]> Pileus Git - ~andy/csm213a-hw/blobdiff - yue/main.cpp
Update main file add DMA code
[~andy/csm213a-hw] / yue / main.cpp
index d3addb1e679d7b004e67ff01d77631c11b91a32b..e08c06da9e2bc652a1c10647481d5e80574e2579 100644 (file)
+#include <stdint.h>\r
+#include <stdarg.h>\r
+\r
 #include "mbed.h"\r
 #include "TSISensor.h"          // Touch Sensor\r
 #include "MAG3110.h"            // Magnetic Sensor\r
 #include "MMA8451Q.h"           // AcceleroMeter\r
-//#include "DataFrame.h"\r
-\r
-\r
-\r
-#define MMA8451_I2C_ADDRESS (0x1d<<1)   // acc sensor address\r
-#define TIME_ACCURACY     0.1\r
-#define LGT_SNS_DEFAULT   2             // default collecting interval in seconds\r
-#define ACC_SNS_DEFAULT   2\r
-#define MAG_SNS_DEFAULT   2\r
-#define TCH_SNS_DEFAULT   2\r
-\r
-// Parameters in Data Frame\r
-// TODO: need to sync with the pc program\r
 \r
-#define HEADER    0x02\r
+#include "serial_dma.h"         // AcceleroMeter\r
 \r
-#define SNS_BITS  5\r
-#define LGT_SNS   0x00\r
-#define ACC_SNS   0x01\r
-#define MAG_SNS   0x02\r
-#define TCH_SNS   0x03\r
-#define ADC_SNS_1 0x04\r
-\r
-#define INT    0\r
-#define LONG   1\r
-#define FLOAT  2\r
-#define DOUBLE 3\r
-#define TAIL   0x0A             // '\n'\r
-\r
-// Command Frame\r
-#define START   0\r
-#define STOP    1\r
-#define SET_INT 2\r
+//#include "DataFrame.h"\r
 \r
+#define CLAMP(x, min, max)     \\r
+        ((x) < (min) ? (min) : \\r
+         (x) > (max) ? (max) : (x))\r
 \r
+#define MMA8451_I2C_ADDRESS (0x1d<<1)   // acc sensor address\r
+#define TIME_ACCURACY     0.01\r
+\r
+#define ACC_SNS_DEFAULT   0.1   // default collecting interval in seconds\r
+#define MAG_SNS_DEFAULT   1.0\r
+#define LGT_SNS_DEFAULT   1.0\r
+#define TCH_SNS_DEFAULT   1.0\r
+#define A2D_SNS_DEFAULT   1.0\r
+\r
+#define MIN_RATE          1E-4  // 1 kHz\r
+#define MAX_RATE          10.0  // 0.1 Hz\r
+\r
+// Common Frame Information\r
+#define HEADER            0x02\r
+#define TAIL              0x0A  // '\n'\r
+\r
+#define MAX_FRAME_SIZE    256\r
+\r
+typedef enum {\r
+    ACC_SNS,\r
+    MAG_SNS,\r
+    LGT_SNS,\r
+    TCH_SNS,\r
+    A2D_SNS,\r
+} sns_t;\r
+\r
+typedef enum {\r
+    INT,\r
+    LONG,\r
+    FLOAT,\r
+    DOUBLE,\r
+} type_t;\r
+\r
+typedef enum {\r
+    START,\r
+    STOP,\r
+    SET_INT,\r
+} oper_t;\r
+\r
+// Data Frame Information\r
+typedef struct {\r
+    uint8_t header;\r
+    struct {\r
+        uint8_t sns  : 5;\r
+        uint8_t type : 3;\r
+    } bits;\r
+    uint8_t count;\r
+    uint8_t data[];\r
+} state_t;\r
+\r
+// Command Frame Information\r
+typedef struct {\r
+    uint8_t header;\r
+    struct {\r
+        uint8_t sns  : 5;\r
+        uint8_t oper : 3;\r
+    } bits;\r
+    float   interval;\r
+} command_t;\r
 \r
-#define MAX_FRAME_LEN 255\r
 // Define Devices & Pins\r
-MMA8451Q accSensor(PTE25, PTE24, MMA8451_I2C_ADDRESS);\r
-TSISensor touchSensor;\r
-MAG3110 magSensor(PTE25, PTE24);\r
+MMA8451Q  accSensor(PTE25, PTE24, MMA8451_I2C_ADDRESS);\r
+MAG3110   magSensor(PTE25, PTE24);\r
+TSISensor tchSensor;\r
+AnalogIn  lgtSensor(PTE22);\r
+AnalogIn  a2dSensor(A0);\r
+\r
 Serial serial(USBTX, USBRX);\r
 Ticker clock1;\r
-AnalogIn lightSensor(PTE22);\r
-\r
 \r
 // Global Variables\r
