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* PIC18F14K50
*
* HX711_TEST：ロードセル用24bitADモジュールを試す。XC8版
* 参考サイト：O-Familyさん
*
* ロードセル：SC616C-500g（シングルポイント・ビーム型）
* 　　　　　　定格荷重= 500g
*　　　　　　 定格出力= 0.7mV/V±0.15mV/V
*
* 内蔵発振器：16MHz使用
* Tcy= 1/(16M/4)= 250nS
*
*
* 初期作成日：2019/10/23 N.Ishii
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#include <xc.h>
#include "LCD_Lib_xc8_V1a.h"
#include <stdio.h>

#pragma config FOSC   = IRC, PLLEN  = ON,  FCMEN  = OFF
#pragma config IESO   = OFF, USBDIV = OFF, CPUDIV = NOCLKDIV
#pragma config PWRTEN = OFF, BOREN  = OFF, WDTEN  = OFF
#pragma config HFOFST = OFF, MCLRE  = ON
#pragma config STVREN = ON,  BBSIZ  = OFF, LVP    = OFF
#pragma config XINST  = OFF
#pragma config CP0    = OFF, CP1    = OFF, CPB    = OFF
#pragma config WRT0   = OFF, WRT1   = OFF, WRTB   = OFF, WRTC   = OFF
#pragma config EBTR0  = OFF, EBTR1  = OFF, EBTRB  = OFF

/// Message
char MsgZeroAdj[]= "Zero Adjustment";
char MsgCAL[]= "Calibration";

/// SWポート定義
#define TARE_SW PORTBbits.RB7	// SW1：CAL END 兼用
#define g_plus_SW PORTBbits.RB6	// SW2：CAL START 兼用
#define g_muinus_SW PORTBbits.RB5	// SW3

/// adポート・ピン定義
#define Hx711_clk LATAbits.LATA4
#define Hx711_dat PORTAbits.RA5

/// ADデータ関係
long Hx711ad;	// HX711から取り出した生のA/Dデータ
long Hx711avg;	// HX711のA/D値を移動平均した値

long Average[16];	// 移動平均用バッファ
char Avgpoi= 0;		// 移動平均のポインタ
long Avgsum= 0;		// 移動平均の合計値

long Zeroadj;		// ゼロ調整の差分値
char Stablecount;	// 安定マーク表示までのカウント数
long Lastvalue;		// 前回の測定値
unsigned int Sensorcal;	// ロードセル・センサーからグラム換算する校正値

char Temp1;		// 汎用テンポラリ変数 Byte型 No.1
char Temp2;		// 汎用テンポラリ変数 Byte型 No.2
long Templ1;		// 汎用テンポラリ変数 Long型 No.1

char buf[5];		// 重量値及び校正値表示用バッファ
char buf_hex[8];	// AD変換値16進表示用バッファ

unsigned char Up_Byte;
unsigned char Lo_Byte;
//char i;

//******************* プロトタイプ ***********************************
void Hx711get(void);
void Hx711movavg(void);
void waight_val_disp(void);
void TARE_SW_Read(void);
void CAL_SW_Read(void);
void delay_ms (int ms);

// ********** EEROM に設定する 初期値（hex書込み時のみ書込まれる） ***********
__EEPROM_DATA(0x75,0x71,0,0,0,0,0,0);	// 0番地：セル補正値上位バイト、1番地：セル補正値下位バイト
					// セル補正値デフォルト= 0x7571（30065）← 実出力が定格出力= 0.7mV/Vだった場合
					// （実際校正したら、0x7DD3（32211）で合った。）

/*****************
* メイン関数
******************/
void main(void)
{
	OSCCON = 0b11111111;	// 16MHz internal clock

	UCONbits.USBEN = 0;	// USBは使用しない

	/// アナログ入力と併用の、RB4,5に該当する
	/// ANSELxビットを'0'にリセット、デジタルピンとして使用する
	ANSELHbits.ANS10 = 0;	// RB4 digital input
	ANSELHbits.ANS11 = 0;	// RB5 digital input

	TRISA= 0b00101111;	// RA4（SCLK） is Output, RA5（DIN） is Input 191017
	TRISB= 0b11110000;	// RB4-7 is Input
	TRISC= 0;		// RC is Output

