル通信、８ビット、連続受信モード
    PIR1bits.RCIF = 0; //RCIFクリア
}

//---------------------------------------------------
//RS232送信（１バイト）
//---------------------------------------------------

void RS232_write(unsigned char send_1B) {

    while (TXSTAbits.TRMT == 0) {
    } //TRMTが１になるまで待つ
    TXREG = send_1B; //データを送信レジスタにセット
}

//----------------------------------------------------
//RS232受信（１バイト）
//受信ERRORに関しては未対応
//----------------------------------------------------

unsigned char RS232_read(void) {

    PIR1bits.RCIF = 0;
    while (PIR1bits.RCIF == 0) {
    }
    // 下記のERROR処理は割愛しています
    //    if (RCSTAbits.FERR == 1 ){ rcv_1B = 0xFF ;
    //    RCSTAbits.CREN = 0;
    //    RCSTAbits.CREN = 1;
    //    return rcv_1B;
    //    }

    //    if (RCSTAbits.OERR == 1 ){ rcv_1B = 0xFF ;
    //    RCSTAbits.CREN = 0;
    //    RCSTAbits.CREN = 1;
    //    }
    //    return rcv_1B;

    rcv_1B = RCREG;

    return rcv_1B;
}


//--------------------------- End of Program ----------------------------------}