 // Initial interval: in seconds\r
-float lgtTmr = LGT_SNS_DEFAULT;\r
 float accTmr = ACC_SNS_DEFAULT;\r
 float magTmr = MAG_SNS_DEFAULT;\r
 float tchTmr = TCH_SNS_DEFAULT;\r
+float lgtTmr = LGT_SNS_DEFAULT;\r
+float a2dTmr = A2D_SNS_DEFAULT;\r
 \r
+bool accEnable = true;\r
+bool magEnable = false;\r
 bool lgtEnable = false;\r
-bool accEnable = false;\r
-bool magEnable = true;\r
 bool tchEnable = false;\r
+bool a2dEnable = false;\r
+\r
+bool useStr = true;\r
+bool useHex = false;\r
+bool useBin = false;\r
+\r
+uint8_t txFrame[MAX_FRAME_SIZE];\r
+uint8_t rxFrame[MAX_FRAME_SIZE];\r
+\r
+// Prototypes\r
+void clock1_interrupt(void);\r
+void serialRx_interrupt(void);\r
+\r
+void sendAccInfo(void);\r
+void sendMagInfo(void);\r
+void sendLgtInfo(void);\r
+void sendTchInfo(void);\r
+void sendA2dInfo(void);\r
+\r
+int  calDataSize(uint8_t);\r
+int  packToFrame(uint8_t *frame, sns_t snsType, type_t dataType, int dataNum, void *data);\r
+\r
+void printStr(const char *str, ...);\r
+void printHex(uint8_t *frame, int len);\r
+void printBin(uint8_t *frame, int len);\r
 \r
-void clock1_interrupt();\r
-void serialRx_interrupt();\r
-void sendLightInfo();\r
-void sendAccInfo();\r
-void sendMagInfo();\r
-void sendTouchInfo();\r
-int packToFrame(char*, char, char, int, void*);\r
-char* floatToByte(float);\r
-float byteToFloat(char*);\r
-int calDataSize(char);\r
-void printHex(char*);\r
-void sendFrame(char*, int);\r
-\r
-\r
-int main() {\r
+/********\r
+ * Main *\r
+ ********/\r
+\r
+int main(void) {\r
     // Initialization\r
     // Interruption Declarations\r
     clock1.attach(&clock1_interrupt, TIME_ACCURACY);    // maximun accuracy be 0.1s\r
     serial.attach(&serialRx_interrupt, Serial::RxIrq);  // receive interrupt for serialS\r
+    serial.baud(115200);\r
     magSensor.begin();\r
 \r
-    serial.printf("\r\n============= Start of the program ============\r\n");\r
+    sdma_setup(UART0, 0);\r
+\r
+    printStr("\r\n============= Start of the program ============\r\n");\r
+\r
     while(1){\r
         wait(3);\r
     }\r
 }\r
 \r
+/**********************\r
+ * Interrupt handlers *\r
+ **********************/\r
 \r
-/*---------------------------------------------------------------\r
-  ## Receive Interruption of the Serial ##\r
-  -> used to receive & process user command\r
-  -> and configure the board accordingly\r
-  ---------------------------------------------------------------*/\r
-/*void serialRx_interrupt_userFriendlyVersion(){\r
-    clock1.detach();                // close the interrupt\r
-    serial.printf("\r\n");\r
-\r
-    // Receive the Serial Input\r
-    float interval;\r
-    char buffer[255];\r
-    char temp[255];\r
-    char ch = serial.getc();\r
-    int i;\r
-    for (i=0 ; ch!='\n' && ch!='\r'; i++){\r
-        serial.putc(ch);\r
-        buffer[i] = ch;\r
-        if (ch==127){                // BackSpace\r
-            i--;\r
-            i--;\r
-        }\r
-        ch = serial.getc();\r
-    }\r
-    buffer[i] = '\0';\r
-    serial.printf("\r\nBUFFER: %s %d\r\n", buffer,i);\r
-    // TODO: buffer -> lower case\r
-\r
-    // Process the Serial Input\r
-    // Set-Interval Command\r
-    if (strstr(buffer, "set")!=NULL && strstr(buffer, "int")!= NULL){\r
