/* 핀 연결 
 1번핀(write input)         - PA0
19번핀(read input)          - PA1
18번핀(control/date input)  - PA2
 2번핀(chip select input)   - PA3

 6번핀 - A상
 7번핀 - B상
 
 5번핀 - 5V
20번핀 - GND

 8번핀 - PB0
 9번핀 - PB1 
10번핀 - PB2
11번핀 - PB3
12번핀 - PB4 
13번핀 - PB5
14번핀 - PB6
15번핀 - PB7

3, 4번 핀은 5V -> 10K옴 저항을 거쳐서 연결할 것.

=> LS7166을 사용하여 엔코더의 신호를 받아 카운터 되는 값을 시리얼통신을 통하여 모니터로 출력해본다.
=> 사용되는 프로세서 : ATmega128
=> 컴파일러 : WINAVR 2006년 4월 버전

*/

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "my_header.h"

#define SETBIT(ADDRESS,BIT) (ADDRESS |= (1<<BIT))
#define CLEARBIT(ADDRESS,BIT)  (ADDRESS &= ~(1<<BIT))
// 포트의 특정 비트만 ON/OFF 되도록 하는 define
// SETBIT(PORTA, PA0); 다른 포트는 이전상태 유지하면서 PA0 포트만 1이 되도록 한다.

#define OUT_DATA_BUS         PORTB
#define IN_DATA_BUS          PINB 
#define DATA_BUS_STATUS      DDRB
#define COMMAND_BUS          PORTA
#define COMMAND_BUS_STATUS   DDRA 
// OUT DATA BUS 와 IN DATA BUS 는 포트 B를 사용하겠다는 의미.
// COMMAND BUS 포트 A를 사용하겠다는 의미.
// DDRA = oxff; 이렇게 사용하지 않고 COMMAND_BUS_STATUS=0xff; 처럼 사용함.

#define MASTER_RESET 0x20
#define INPUT_SETUP  0x48 
#define QUAD_X1      0XC1                        // quadrature multiplier to 1
#define QUAD_X2      0XC2                        // quadrature multiplier to 2
#define QUAD_X4      0XC3                        // quadrature multiplier to 4

#define ADDR_RESET   0x01
#define LATCH_CNTR   0x02
#define CNTR_RESET   0x04
#define PRESET_CTR   0x08  
#define OUTPUT_SETUP 0x80 

//변수선언
volatile unsigned int interrupt_count;
volatile long int counter=0;
volatile long int current_vel;

char encData1;  
char encData2;
char encData3;

void delay(long int x)
{
	int i;
    for (i=0;i<x;i++)
    {
		//
    }
} 

void write_pulse(void)
{
    CLEARBIT(PORTA, PA0);
	SETBIT(PORTA, PA0);
}

//7166 초기화 하는 함수
void init_7166(void)
{
	COMMAND_BUS_STATUS=0xff;
    DATA_BUS_STATUS=0xff;
    CLEARBIT(PORTA, PA3); 
    SETBIT(PORTA, PA2); 
    SETBIT(PORTA, PA0); 
    SETBIT(PORTA, PA1); 
    OUT_DATA_BUS=MASTER_RESET; 
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=OUTPUT_SETUP; 
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=INPUT_SETUP;  
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=QUAD_X1;   // X1 모드를 X2, X4로 바꾸려면 #define QUAD_X1 0xC1 수정   
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=CNTR_RESET;   
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=ADDR_RESET;   
    write_pulse();
    SETBIT(PORTA, PA3);
}

//7166의 데이터레지스터의 값을 변경하여 초기값 설정하는 함수
void write_preset(char c1, char c2, char c3)
{
    //CS port is not handled 
    COMMAND_BUS_STATUS=0xff;
    DATA_BUS_STATUS=0xff;
    SETBIT(PORTA, PA2); 
    SETBIT(PORTA, PA0); 
    SETBIT(PORTA, PA1); ;
    OUT_DATA_BUS=ADDR_RESET; 
    write_pulse();
    CLEARBIT(PORTA, PA2); 
    SETBIT(PORTA, PA0); 
    SETBIT(PORTA, PA1);
    OUT_DATA_BUS=c1;  
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=c2;  
    write_pulse();
    OUT_DATA_BUS=c3;  
    write_pulse();
    SETBIT(PORTA, PA2); 
    SETBIT(PORTA, PA0); 
    SETBIT(PORTA, PA1);
    OUT_DATA_BUS=PRESET_CTR; 
    write_pulse();
}

