/*****************************************************************************************
* metronome_v3
* metronome_v2aプロジェクトの、バージョンアップ版（ハード・ソフト共に更新）
*
* ＜更新点＞
*　(1) PIC18F14K50→　PIC16F1938
*　　　液晶：AQM1602XA-RN-GBW→　SG12864A
*　(2) GLCDに、振り子動画表示
*
* MPU：PIC16F1938
* Condition:
* 16MHz 内部クロック→　PLL無し
* Fcy=16MHz, Tcy=62.5ns
*
* 初期作成日：2019/9/10 N.Ishii
/*****************************************************************************************/
#include <xc.h>
#include "glcd_PIC16F_lib_v2.h"

/// コンフィギュレーション１の設定
#pragma config FOSC = INTOSC  // 内部ｸﾛｯｸを使用する(INTIO)
#pragma config WDTE = OFF     // ｳｵｯﾁﾄﾞｯｸﾞﾀｲﾏｰ無し(OFF)
#pragma config PWRTE = ON     // 電源ONから64ms後にﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑを開始する(ON)
#pragma config MCLRE = ON     // 外部ﾘｾｯﾄ信号使用
#pragma config CP = OFF       // ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config CPD = OFF      // ﾃﾞｰﾀﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config BOREN = ON     // 電源電圧降下常時監視機能ON(ON)
#pragma config CLKOUTEN = OFF // CLKOUTﾋﾟﾝをRA6ﾋﾟﾝで使用する(OFF)
#pragma config IESO = OFF     // 外部・内部ｸﾛｯｸの切替えでの起動はなし(OFF)
#pragma config FCMEN = OFF    // 外部ｸﾛｯｸ監視しない(OFF)

/// コンフィギュレーション２の設定
#pragma config WRT = OFF      // Flashﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config VCAPEN = OFF   // 低電圧レギュレータ用のキャパシタは使用しない(OFF)
#pragma config PLLEN = OFF    // 動作クロックを32MHz(4xPLL)では動作させない(OFF)
#pragma config STVREN = ON    // スタックがオーバフローやアンダーフローしたらリセットをする(ON)
#pragma config BORV = HI      // 電源電圧降下常時監視電圧(2.5V)設定(HI)
#pragma config LVP = OFF      // 低電圧プログラミング機能使用しない(OFF)

#define LED LATCbits.LATC0

/// Envelope Contorol Block Define
#define CK1 LATBbits.LATB4
#define CK1_Lo LATBbits.LATB4 = 0
#define UP1_Hi LATBbits.LATB2 = 1
#define UP1_Lo LATBbits.LATB2 = 0
#define DWN1_Hi LATBbits.LATB1 = 1
#define DWN1_Lo LATBbits.LATB1 = 0

/// SW Define
#define Start_Stop_SW PORTBbits.RB5
#define Beat_SW PORTBbits.RB3

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

//====================================================================
char msg1[]= "B:x   ";
char msg2[]= "xxxbpm";
char msg3[]= "metronome_v3";
char msg4[]= "B:";
//====================================================================

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;
char Beat_No;
char BeatSwCount;

unsigned int Pendulum_count = 0;
unsigned int Pendulum_Period;
char sq = 0;
char i;

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 unsigned char epromvalue[8] = {2,60,0,0,0,0,0,0};	// 0番地：BeatSwCount、1番地：テンポ：BPM

/*******************************************************************************
*  タイマー割込みの処理  T2=1mS周期
*******************************************************************************/
void interrupt InterTimer( void )
{
	if (TMR2IF == 1) {	// Timer2カウントアップ?
		TMR2IF= 0;	// タイマー2割込フラグをリセット

		++T2_count;
		++Pendulum_count;
		
		/// 頭の音だったら、発音=500Hz
		if (beat_count == 0) {	
			if (T2_count <= 80) CK1 = !CK1;
		}
		else {	/// 頭以外の音だったら、発音=250Hz
			if ((T2_count <= 80) && ((T2_count - 1) % 2) == 0) CK1 = !CK1;
		}

		/// エンベロープ：ADSR制御
		switch (T2_count) {
			case 1:	/// Attack区間：1mS x (11-1)= 10mS（最初のトリガ時のみ、case実行、その後はcase=10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 11:/// Dacay区間：1mS x ((13-1)-(11-1))= 2mS
				UP1_Lo;
				if (beat_count == 0) DWN1_Lo;	// 頭のタイミングで、DWN1_Loに戻す。
				break;

			case 13:/// Sustain区間：1mS x ((63-1)-(13-1))= 50mS
				DWN1_Hi;
				break;

			case 63:/// Release：このタイミングで減衰
				DWN1_Lo;
				LED = 0;	// LED OFF
				break;

			default:
				break;
		}

		/// ビート繰返しの為の、変数初期化
		if (T2_count == T2_count_MAX) {
			T2_count = 0;
			++beat_count;
			if (beat_count == Beat_No) beat_count = 0;
		}

		/// 振り子動画処理：割込み内では、メインで処理する描画の実行case番号を取得するのみの処理にする。
		if (Pendulum_count == 1) sq = 1; // 往路開始点　左端斜め線（拍の頭の音）
		else if (Pendulum_count == Pendulum_Period + 1) sq = 2;// 前回描画した線を消去し2本目斜め線描画
			    else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*2 + 1) sq = 3;		// 3本目中央直線描画
				  else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*3 + 1) sq = 4;		// 4本目斜め線描画
			       else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*4 + 1) sq = 5;	// 右端斜め線描画
				    else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*5 + 1) sq = 6;// 帰路1本目斜め線描画
					 else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*6 + 1) sq = 7;// 帰路2本目斜め線描画
					      else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*7 + 1) sq = 8;// 帰路3本目斜め線描画
						   else if (Pendulum_count == Pendulum_Period*8 + 1) sq = 9;// 帰路3本目斜め線消去
	}
}