-        sscanf(buffer, "%*[^0123456789.]%s", temp);       // find the number in buffer\r
-        sscanf(temp, "%f", &interval);                    // translate into float\r
-        if (interval<0.1 || interval>5){\r
-            interval  = 1;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "acc")){\r
-            accTmr = interval;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "mag")){\r
-            magTmr = interval;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "light")){\r
-            lgtTmr = interval;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "touch")){\r
-            tchTmr = interval;\r
-        }\r
-    }\r
-\r
-    // Stop Command\r
-    else if (strstr(buffer, "stop")!= NULL){\r
-        serial.printf("STOP\r\n");\r
-        if (strstr(buffer, "acc")){\r
-            accEnable = false;\r
-            accTmr = ACC_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "mag")){\r
-            magEnable = false;\r
-            magTmr = MAG_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "light")){\r
-            lgtEnable = false;\r
-            lgtTmr = LGT_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "touch")){\r
-            tchEnable = false;\r
-            tchTmr = TCH_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-    }\r
-\r
-    // Start Command\r
-    else if (strstr(buffer, "start")!=NULL){\r
-        if (strstr(buffer, "acc") && !accEnable){\r
-            accEnable = true;\r
-            accTmr = ACC_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "mag") && !magEnable){\r
-            magEnable = true;\r
-            magTmr = MAG_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "light") && !lgtEnable){\r
-            lgtEnable = true;\r
-            lgtTmr = LGT_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-        if (strstr(buffer, "touch") && !tchEnable){\r
-            tchEnable = true;\r
-            tchTmr = TCH_SNS_DEFAULT;\r
-        }\r
-    }\r
-    clock1.attach(&clock1_interrupt,TIME_ACCURACY);\r
-}\r
-*/\r
-\r
-void serialRx_interrupt(){                          // Byte version\r
+void serialRx_interrupt(void) {                     // Byte version\r
     clock1.detach();                                // close the interrupt temporarily\r
     int i = 0;\r
-    char frame[MAX_FRAME_LEN];\r
-    char ch = serial.getc();\r
+    uint8_t ch = serial.getc();\r
+\r
     while (ch!=HEADER){\r
         if (serial.readable()){\r
             ch = serial.getc();\r
         }\r
         else{\r
-            serial.printf("[ERROR] broken data!\r\n");\r
-            clock1.attach(&clock1_interrupt,TIME_ACCURACY);\r
+            printStr("[ERROR] broken data!\r\n");\r
+            clock1.attach(&clock1_interrupt, TIME_ACCURACY);\r
             return;\r
         }\r
     }\r
+\r
     //TODO: ticker for time out\r
     while (serial.readable()){\r
-        frame[i] = ch;\r
-        if (ch=='\n'){\r
+        rxFrame[i] = ch;\r
+        if (ch=='\n')\r
             break;\r
-        }\r
         ch = serial.getc();\r
         i++;\r
     }\r
-    frame[++i] = '\0';\r
-    float interval=-1;\r
-    char snsType = frame[1]|0x1F;\r
