/*****************************************************************************************
* metronome_v2a
* metronome_v2プロジェクトの、バージョンアップ版
* ＜改善点＞
*　(1) BEAT 1, 2, 3, 4に、x2（1拍=8分2個）・x3（1拍=8分x3個）・x4（1拍=16分x4個）を追加
*
* 液晶：AQM1602XA-RN-GBW
* コントローラ：ST7032
*
*  MPU：PIC18F14K50
*  ＜クロック・コンディション＞
*    Fosc= 16MHz（外部水晶）
*    Fcy= 16MHz/4= 4MHz(Tcy= 0.25uS)
*
* 初期作成日：2019/6/19 N.Ishii
* 更新：2019/7/27 N.Ishii
/*****************************************************************************************/
#include <xc.h>
#include "AQM1602XA_i2cLCD.h"    //I2C接続LCD関数

//-------------- コンフィグレーション ------------------------
#pragma config FOSC = HS, PCLKEN = ON 	//  外部クロック
#pragma config USBDIV = OFF, CPUDIV = NOCLKDIV
#pragma config IESO  = OFF, FCMEN = OFF, PLLEN  = OFF
#pragma config BORV  = 30,  BOREN = OFF, PWRTEN = OFF
#pragma config WDTPS = 32768, WDTEN = OFF
#pragma config HFOFST = OFF, MCLRE  = ON, XINST  = OFF
#pragma config BBSIZ = OFF, LVP    = OFF, STVREN = ON
#pragma config CP1   = OFF, CP0  = OFF, CPD  = OFF, CPB  = OFF
#pragma config WRT1  = OFF, WRT0 = OFF, WRTB = OFF, WRTC = OFF
#pragma config EBTR1 = OFF, EBTR0 = OFF, EBTRB  = OFF

#define LED LATCbits.LATC2

/// Envelope Contorol Block Define
#define CK1 LATCbits.LATC3
#define CK1_Lo LATCbits.LATC3 = 0
#define UP1_Hi LATCbits.LATC7 = 1
#define UP1_Lo LATCbits.LATC7 = 0
#define DWN1_Hi LATCbits.LATC6 = 1
#define DWN1_Lo LATCbits.LATC6 = 0

/// SW Define
#define Start_Stop_SW PORTBbits.RB7
#define Beat_SW PORTBbits.RB5

/// Rotary ecoder
#define RE_A PORTCbits.RC4
#define RE_B PORTCbits.RC5

//====================================================================
char msg1[]= "metronome_v2a";
char msg2[]= "BEAT :x   ";
char msg3[]= "TEMPO:xxx[bpm]";
char msg4[]= "BEAT :";
//====================================================================

unsigned int T2_count = 0;
unsigned int beat_count = 0;

//unsigned char BPM;
unsigned int BPM;
unsigned int Beat_Period;
unsigned int T2_count_MAX = 2000;
char Beat_No;
char BeatSwCount;

char start_flag = 0;

char sw1_m0 = 0;	// Start/Stop SW
char sw1_m1 = 0;
char sw1_m2 = 0;

char sw2_m0 = 0;	// Beat Sel SW
char sw2_m1 = 0;
char sw2_m2 = 0;

char re_b_m0 = 0;	// ROTARY ENCODER B-OUT:Clock
char re_b_m1 = 0;
char re_b_m2 = 0;

//******************* プロトタイプ ***********************************
void Start_Stop_SW_read(void);
void Beat_No_Sel_SW_read(void);
void Rotary_Encoder_read(void);
void ltostring(char digit, unsigned long data, char *buffer);

// ********** EEROM に設定する 初期値 ***********
__EEPROM_DATA(2,60,0,0,0,0,0,0);    // 0番地：BeatSwCount、1番地：テンポ：BPM

/*******************************************************************************
*  T2割込み処理：　割り込み周期= 0.5mS
********************************************************************************/
void interrupt InterTimer( void )
{
	if (TMR2IF == 1) {	 // タイマー2の割込み発生か？
		++T2_count;
		
		/// 頭の音だったら、発音=1kHz
		if (beat_count == 0) {	
			if (T2_count <= 160) CK1 = !CK1;
		}
		else {	/// 頭以外の音だったら、発音=500Hz
			if ((T2_count <= 160) && ((T2_count - 1) % 2) == 0) CK1 = !CK1;
		}