/*********************************************
* メイン関数
**********************************************/
void main(void)
{
	OSCCON= 0b01111010;	// 内部クロックは、16MHzとする

	ANSELA= 0b00000000;	// AN0-AN4は使用しない全てデジタルI/Oとする
	ANSELB= 0b00000000;	// AN8-AN13は使用しない全てデジタルI/Oとする

	LCD_TRIS= 0b00000000;	// ピン(RA)は全て出力に割当てる(0:出力 1:入力)
	TRISB= 0b11101001;	// ピン(RB)は、RB1,2,4（ADSR制御）出力、それ以外は入力に割当てる
	TRISC= 0b00110000;	// ピン(RC)は、RC4,5（ロータリエンコーダ）入力、それ以外は出力に割当てる

	LED= 0; // LED OFF

	WPUB= 0b00101000;	// RB3,5（START/STOP, BEAT SW）は、内部プルアップに指定
	OPTION_REGbits.nWPUEN = 0;	//プルアップ有効化

   	/// Initialize GLCD Control Signal Level
	LCD_E= 0;
	LCD_CS1= 1;
	LCD_CS2= 1;
	LCD_RW= 1;
	LCD_DI= 1;

	lcd_Init();		// GLCD初期化
	lcd_Str(0, 0, msg3);	// 初期メッセージ

	__delay_ms(1000);
	lcd_Clear(0);

	/// 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;

	/// その他のパラメータセット
	Beat_Period = 60000/BPM;
	T2_count_MAX = Beat_Period;
	Pendulum_Period= Beat_Period/4;	// 振り子の分割時間= T2周期/4→ 最大BPM200の時、200/4= 75mSになる。

	/// T2設定：ビート音制御
	/// (16M/4)/16/(24+1)/10= 1k（1mS周期）
	T2CON  = 0b01001010;	// TMR2プリスケーラ値を1:16、ポストスケーラ値は1:10の設定、T2 OFF
	PR2    = 24;		// タイマーのカウント値を設定

	TMR2   = 0;             // タイマー2の初期化
	TMR2IF = 0;             // タイマー2割込フラグを0にする
	TMR2IE = 1;             // タイマー2割込みを許可する

	PEIE   = 1 ;             // 周辺装置割り込み有効
	GIE    = 1 ;             // 全割込み処理を許可する

	//// MAIN LOOP
	while(1)
	{
		/// T2割込みにて、ビート音制御＋シーケンス番号を割込み中で取得し、メインで振り子動画処理

		/// 振り子動画処理
		switch (sq) {
			case 0:	///
				break;

			case 1:
				lcd_Line(53,5, 8,31, 1); // 往路開始点　左端斜め線（拍の頭の音）
				sq = 0;
				break;

			case 2:
				lcd_Line(53,5, 8,31, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 27,50, 1);	// 2本目斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 3:
				lcd_Line(53,5, 27,50, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 53,57, 1);	// 3本目中央直線描画
				sq = 0;
				break;

			case 4:
				lcd_Line(53,5, 53,57, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 78,50, 1);	// 4本目斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 5:
				lcd_Line(53,5, 78,50, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 98,31, 1);	// 右端斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 6:
				lcd_Line(53,5, 98,31, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 78,50, 1);	// 帰路1本目斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 7:
				lcd_Line(53,5, 78,50, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 53,57, 1);	// 帰路2本目斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 8:
				lcd_Line(53,5, 53,57, 0);	// 前回描画した線を消去
				lcd_Line(53,5, 27,50, 1);	// 帰路3本目斜め線描画
				sq = 0;
				break;

			case 9:
				Pendulum_count = 0;
				lcd_Line(53,5, 27,50, 0);// 帰路3本目斜め線消去
				sq=1;
				break;
		}

		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;

		/// BEAT表示
		if (BeatSwCount < 4) {
			ltostring(1, BeatSwCount+1, msg1+2);
			lcd_Str(0, 12, msg1);
		}
		else {
			lcd_Str(0, 12, msg4);	// PRINT "B:"
			if (BeatSwCount == 4) for(i= 14; i < 16; ++i) lcd_Char1(0, i, 0xA0);
			if (BeatSwCount == 5) for(i= 14; i < 17; ++i) lcd_Char1(0, i, 0xA0);
			if (BeatSwCount == 6) for(i= 14; i < 18; ++i) lcd_Char1(0, i, 0x9B);
		}

		/// TEMPO表示
		ltostring(3, BPM, msg2);
		lcd_Str(1, 12, msg2);
	}
}
//=======================================================================================

/*****************************************************
* 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;
			T2CONbits.TMR2ON = 0;	// T2 OFF

			//// パラメータ再セット
			Beat_Period = 60000/BPM;
			T2_count_MAX = Beat_Period;
			Pendulum_Period = Beat_Period/4;
			T2_count = 0;
			Pendulum_count = 0;
			beat_count = 0;
			sq = 0;
			CK1_Lo;
			UP1_Lo;
			DWN1_Lo;
			LED = 0;	// LED 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
			Pendulum_count = 0;
			T2_count = 0;
			beat_count = 0;
			sq = 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
			//// パラメータ再セット
			Beat_Period = 60000/BPM;
			T2_count_MAX = Beat_Period;
			Pendulum_Period = Beat_Period/4;
			Pendulum_count = 0;
			T2_count = 0;
			beat_count = 0;
			sq = 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++;
	}
}