-    char oper = (frame[1]|0xE0)>>SNS_BITS;              // operation type\r
-    if (oper==SET_INT){\r
-        memcpy(&interval,&frame[2],4);\r
-        if (interval<0.0001||interval>10){\r
-            interval = 1;\r
-        }\r
-    }\r
+    rxFrame[++i] = '\0';\r
+\r
+    // Cast to command and\r
+    command_t *cmd = (command_t *)rxFrame;\r
+\r
+    // Validate interval\r
+    sns_t  snsType  = (sns_t )cmd->bits.sns;\r
+    oper_t operType = (oper_t)cmd->bits.oper;\r
+    float  interval = CLAMP(cmd->interval, MIN_RATE, MAX_RATE);\r
+\r
+    // Save value to global data\r
     switch(snsType){\r
         case ACC_SNS:\r
-        {\r
-            switch(oper){\r
+            switch(operType){\r
                 case START:     accEnable = true;  break;\r
                 case STOP:      accEnable = false; break;\r
                 case SET_INT:   accTmr = interval; break;\r
             }\r
-        }\r
+            break;\r
+\r
         case MAG_SNS:\r
-        {\r
-            switch(oper){\r
+            switch(operType){\r
                 case START:     magEnable = true;  break;\r
                 case STOP:      magEnable = false; break;\r
                 case SET_INT:   magTmr = interval; break;\r
             }\r
-        }\r
+            break;\r
+\r
         case LGT_SNS:\r
-        {\r
-            switch(oper){\r
+            switch(operType){\r
                 case START:     lgtEnable = true;  break;\r
                 case STOP:      lgtEnable = false; break;\r
                 case SET_INT:   lgtTmr = interval; break;\r
             }\r
-        }\r
+            break;\r
+\r
         case TCH_SNS:\r
-        {\r
-            switch(oper){\r
+            switch(operType){\r
                 case START:     tchEnable = true;  break;\r
                 case STOP:      tchEnable = false; break;\r
                 case SET_INT:   tchTmr = interval; break;\r
             }\r
-        }\r
+            break;\r
+\r
+        case A2D_SNS:\r
+            switch(operType){\r
+                case START:     a2dEnable = true;  break;\r
+                case STOP:      a2dEnable = false; break;\r
+                case SET_INT:   a2dTmr = interval; break;\r
+            }\r
+            break;\r
     }\r
-    clock1.attach(&clock1_interrupt,TIME_ACCURACY);\r
+\r
+    clock1.attach(&clock1_interrupt, TIME_ACCURACY);\r
 }\r
 \r
-void clock1_interrupt(){\r
+void clock1_interrupt(void){\r
     static int accCnt;\r
     static int magCnt;\r
     static int lgtCnt;\r
     static int tchCnt;\r
+    static int a2dCnt;\r
 \r
     accCnt++;\r
     magCnt++;\r
     lgtCnt++;\r
     tchCnt++;\r
+    a2dCnt++;\r
 \r
     // TODO: send data through Serial\r
-    if (lgtEnable && (lgtCnt<0 || lgtCnt>=lgtTmr/TIME_ACCURACY)){\r
-        sendLightInfo();\r
-        lgtCnt = 0;\r
+    if (accEnable && (accCnt<0 || accCnt>=accTmr/TIME_ACCURACY)){\r
+        sendAccInfo();\r
+        accCnt = 0;\r
     }\r
     if (magEnable && (magCnt<0 || magCnt>=magTmr/TIME_ACCURACY)){\r
         sendMagInfo();\r
         magCnt = 0;\r
     }\r
+    if (lgtEnable && (lgtCnt<0 || lgtCnt>=lgtTmr/TIME_ACCURACY)){\r
+        sendLgtInfo();\r
+        lgtCnt = 0;\r