	/// 内部プルアップ設定
	INTCON2bits.RABPU = 0;    // プルアップ許可（これが無いとプルアップされない）
	WPUB = 0b11110000;	// RB4-7 is Pull-Up

	LATCbits.LATC2= 0;		// LED 消灯

	lcd_init();		// LCD初期化

	//// 20回の測定を行い、ゼロ調整用の差分を用意する。
	Hx711_clk= 0;	// HX711の[PD_SCK]ピンを[L]にする。(通常動作モードにする)
	Avgpoi= 0;	// 移動平均のポインターを初期化する。
	for (Temp1= 0; Temp1 < 16; ++Temp1) Average[Temp1]= 0;	// 移動平均バッファ初期化

	/// EEPROM読込み
	Up_Byte= eeprom_read(0);
	Lo_Byte= eeprom_read(1);

	// 上位、下位バイトを、1つの16bit（ワード型）に変換しSensorcalに格納
	Sensorcal= (unsigned int)Up_Byte << 8 | (unsigned int)Lo_Byte;

	lcd_str(MsgZeroAdj);

	/// 20回の測定を行い移動平均する。
	for (Temp1= 0; Temp1 < 20; ++Temp1) {
		while(Hx711_dat != 0);	// HX711の[DOUT]ピンが[L]になる(変換終了)まで待つ。

		Hx711get();	// HX711のチャンネルAから128の利得でA/Dデータを取り出す。
		Hx711movavg();	// HX711のA/D変換データを移動平均する。

		/// 下段に、AD変換の移動平均値を16進表示する。
		lcd_posyx(1,0);
		sprintf((char *)buf_hex,"%08lx", Hx711avg);	// long変数を16進で8桁アスキー変換（ゼロサプレス）
		lcd_str(buf_hex);
	}

	Zeroadj= 0 - Hx711avg;	// 現在の測定値からゼロ調整の差分を計算する。
	Stablecount= 0;		// 安定マークの表示カウント数を初期化する。
	Lastvalue= 0;		// 前回の測定値を初期化する。
	lcd_clear();		// LCD表示をすべて消去する。

	//// メイン ループ
 	while(1) {
		if (!Hx711_dat) {	// HX711の[DOUT]ピンが[L]になった(変換終了)か?
			//// 重量の測定
			lcd_posyx(0,0);
			Hx711get();	// HX711のチャンネルAから128の利得でA/Dデータを取り出す。
			sprintf((char *)buf_hex,"%08lx", Hx711ad);	// long変数を16進で8桁アスキー変換（ゼロサプレス）
			lcd_str(buf_hex);				// 上段にHX711の生のA/D値をLCDに表示する。

			Hx711movavg();	// HX711のA/D変換データを移動平均する。
			lcd_posyx(1,0);
			sprintf((char *)buf_hex,"%08lx", Hx711avg);	// long変数を16進で8桁アスキー変換（ゼロサプレス）
			lcd_str(buf_hex);				// 下段に、AD変換の移動平均値を16進表示する。

			Templ1= Hx711avg + Zeroadj;	// ゼロ調整の差分を計算する。（ゼロ補正したad値をテンポラリに格納）
			Templ1= Templ1 * 100;		// グラム換算の小数点桁上げと0.1g表示のために100倍する。
			Templ1= Templ1 / Sensorcal;	// ロードセル・センサーのA/D値からグラム換算する。

			lcd_posyx(1,9);
			waight_val_disp();		// 液晶に重量値を表示する。

			//// 安定マーク[*]の表示
			lcd_posyx(0,9);			// 安定マーク表示位置を確定しておく。
			if (Templ1 == Lastvalue) {	// 前回の測定値との差が無いか? 
				++Stablecount;		// 安定マーク表示までのカウント数を加算する。
				if (Stablecount > 5) {	// 安定マーク表示のカウント数に達したか?
					Stablecount= 5;
					lcd_data('*');	// 安定マーク[*]を表示する。
				}
			}
			else {
				Lastvalue= Templ1;	// 現在の測定値を保管する。
				Stablecount= 0;		// 安定マークの表示カウント数を初期化する。
				lcd_data(' ');		// 安定マーク[*]を消去する。
			}
		}