		/// エンベロープ：ADSR制御
		switch (T2_count) {
			case 1:	/// Attack区間：0.5mS x (21-1)= 10mS（最初のトリガ時のみ、case実行、その後はcase=20までbreak）
				LED = 1;	// LED ON
				UP1_Hi;				// 頭以外の音：UP1=Hi／DWN1=Lo
				if (beat_count == 0) DWN1_Hi;	// 頭の音：UP1=Hi／DWN1=Hi→ アクセントになる。
				break;

			case 21:/// Dacay区間：0.5mS x ((25-1)-(21-1))= 2mS
				UP1_Lo;
				if (beat_count == 0) DWN1_Lo;	// 頭のタイミングで、DWN1_Loに戻す。
				break;

			case 25:/// Sustain区間：0.5mS x ((125-1)-(25-1))= 50mS
				DWN1_Hi;
				break;

			case 125:/// Release：このタイミングで減衰
				DWN1_Lo;
				LED = 0;	// LED OFF
				break;

			default:
				break;
		}

		if (T2_count == T2_count_MAX) { // 161-xxx: Interval Block
			T2_count = 0;
			++beat_count;
			if (beat_count == Beat_No) beat_count = 0;
		}

		TMR2IF= 0;	// タイマー2割込フラグをリセット
	}
}

/*********************************************
* メイン関数
**********************************************/
void main(void)
{
	char i;

	OSCCON = 0b00000000;    // 16MHz外部クロック（水晶）　190610
	OSCCON2 = 0b00000100;    // オシレータ駆動回路を、ON  190610

	UCONbits.USBEN = 0 ;     // USBは使用しない

	/// REピン（RB4,5）は、アナログ入力と併用なので
	/// ANSELxビットを'0'にリセットしデジタルピンとして使用するように設定
	ANSELHbits.ANS10 = 0;    // RB4 digital input
	ANSELHbits.ANS11 = 0;    // RB5 digital input

	TRISA= 1;			// RA is Input：OSC1,OSC2のみ使用
	TRISB= 0b11110000;	// RB4-7：START_SW, SDA, BEAT_SW, SCL is Input
	TRISC= 0b00110000;	// RC7,6,3,2：UP1,DWN1,CK1,LED is Output／RC5,4：RE-B,RE-A is Input

	LED= 0;		// LED 消灯

	/// 内部プルアップ設定（RCポートには内部プルアップ無いので、ロータリーエンコーダは外部でプルアップ）
	INTCON2bits.RABPU= 0;    // プルアップ許可
	WPUB= 0b10100000;	// RB7：START/STOP SW, RB5：BEAT SW is Pull-Up

	LCD_int();		// LCDを初期化
	LCD_posyx(0,0);
	LCD_str(msg1);		// LCD上段に"metronome_v2"表示

	delay_ms(2000);
	LCD_clr();		// 全消去

	LCD_cg_ram_user_set();			// ユーザーキャラクタ・セット
	LCD_cmd(DDRAM_START_ADDRESS_SET);	//change CGRAM -> DDRAM 

	/// EEPROMから設定値読込み
	BeatSwCount = eeprom_read(0);
	BPM = eeprom_read(1);

	/// 初期 Beat_Noセット
	if (BeatSwCount < 4) Beat_No = BeatSwCount+1;
	else Beat_No = BeatSwCount-2;

	///// Timer2設定：T2周期= 0.5mS
	T2CON= 0b00000010;	// 出力ポストスケール値：1:1・T2 OFF・プリスケーラ：PS= 1:16
	PR2= 124;		// 基準周期レジスタ値：124= N-1
				// カウンタ入力クロック= (16MHz/4)/16= 250kHz= 4uS（= ワンカウントの時間）
				// これを、0.5mS（500uS）にするには、N= 500/4= 125回カウントアップさせればよい。

	//// 割込み許可処理
	TMR2= 0;	// カウンタ（カウントアップレジスタ）初期化
	TMR2IF= 0;	// タイマー2割込フラグを0にする
	TMR2IE= 1;	// タイマー2割り込みを許可する
	PEIE= 1;	// 周辺装置割り込みを許可する
	GIE= 1;		// 全割り込み処理を許可する 

	//// MAIN LOOP
	while(1)
	{
		Start_Stop_SW_read();

		Beat_No_Sel_SW_read();

		Rotary_Encoder_read();

		if (BeatSwCount < 4) Beat_Period = 60000/BPM;
		else {
			if (BeatSwCount == 4) Beat_Period = 60000/(BPM*2);
			if (BeatSwCount == 5) Beat_Period = 60000/(BPM*3);
			if (BeatSwCount == 6) Beat_Period = 60000/(BPM*4);
		}
		
		T2_count_MAX = Beat_Period * 2;