+    }\r
     if (tchEnable && (tchCnt<0 || tchCnt>=tchTmr/TIME_ACCURACY)){\r
-        sendTouchInfo();\r
+        sendTchInfo();\r
         tchCnt = 0;\r
     }\r
-    if (accEnable && (accCnt<0 || accCnt>=accTmr/TIME_ACCURACY)){\r
-        sendAccInfo();\r
-        accCnt = 0;\r
+    if (a2dEnable && (a2dCnt<0 || a2dCnt>=a2dTmr/TIME_ACCURACY)){\r
+        sendA2dInfo();\r
+        a2dCnt = 0;\r
     }\r
-}\r
 \r
-void sendLightInfo(){\r
-    char frame[MAX_FRAME_LEN];\r
-    float lightData = lightSensor.read();\r
-    packToFrame(frame,LGT_SNS,FLOAT,1,&lightData);\r
-    serial.printf("[LGT] %s\r\n", frame);\r
-    //printHex(frame);\r
-    //serial.printf("[LGT] Light Intensity=%f\r\n", lightSensor.read());\r
+    sdma_flush();\r
 }\r
 \r
+/*******************\r
+ * Sensors reading *\r
+ *******************/\r
 \r
-void sendTouchInfo(){\r
-    char frame[MAX_FRAME_LEN];\r
-    float touchData[2];\r
-    touchData[0] = touchSensor.readPercentage();\r
-    touchData[1] = touchSensor.readDistance();\r
-    packToFrame(frame,TCH_SNS,FLOAT,2,touchData);\r
-    serial.printf("[TCH] %s\r\n", frame);\r
-    //printHex(frame);\r
+void sendAccInfo(void){\r
+    float accData[3];\r
+    accData[0] = accSensor.getAccX();\r
+    accData[1] = accSensor.getAccY();\r
+    accData[2] = accSensor.getAccZ();\r
+    int len = packToFrame(txFrame, ACC_SNS, FLOAT, 3, accData);\r
+\r
+    printStr("[ACC] accX=%-2.4f accY=%-2.4f accZ=%-2.4f\r\n",\r
+                    accData[0], accData[1], accData[2]);\r
+    printHex(txFrame, len);\r
+    printBin(txFrame, len);\r
 }\r
 \r
-void sendMagInfo(){\r
-    char frame[MAX_FRAME_LEN];\r
+void sendMagInfo(void){\r
     int magData[3];\r
-    magSensor.getValues(magData, magData+1, magData+2);\r
-    //serial.printf("[MAG] magX=%d magY=%d magZ=%d\r\n",magData[0],magData[1],magData[2]);\r
-    int len = packToFrame(frame,MAG_SNS,INT,3,magData);\r
-    sendFrame(frame, len);\r
-    //memcpy(magData, &frame[3], 2);\r
-    //serial.printf("[MAG] %d\r\n", magData[0]);\r
-    //printHex(frame);\r
+    magSensor.getValues(&magData[0], &magData[1], &magData[2]);\r
+    int len = packToFrame(txFrame, MAG_SNS, INT, 3, magData);\r
+\r
+    printStr("[MAG] magX=%d magY=%d magZ=%d\r\n",\r
+                    magData[0], magData[1], magData[2]);\r
+    printHex(txFrame, len);\r
+    printBin(txFrame, len);\r
 }\r
 \r
-void sendAccInfo(){\r
-    // get acc data\r
-    char frame[MAX_FRAME_LEN];\r
-    float accData[3];\r
-    accData[0] = accSensor.getAccX();\r
-    accData[1] = accSensor.getAccY();\r
-    accData[2] = accSensor.getAccZ();\r
-    packToFrame(frame, ACC_SNS,FLOAT,3,accData);\r
-    serial.printf("[ACC] %s\n\r", frame);\r
-    //int num = int(frame[2]);\r
-    //memcpy(&accZ, &frame[3], 4);\r
-    // send acc data\r
-    //printHex(frame);\r
+void sendLgtInfo(void){\r
+    float lgtData = lgtSensor.read();\r
+    int len = packToFrame(txFrame, LGT_SNS, FLOAT, 1, &lgtData);\r
+\r
+    printStr("[LGT] intensity=%f\r\n",\r
+                    lgtSensor.read());\r
+    printHex(txFrame, len);\r
+    printBin(txFrame, len);\r
 }\r
-int calDataSize(char dataType){\r
+\r
+void sendTchInfo(void){\r