		//// スイッチ読込み処理
		__delay_ms(5);		// チャッタ―回避
		TARE_SW_Read();		// 風袋(TARE)SW読込み（単に表示値をゼロにする機能も含む）
		CAL_SW_Read();		// CAL SW読込み
	}
}

//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
/*******************************************************
* HX711のチャンネルAから128の利得でA/Dデータを取り出す
* (Hx711ad = 2の補数形式24bit)
********************************************************/
void Hx711get(void)
{
	char index;

	Hx711ad= 0;	// AD読込み値の初期化

	while(Hx711_dat != 0);	// datピンが、'0'になるまで待つ。（'0'で、ready）

	for(index= 0; index < 24; index++) {
		Hx711_clk= 1;
		__delay_us(1);

		/// 次のビット読込に備えて1ビット左シフト
		/// 最初は、0なのでシフトしても変わらずストレートに、msb：b23が確定する。
		/// 次に回ってきた時には、msbが1つ左シフトしたものとorされ、b22が確定する
		/// 最後は、bit0が確定し、結果的に  0000 0000 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx　の32bitのad値が変数に格納される。					
		Hx711ad = (Hx711ad << 1) | Hx711_dat;

		Hx711_clk= 0;
		__delay_us(1);
	}

	/// 25個目のクロックパルスを送る (次回の変換をチャンネルA・利得を128に設定する)
	Hx711_clk= 1;
	__delay_us(1);

	Hx711_clk= 0;
	__delay_us(1);

	if (((Hx711ad >> 23) & 0x00000001) == 1) {	// A/Dの24bit値がマイナス値か?
		Hx711ad = Hx711ad | 0xFF000000;		// 32bitのマイナス値にする。
	}
}

/**************************************************************
* HX711のA/D変換データを移動平均 (Hx711avg = 16個の移動平均)
***************************************************************/
void Hx711movavg(void)
{
	Avgsum += Hx711ad;			// 新しいデータを合算する。
	Avgsum= Avgsum - Average[Avgpoi];	// 一番古いデータを減算する。
	Average[Avgpoi]= Hx711ad;		// 移動平均バッファーに格納する。（次の古いデータ退避）	

	++Avgpoi;				// 移動平均ポインターを更新する。
	if (Avgpoi > 15) Avgpoi= 0;

	Hx711avg= Avgsum/16;		// 16個の移動平均を取る。
}

/*************************************************
* 重量値の表示
**************************************************/
void waight_val_disp(void)
{
	sprintf((char *)buf,"%5ld", Templ1);	// long変数を10進で5桁アスキー変換（符号を含める）・スペースサプレス

	if ((Templ1 < -9) || (Templ1 > 9)) { /// ±10〜±5000 (Templ1は、補正重量値を10倍して整数にしている。例えば、10は1が元データ）
		lcd_data(buf[0]);	// 最上位桁：符号：プラスの時は' 'マイナスの時は、'-'（表示桁数によりその最上位桁のさらに上の桁に自動的に表示）
		lcd_data(buf[1]);	//
		lcd_data(buf[2]);	//
		lcd_data(buf[3]);	//
		lcd_data('.');		// 小数点'.'挿入
		lcd_data(buf[4]);	// 最下位桁
		lcd_data('g');

	}
	else {	/// これ以降の処理をしないと、例えば、0→".0"、0.1→".1"表示になってしまう。
		if ((Templ1 >= 0) && (Templ1 <= 9)) {	/// 0.0 〜 0.9
			lcd_data(buf[0]);	// 最上位桁：' '
			lcd_data(buf[1]);	// ' '　
			lcd_data(buf[2]);	// ' '
			lcd_data('0');		// buf[3]が' 'のところ、'0'にする。
			lcd_data('.');		// 小数点'.'挿入
			lcd_data(buf[4]);	// 最下位桁
			lcd_data('g');
		}
		else if (Templ1 <= -1) {	/// -0.1 〜 -0.9
			lcd_data(buf[0]);	// 最上位桁：' '
			lcd_data(buf[1]);	// ' '　
			lcd_data('-');		// buf[2]が' 'のところ、'-'にする。
			lcd_data('0');		// buf[3]が'-'のところ、'0'にする。
			lcd_data('.');		// 小数点'.'挿入。
			lcd_data(buf[4]);	// 最下位桁
			lcd_data('g');
		}
	}
}

