/*******************************************************
*  LCメータ
*  　セグメントLCDで表示　PIC16F1936
*　ファイル名：PIC16F_LC_METER.c
*　　　　　　（オリジナルは、LCMeter2.c）
*
* オリジナル作成者：後閑氏
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* 220127：N.Ishii
* (1) オリジナルは、Hi-tech-PLCCコンパイラ使用
* 　　これを、XC8コンパイラ使用の記述に変更してみた。
* (2) コメント追加等、整理
**********************************************************/
#include <xc.h>
#include "lcd_def2.h"

/// コンフィギュレーション１の設定
#pragma config FOSC = XT	// 外部水晶を使用する
#pragma config WDTE = OFF	// ウオッチドッグタイマ無し(OFF)
#pragma config PWRTE = ON	// 電源ONから64ms後にプログラムを開始する(ON)
#pragma config MCLRE = ON	// 外部リセット信号使用
#pragma config CP = OFF		// プログラムメモリを保護しない(OFF)
#pragma config CPD = OFF	// データメモリを保護しない(OFF)
#pragma config BOREN = ON	// 電源電圧降下常時監視機能ON(ON)
#pragma config CLKOUTEN = OFF	// CLKOUTピンをRA6ピンで使用しない(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 = OFF	// 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しない(OFF)
#pragma config LVP = OFF	// 低電圧プログラミング機能使用しない(OFF)

/// グローバル定数変数定義
#define _XTAL_FREQ  4000000
#define PI          3.141516
unsigned int i, Interval;
unsigned char number, Digit[5], WaitFlag;
float Freq1, Freq2, Freq3, Freq4, temp1, temp2;
float C1, CX, L1, LX;

/// 関数のプロトタイピング
void Calibrate(void);
void Display(float value);
void delay_100ms(unsigned int time);
void LCDTest(unsigned int data);
void SetDigit(void);
float GetFreq(void);
void ftostring(int seisu, int shousu, float data, char *buffer);

///// メイン関数
void main(void) {
	/// 入出力ポートの設定
	TRISA = 0x08;	// RA3のみ入力設定
	TRISB = 0x0E;	// RB1,2,3のみ入力
	TRISC = 0x01;   // RC0,T1CKI以外出力
	TRISE = 0xFF;	// RE3のみ使用

	ANSELA = 0x08;	// RA3以外デジタル
	ANSELB = 0x02;	// RB1以外デジタル

	OPTION_REGbits.nWPUEN = 0;	// プルアップ有効化
	WPUB = 0x0C;			// RB2,3 pullup

	/// コンパレータの設定　発振回路を構成
	CM1CON0 = 0xA4;	// C1OUT On. Hi Speed
			// b7: C1ON: 1:コンパレータが有効
			// b6: C1OUT: 0: b4：CxPOL=0（極性非反転）の場合、CxVP < CxVN
			// b5: C1OE: 1: C1OUT が C1OUT ピンに現れる。
			// b4: C1POL:0: コンパレータ出力は非反転
			// b3:       0:未実装
			// b2: C1SP: 1: 標準電力の高速モードで動作する
			// b1: C1HYS:0: ヒステリシス機能は無効
			// b0: C1SYNC:0: Timer1 および I/O ピンに対してコンパレータ出力は非同期

	CM1CON0 = 0xA4;

	CM1CON1 = 0x03;	// C1IN+, C12IN3-
	CM2CON0 = 0;	// CM2無効化

	/// LCDドライバ初期設定
	LCDCON = 0x02;	// 1/3 MPLX, Fosc/256
	LCDPS = 0x00;	// Type A, PS=1/1, 3BIAS
	LCDREF = 0x80;	// 内部コントラスト
	LCDCST = 0x07;  // 最小コントラスト指定
	LCDSE0 = 0xE9;	// SEG0,3, SEG5,6,7を使用
	LCDSE1 = 0x7F;	// SEG8 to SEG14を使用
	LCDRL = 0x50;	// Low Power, 常時 B mode
	LCDEN = 1;	// Start LCD Driver