+    float tchData[2];\r
+    tchData[0] = tchSensor.readPercentage();\r
+    tchData[1] = tchSensor.readDistance();\r
+    int len = packToFrame(txFrame, TCH_SNS, FLOAT, 2, tchData);\r
+\r
+    printStr("[TCH] force=%0.4f distance=%2.2f\r\n",\r
+                    tchData[0], tchData[1]);\r
+    printHex(txFrame, len);\r
+    printBin(txFrame, len);\r
+}\r
+\r
+void sendA2dInfo(void){\r
+    float a2dData[6];\r
+    a2dData[0] = 0;\r
+    a2dData[1] = 0;\r
+    a2dData[2] = 0;\r
+    a2dData[3] = 0;\r
+    a2dData[4] = 0;\r
+    a2dData[5] = 0;\r
+    int len = packToFrame(txFrame, A2D_SNS, FLOAT, 2, a2dData);\r
+\r
+    printStr("[A2D] data=%2.2f %2.2f %2.2f %2.2f %2.2f %2.2f\r\n",\r
+                a2dData[0], a2dData[1], a2dData[2],\r
+                a2dData[3], a2dData[4], a2dData[5]);\r
+    printHex(txFrame, len);\r
+    printBin(txFrame, len);\r
+}\r
+\r
+/********************\r
+ * Helper functions *\r
+ ********************/\r
+\r
+int calDataSize(uint8_t dataType){\r
     switch(dataType){\r
         case INT:    return 2;\r
         case LONG:   return 4;\r
@@ -339,31 +346,53 @@ int calDataSize(char dataType){
     return 4;\r
 }\r
 \r
-void printHex(char* frame){\r
-    int dataType = frame[1]&0xE0;\r
-    int dataSize = calDataSize(dataType);\r
-    int dataNum = frame[2];\r
-    for (int i=0; i<4+dataSize*dataNum; i++){\r
-        serial.printf("0x%x ",frame[i]);\r
-    }\r
-    serial.printf("\r\n");\r
+/*******************\r
+ * Frame functions *\r
+ *******************/\r
+\r
+int packToFrame(uint8_t *frame, sns_t snsType, type_t dataType, int dataNum, void *data){\r
+    int      size  = dataNum + calDataSize(dataType);\r
+    state_t *state = (state_t*)frame;\r
+    uint8_t *tail  = &state->data[size];\r
+\r
+    state->header    = HEADER;\r
+    state->bits.sns  = snsType;\r
+    state->bits.type = dataType;\r
+    state->count     = dataNum;;\r
+    memcpy(&state->data, data, size);\r
+    tail[0]          = TAIL;\r
+    tail[1]          = '\0';\r
+\r
+    return (3 + size + 1);\r
 }\r
 \r
-int packToFrame(char* frame, char snsType,char dataType, int dataNum, void* data){\r
-    int dataSize = calDataSize(dataType);\r
-    frame[0] = HEADER;\r
-    frame[1] = (snsType|(dataType<<SNS_BITS));\r
-    frame[2] = dataNum;\r
-    memcpy(frame+3, data, dataSize*dataNum);\r
-    frame[3+dataNum*dataSize]= TAIL;\r
-    frame[4+dataNum*dataSize]= '\0';\r
-    frame[3] = 0x00;\r
-    return (4+dataNum*dataSize);\r
+/*******************\r
+ * Print functions *\r
+ *******************/\r
+\r
+void printHex(uint8_t *frame, int len){\r
+    if (!useHex)\r
+        return;\r
+\r
+    sdma_printf("      ");\r
+    for (int i=0; i<len; i++)\r
+        sdma_printf("%02hx ", frame[i]);\r
+    sdma_printf("\r\n");\r
 }\r
 \r
+void printStr(const char *fmt, ...){\r
+    if (!useStr)\r
+        return;\r
 \r
-void sendFrame (char* frame, int len){\r
-    for (int i=0; i<len; i++){\r
-        serial.putc(frame[i]);\r
-    }\r
+    va_list ap;\r
+    va_start(ap, fmt);\r
+    sdma_vprintf(fmt, ap);\r
+    va_end(ap);\r
+}\r
+\r
+void printBin(uint8_t *frame, int len){\r
+    if (!useBin)\r
+        return;\r
+\r
+    sdma_write(frame, len);\r
 }\r