///------------------------------------------------------------------------------------------
/**************************************************************************
* 風袋(TARE)SW読込み（単に表示値をゼロにする機能も含む）
* ・[SW1]を押すと、現在の重量値を[0.0g]にゼロ調整。
* ・また、風袋(ふうたい)機能も同時に行える。
* ・容器の重量を差し引く場合、スケールに空容器を乗せた状態で[SW1]を押すと、
* 　その重量が[0.0g]になる。
***************************************************************************/
void TARE_SW_Read(void)
{
	if (!TARE_SW) {
		Zeroadj= 0 - Hx711avg;	// 現在の測定値からゼロ調整の差分を計算する。
					// そしてメインの頭で、この補正値を加算して現在の測定値を[0.0g]にする。
		Stablecount= 0;		// 安定マークの表示カウント数を初期化する。
	}
}

/**************************************************************************
* CAL SW読込み（SW1〜3を使う。）：センサーの出力誤差調整 
* ・SW1：CAL END（TAREと兼用）
*   SW2：CAL START（グラム換算値加算兼用（重量表示は下がっていく。）
*   SW3：グラム換算値が減算（重量表示は上がっていく。）
***************************************************************************/
void CAL_SW_Read(void)
{
	if (!g_plus_SW) {	// グラム換算値加算SW2（ここではCALスタートSWとして使用）が押されたか？
		lcd_clear();
		lcd_str(MsgCAL);

		while(!g_plus_SW);	// [SW2]が離されるまで待つ。

		//// 校正値調整
		do {
			//// [SW2]校正値を加算
			delay_ms(100);	// 長押しで連続可変。単発でも±1になるように長目に設定
			if (!g_plus_SW) {	/// SW2が押され、かつcal値が上限でなければグラム換算値を加算する。
				if (Sensorcal < 40000) ++Sensorcal;
			}
			/// [SW3]校正値を減算
			else if (!g_muinus_SW) {/// SW3が押され、かつcal値が下限でなければグラム換算値を減算する。
				if (Sensorcal > 20000) --Sensorcal;
			}

			//// 校正中の重量値・校正値（グラム換算値）表示
			if (!Hx711_dat) {	// HX711の[DOUT]ピンが[L]になった(変換終了)か?
				//// CAL（ロードセル出力レベル誤差補正）前後の、重量値と、校正値表示
				Hx711get();	// HX711のチャンネルAから128の利得でA/Dデータを取り出す。
				Hx711movavg();	// HX711のA/D変換データを移動平均する。

				Templ1= Hx711avg + Zeroadj;	// ゼロ調整の差分を計算する。（ゼロ補正したad値をテンポラリに格納）
				Templ1= Templ1 * 100;		// グラム換算の小数点桁上げと0.1g表示のために100倍する。
				Templ1= Templ1 / Sensorcal;	// ロードセル・センサーのA/D値からグラム換算する。

				lcd_posyx(1,3);
				waight_val_disp();		// 液晶に重量値を表示する。

				sprintf((char *)buf,"%5u", Sensorcal);	// 変数を10進で5桁アスキー変換（符号を含める）・スペースサプレス
				lcd_posyx(1,11);
				lcd_str(buf);	// 補正値をLCDに表示する。
			}
		} while(TARE_SW);	// SW1：TARE SW（ここではCAL_END_SWとして使用）が押されるまでループ内を実行

		///// 押されたら以下を実行してメインに戻る。
		while(!TARE_SW);	// [SW1]が離されるまで待つ。

		/// 校正値（16bit整数）を、上位バイト・下位バイトに分割してEEPROMに書込む。
		Up_Byte= (unsigned char)(Sensorcal >> 8);
		Lo_Byte= (unsigned char)(Sensorcal & 0x00FF);

		eeprom_write(0, Up_Byte);	// EEPROM 0番地 書込み
		eeprom_write(1, Lo_Byte);	// EEPROM 1番地 書込み

		Stablecount= 0;	// 安定マークの表示カウント数を初期化する。
		lcd_clear();
	}
}

/*****************************************************
* mS 単位の遅延
* XC8の場合、Fosc=16M時、__delay()の引数の限界は、49
* それを超える遅延が必要な場合に使用。
******************************************************/
void delay_ms (int ms){
	while(ms-- > 0)__delay_ms(1);
}