	/// 全セグメント消去
	LCDDATA0 = 0;
	LCDDATA1 = 0;
	LCDDATA3 = 0;
	LCDDATA4 = 0;
	LCDDATA6 = 0;
	LCDDATA7 = 0;

	/// タイマ１：16bitカウンタ（TMR1H＋TMR1L）の初期設定　外部カウンタ
	T1CON = 0xA0;	// T1CKI, Sync, 1/4, TMR1OFF
			// b7: クロックソース選択ビット: 1: T1OSCEN = 0 の場合T1CKI ピンからの外部クロック ( 立ち上がりエッジ)  
			// b6: クロックソース選択ビット: 0:
			// b5: Timer1 入力クロック プリスケール選択ビット: 1: 1/4
			// b4: Timer1 入力クロック プリスケール選択ビット: 0:
			// b3: LP オシレータ イネーブル制御ビット: 0: 無効
			// b0: Timer1 オン ビット: 1: Timer1 を停止 

	////// TIMER1 ゲート制御レジスタ
	T1GCON = 0;	// GE Off

	/// タイマ2初期設定：20mS周期設定：  Fosc=4MHz 1MHz/(16*5)=12500Hz/250=50Hz
	/// タイマ2は、周波数カウンタとしての、タイマ1の正確な、0.5秒ゲートとして使う。
	/// 0.5秒間入力クロックを取込んでタイマ1でカウントし、0.5秒経過後タイマ1カウントを停止する。
	/// つまり、1秒毎の計測となる。
	TMR2 = 0;	// カウンタリセット
	T2CON = 0x22;	// プリスケール1/16, ポスト1/5
	PR2 = 249;	// 250カウントで50Hz周期設定

	TMR2IF = 0;	// 割り込みフラグクリア
	TMR2IE = 1;	// タイマ２割り込み許可
	PEIE = 1;	// 周辺割り込み許可
	GIE = 1;	// グローバル割り込み許可

	/// 変数初期化
	RC1 = 0;	// リレーオフ
	number = 0;	// LCDテスト用数値初期化

	Calibrate();	//　ゼロ調整実行

	//// メインループ
	while (1) {
		//// テストモードチェック
		if(PORTBbits.RB3 == 1){	// ジャンパチェック -> OPEN時はテストモード
			if(PORTBbits.RB2 == 0){	// 切り替えスイッチチェック -> L側の場合
				/// LCD テストを実行
				LCDTest(number++);	// 数値表示実行
				if(number > 9)		// 数値上限チェック
					number = 0;	// ゼロに戻す
				delay_100ms(10);	// 繰り返し遅延 1sec
			}
			else{	/// C側の場合
				/// 周波数表示テストを実行
				Freq1 = GetFreq();	// 周波数取得
				Display(Freq1*10);	// LCDに表示　0.1kHzまで表示
				DP2 = 1;		// 小数点表示
				delay_100ms(10);	// 繰り返し周期遅延 1sec
			}
		}
		
		else{	//// ジャンパチェック -> CLOSE時は、LCDメータ機能モード
			if(PORTBbits.RB2==1){	// L,C切り替えチェック
				/// Cの場合
				Freq3 = GetFreq();	// 測定時の周波数取得
				CX = ((Freq1/Freq3)*(Freq1/Freq3)-1)*C1;
				if(CX < 0)	// CXが負になったら0にする
					CX = 0;

				Display(CX);	// 測定値表示　単位pFかuF
				DP4 = 1;	// 小数点表示
				DP5 = 0;	// 小数点消去
				DP2 = 0;	// 小数点消去
				Minus = 0;	// マイナス記号消去
			}
			else{	/// Lの場合
				Freq4 = GetFreq();	// 周波数取得
				LX = ((Freq1/Freq4)*(Freq1/Freq4)-1)*L1;
				if(LX > 10000)	// 10mH以上なら未接続で0とする
					LX = 0;