		/// BEAT表示
		LCD_posyx(0,0);
		if (BeatSwCount < 4) {
			ltostring(1, BeatSwCount+1, msg2+6);
			LCD_str(msg2);
		}
		else {
			LCD_str(msg4);
			if (BeatSwCount == 4) for(i= 0; i < 2; ++i) LCD_dat(0x06);
			if (BeatSwCount == 5) for(i= 0; i < 3; ++i) LCD_dat(0x06);
			if (BeatSwCount == 6) for(i= 0; i < 4; ++i) LCD_dat(0x07);
		}

		/// TEMPO表示
		LCD_posyx(1,0);
		ltostring(3, BPM, msg3+6);
		LCD_str(msg3);

	}
}

//=======================================================================================

/*****************************************************
* Start/Stop SW 読込み
******************************************************/
void Start_Stop_SW_read(void)
{
	sw1_m0 = Start_Stop_SW; //New SW1 Data
	sw1_m2 = sw1_m1 ^ (sw1_m0 & sw1_m1); //Neg_Edge Sence SW1
	sw1_m1 = sw1_m0; //Chenge New Data to Old Data m1

	if (!start_flag) {
		if (sw1_m2) {	// Start
			start_flag = 1;
			T2CONbits.TMR2ON = 1;	// T2 ON
		}
	}
	else {
		if (sw1_m2) {	// Stop
			start_flag = 0;
			T2_count = 0;
			beat_count = 0;
			CK1_Lo;
			UP1_Lo;
			DWN1_Lo;
			LED = 0;	// LED OFF
			T2CONbits.TMR2ON = 0;	// T2 OFF
		}
	}
}


/*****************************************************
* Beat SW 読込み
******************************************************/
void Beat_No_Sel_SW_read(void)
{
	sw2_m0 = Beat_SW; //New SW2 Data
	sw2_m2 = sw2_m1^(sw2_m0 & sw2_m1); //Neg_Edge Sence SW2
	sw2_m1 = sw2_m0; //Chenge New Data to Old Data m1

	if (sw2_m2) {
		++BeatSwCount;
		if (BeatSwCount == 7) BeatSwCount = 0;

		if (BeatSwCount < 4) Beat_No = BeatSwCount+1;
		else Beat_No = BeatSwCount-2;

		eeprom_write(0, BeatSwCount);	// EEPROM 0番地 書込み

		if (start_flag) {
			T2CONbits.TMR2ON = 0;	// T2 OFF
			T2_count = 0;
			beat_count = 0;
			CK1_Lo;
			UP1_Lo;
			DWN1_Lo;
			T2CONbits.TMR2ON = 1;	// T2 ON
		}
	}
}

/*****************************************************
* Rotary_Encoder 読込み
******************************************************/
void Rotary_Encoder_read(void)
{
	//Read ROTARY ENCODER B_Clock
	re_b_m0 = RE_B;
	re_b_m2 = re_b_m1^(re_b_m0 & re_b_m1); //Neg_Edge Sence CLOCK
	re_b_m1 = re_b_m0; //Chenge New Data to Old Data m1

	if (re_b_m2 == 1) { //Neg_Edge Sence B_Clock ?
		if (RE_A == 0) { // A_Data = 0 ?
			++BPM;
			if (BPM >= 201) BPM = 200;
			eeprom_write(1, BPM);		// EEPROM 1番地 書込み
		}
		else { // B_Data = 0
			--BPM;
			if (BPM <= 39) BPM = 40;
			eeprom_write(1, BPM);		// EEPROM 1番地 書込み
		}
		if (start_flag) {
			T2CONbits.TMR2ON = 0;	// T2 OFF
			T2_count = 0;
			beat_count = 0;
			CK1_Lo;
			UP1_Lo;
			DWN1_Lo;
			T2CONbits.TMR2ON = 1;	// T2 ON
		}
	}
}

/********************************************************
* Numerical Value-> Ascci Convert
*********************************************************/
void ltostring(char digit, unsigned long data, char *buffer) {
	char i;
	buffer += digit;		// To Last of Strings
	for(i=digit; i>0; i--) {	// From LS. Digit To MS. Digit
		buffer--;
		*buffer = (data % 10) + '0';	// This Digit Value-> Ascii Convert ('0'=0x30)-> Store Buffer
		data = data / 10;		// Digit-1
	}

	/// ブランキング処理
	i = 0;
	while((i < digit-1)&&(*buffer == '0'))		// 上位桁が0の間
	{
		*buffer = ' ';				// ブランクに変換
		buffer++;
		i++;
	}
}