// 7166의 값을 읽어 오는 함수
long int counter_fn(void)
{
	COMMAND_BUS_STATUS=0xff;
    DATA_BUS_STATUS=0xff;
	CLEARBIT(PORTA, PA3); 
	SETBIT(PORTA, PA2); 
	SETBIT(PORTA, PA0); 
	SETBIT(PORTA, PA1);
	OUT_DATA_BUS = LATCH_CNTR; 
	write_pulse();   		
	OUT_DATA_BUS = ADDR_RESET; 
	write_pulse();
	// Read X-axis 
	DATA_BUS_STATUS=0x00;

	CLEARBIT(PORTA, PA3); 
	CLEARBIT(PORTA, PA2); 
	SETBIT(PORTA, PA0); 
	SETBIT(PORTA, PA1);          
	CLEARBIT(PORTA, PA1); 
	delay(1);
	encData1=IN_DATA_BUS; 
	SETBIT(PORTA, PA1);     
	CLEARBIT(PORTA, PA1); 
	delay(1);
	encData2=IN_DATA_BUS; 
	SETBIT(PORTA, PA1);    
	CLEARBIT(PORTA, PA1); 
	delay(1);      
    encData3=IN_DATA_BUS; 
	SETBIT(PORTA, PA1);
			
	counter = (long int)encData1;
	counter += (long int)encData2<<8;
	counter += (long int)encData3<<16;
	
	if (counter & (long int)1<<23)
		counter = -1*(0xffffff-counter);
		
	return counter;
}

// 직렬통신 속도 19200으로 설정
void init_usart(void)
{
  UBRR0H = 0;                                   // 19200 baud
  UBRR0L = 51;
  UCSR0A = 0x00;                                // asynchronous normal mode
  UCSR0B = 0x18;                                // Rx/Tx enable, 8 data
  UCSR0C = 0x06;                                // no parity, 1 stop, 8 data
	
}


//직렬통신을 통해서 모니터로 문자나 문자열을 출력하는 함수 
void TX0_char(unsigned char data)
{  
	while((UCSR0A & 0x20) == 0x00);
	UDR0 = data;
}
void TX0_string(unsigned char *string)
{ 
	while(*string != '\0')
    {
		TX0_char(*string);
		string++;
    }
}

// 직렬통신을 통해서 변수의 숫자값을 출력하도록 하는 함수
void putstring(long int number)
{
	if (number & (long int)1<<23)
	{
		TX0_char('-');
		number *= -1;
	} else {
		TX0_char('+');
	}
	TX0_char(number/10000000+'0');
	TX0_char((number%10000000)/1000000+'0');
	TX0_char((number%1000000)/100000+'0');
	TX0_char((number%100000)/10000+'0');
	TX0_char((number%10000)/1000+'0');
	TX0_char((number%1000)/100+'0');
	TX0_char((number%100)/10+'0');
	TX0_char(number%10+'0');
	TX0_char(0x0D);
	TX0_char(0x0A); 
}

// 일정한 시간마다 7166의 값을 읽어와서 화면에 뿌리도록 하는 서비스루틴
SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE0)
{
	interrupt_count--;
	
	if(interrupt_count == 0)
	{
		interrupt_count = 1000;
		PORTF ^= 0x02;
		
		current_vel = counter_fn();
		
		putstring(current_vel);
		TX0_char(0x0D);
		//TX0_char(0x0A); 
	}
	//write_preset(0x00,0x00,0x00);
}

int main(void)
{
	Delay_ms(500);
	
	// timer counter 0 setting for regular interrupt
	TCCR0 = 0x0C;	
	ASSR = 0x00;
	OCR0 = 24;
	TCNT0 = 0x00;	
	TIMSK = 0x02;
	TIFR = 0x00;
	
	init_usart();
	init_7166();
	
	CLEARBIT(PORTA, PA3); 
    write_preset(0x00,0x00,0x00); //preset to X-axis  
    SETBIT(PORTA, PA3); 
		
	interrupt_count = 1000;
	
	current_vel = 0;
	  
	sei();
	
	while(1);
}