				Display(LX*10);	// 測定値表示　単位uH
				Minus = 1;	// マイナス記号表示→　これはたぶん、C/L切替え確認の為の表示。
				DP5 = 0;	// 小数点消去
				DP4 = 0;	// 小数点消去
				DP2 = 1;	// 小数点表示
			}

			/// 繰り返し目印表示 -> 「CONTINUITY」セグメントを、1秒間カウント毎に、ブリンク表示（目安）
			if(CON)			// 反転表示
				CON = 0;
			else
				CON = 1;

			delay_100ms(10);	// 繰り返し周期遅延　1sec
		}
	}
}

/***************************************
* データ表示関数
****************************************/
void Display(float value){
	unsigned long Data;

	Data = (unsigned long)value;	// 型変換　float→long

	if(Data > 19999){	// 表示オーバーか？
		Data /= 1000;	//単位変更　pF→uF
	}

	/// LCDへ表示
	Digit[0] = Data % 10;	// 1桁目セット
	Data /= 10;
	Digit[1] = Data % 10;	// 2桁目セット
	Data /= 10;
	Digit[2] = Data % 10;	// 3桁目セット
	Data /= 10;
	Digit[3] = Data % 10;	// 4桁目セット
	Data /= 10;
	Digit[4] = Data;	// 5桁目セット

	SetDigit();		// 表示実行
}

/**************************************
* 初期較正実行関数
*　何も接続されていない状態とする
***************************************/
void Calibrate(void){
	RC1 = 0;	// リレーオフ：C= 1000p
	delay_100ms(5);	// 0.5sec

	Freq1 = GetFreq();	// 周波数1：Freq1取得 単位はkHz

	RC1 = 1;	// リレーオン：C= 1000p//1000p= 2000p
	delay_100ms(5);	// 0.5sec

	Freq2 = GetFreq();	// 周波数2：Freq2取得取得　単位はkHz

	RC1 = 0;                                // リレーオフ
	delay_100ms(5);	// 0.5sec

	/// C1とL1を求める　基準1000pFは補正し1020pFとしている
	temp1 = Freq1 * Freq1;	// Freq1の二乗
	temp2 = Freq2 * Freq2;	// Freq2の二乗

	C1 = (temp2 * 1020) / (temp1 - temp2);	// 単位　pF　基準CをpFにしているので、pFになる。
	L1 = 1000000000000.0/(4.0 * PI * PI * temp1 * C1);	// 単位 uH
}

/***************************************
* Timer2 割り込み処理 500msecゲート
****************************************/
void interrupt isr(void) {
	if(TMR2IF){	// タイマ2の割り込み確認
		TMR2IF = 0;	// 割り込みフラグクリア

		Interval++;	// 回数カウントアップ
		if(Interval == 1)	// 1回目の場合
			TMR1ON = 1;	// タイマ１カウント開始

		if(Interval > 25){	// 26回目の場合　500msec経過（t2周期=20mS x 26-1）
			TMR1ON = 0;	// タイマ1カウント停止
			WaitFlag = 0;	// 待ちフラグ解除
			Interval = 0;	// 回数カウンタリセット
		}
	}
}

/*****************************************
* 周波数カウントサブ関数　単位kHz
* 　500msec間　タイマ１でカウント
*****************************************/
float GetFreq(void){
	int Upper;
	float temp;

	Upper = 0;	// 桁上げカウンタクリア
	TMR1IF = 0;	// 割り込みフラグクリア
	TMR1H = 0;	// タイマ１カウンタクリア
	TMR1L = 0;	// タイマ１カウンタクリア

	Interval = 0;	// 0.5秒カウンタクリア
	WaitFlag = 1;	// 0.5秒待ちフラグオン

	TMR2ON = 1;	// ゲートタイマ２スタート
	/// この間で0.5秒間カウント
	while(WaitFlag){	// 0.5秒待ち
		if(TMR1IF){	// タイマ１オーバーフローか？
				// 16bitなので、65536でオーバーフロー
			Upper++;	// オーバーフロー回数カウント
			TMR1IF = 0;	// フラグクリア
		}
	}
	TMR2ON = 0;	// タイマ2停止

	 /// 周波数を取得し返す  0.5sec, prescaler 1/4
	 temp = (float)TMR1H * 256.0 + (float)TMR1L;
	// 0.5秒間カウント終了後の、Upperを含めないカウント値をテンポラリに保存
	// TMR1H * 256.0は、左に8bitシフトしているのと同じこと。
 	// それと、TMR1Lを結合し、16bitのカウント値をfloatに型変換している。

	return((Upper * 65536.0 + temp) / 125);
	// 単位kHz　*2*4/1000
	//  Upper * 65536.0 + tempで、トータルのカウント値になる。
	// 0.5秒間のカウント値なので周波数変換するには1秒間必要で、2倍する。
	// またカウンター入力を1/4しているので入力のカウント値は4倍する必要がある。
	// 単位をkHzにするために、1000で割る。
	// *2*4/1000= 1/125ということ。
}

/******************************
*  100msec遅延関数
******************************/
void delay_100ms(unsigned int time)
{
	time *= 4;	// 4倍
	while(time){
		__delay_ms(25);	// 25msec
		time--;		// 100msec x time
	}
}

/*************************************
*  LCD数値表示関数
*   変数 Digit[5]で5桁数値指定
**************************************/
void SetDigit(void){
	while(!WA){};	// レディー待ち

	LCDDATA0 = 0;	// 数値部いったん消去
	LCDDATA1 = 0;
	LCDDATA3 = 0;
	LCDDATA4 = 0;

	/// 各桁の設定
	Digit5 = Digit[4];
	LCDDATA0 = Digit4[Digit[3]][0] | Digit3[Digit[2]][0] | Digit2[Digit[1]][0] | Digit1[Digit[0]][0];
	LCDDATA1 = Digit4[Digit[3]][1] | Digit3[Digit[2]][1] | Digit2[Digit[1]][1] | Digit1[Digit[0]][1];
	LCDDATA3 = Digit4[Digit[3]][3] | Digit3[Digit[2]][3] | Digit2[Digit[1]][3] | Digit1[Digit[0]][3];
	LCDDATA4 = Digit4[Digit[3]][4] | Digit3[Digit[2]][4] | Digit2[Digit[1]][4] | Digit1[Digit[0]][4];
	LCDDATA6 &= 0xA8;	// 小数点等固定部は残し数値部変更
	LCDDATA6 |= Digit4[Digit[3]][6] | Digit3[Digit[2]][6] | Digit2[Digit[1]][6] | Digit1[Digit[0]][6];
	LCDDATA7 &= 0x3D;	// 小数点等の固定部は残し数値部変更
	LCDDATA7 |= Digit4[Digit[3]][7] | Digit3[Digit[2]][7] | Digit2[Digit[1]][7] | Digit1[Digit[0]][7];
}

/***********************************
* LCDテスト関数
*　0から9まで順次表示 他の表示は交互
***********************************/
void LCDTest(unsigned int data){
	while(!WA){};	// レディー待ち

	Minus = data % 2;	// 0,1交互
	DP2 = data % 2;
	DP3 = data % 2;
	DP4 = data % 2;
	DP5 = data % 2;

	CON = data % 2;
	Low = data % 2;

	Digit[0] = data;	// 数値セット
	Digit[1] = data;
	Digit[2] = data;
	Digit[3] = data;
	Digit[4] = data % 2;	// 0.1交互

	SetDigit();	// 表示実行
}