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* dsPIC33F_FftAnalyzerテスト_2
*
* ADCを使って入力信号のFFT解析表示を行う実験
* ハードは、自作オシロ初号機を使用する。
* （MPUをPIC24Hと互換のPIC33Fに差替える。）
* 
* Graphic LCD(Monochrome): SG12864A
*
* Condition:
* 8MHz External X'tal Oscillator, 10x PLL (8MHzx10= 80MHz)
* Fcy=80MHz/2=40MHz, Tcy=25ns
*
* CPU: dsPIC33FJ64GP802
* 
* N.Ishii   2016.4.8
* N.Ishii   2016.4.13
* XOR的なクリア方式を、もう少し追及してみる。
* カレント描画する時、前のレベル状態で、クリア処理を変える
* N.Ishii   2016.5.16
* CNPU2 = 0x0080;→　このプルアップ設定（液晶のストローブ信号）は不要なので削除
***************************************************************/
#include "p33FJ64GP802.h"
#include "glcd_lib.h"
#include <dsp.h>

/*** コンフィギュレーション設定  80MHz ***/
_FOSCSEL(FNOSC_PRIPLL & IESO_OFF);		// Prim OSC
_FOSC(FCKSM_CSDCMD & IOL1WAY_OFF & OSCIOFNC_OFF & POSCMD_XT);
_FWDT(FWDTEN_OFF);
_FPOR(ALTI2C_OFF & FPWRT_PWR32);
_FICD(JTAGEN_OFF & ICS_PGD1);

#define powerOf2	6
#define fftPoints	(1<<powerOf2) // 64ポイントFFT→ADCサンプリング16kHzなので周波数分解能16k/64=250Hz

// 回転因子の定義
const fractcomplex twiddleFactors[] __attribute__ ((space(auto_psv), aligned (fftPoints * 2))) = {
	0x7FFF, 0x0000, 0x7F62, 0xF374, 0x7D8A, 0xE707, 0x7A7D, 0xDAD8,
	0x7642, 0xCF04, 0x70E3, 0xC3A9, 0x6A6E, 0xB8E3, 0x62F2, 0xAECC,
	0x5A82, 0xA57E, 0x5134, 0x9D0E, 0x471D, 0x9592, 0x3C57, 0x8F1D,
	0x30FC, 0x89BE, 0x2528, 0x8583, 0x18F9, 0x8276, 0x0C8C, 0x809E,
	0x0000, 0x8000, 0xF374, 0x809E, 0xE707, 0x8276, 0xDAD8, 0x8583,
	0xCF04, 0x89BE, 0xC3A9, 0x8F1D, 0xB8E3, 0x9592, 0xAECC, 0x9D0E,
	0xA57D, 0xA57D, 0x9D0E, 0xAECC, 0x9592, 0xB8E3, 0x8F1D, 0xC3A9,
	0x89BE, 0xCF04, 0x8583, 0xDAD8, 0x8276, 0xE707, 0x809E, 0xF374
};

// 入力バッファ（実数）
fractional	inputData[ fftPoints ];

/// スペクトル(複素数)
fractcomplex fftData[ fftPoints ] __attribute__ ((section (".ybss, bss, ymemory"),far, aligned (fftPoints * 2 * 2)));

// パワースペクトル（実数）
fractional	powerSpec[ fftPoints/2 ];

// data
char msgStart[]={"TEST START!!\0"}; // 追加

unsigned int resultData;
int indata;
int writePoint;
int lcdData[32];

int ypos_old[32];

int i, j;
int ypos;

char fast_flag= 1;

// Timer subroutine
void __attribute__((interrupt, auto_psv)) _ADC1Interrupt(void)
{
	int i;

	// --- A/D is 12bits, filtering is 12bits
	while(!AD1CON1bits.DONE);	// AD変換終了待ち

	resultData = ADC1BUF0;;

	indata = resultData - 2048;	// 符号付きにする
	inputData[ writePoint ] = indata << 4; // 入力バッファに入れる

	if ( writePoint == fftPoints-1 ) {

		// 複素数の実数部にデータを入れる、虚数部は0
		for(i = 0; i < fftPoints; i++) {
			fftData[i].real = inputData[i];
			fftData[i].imag = 0;
		}

		// FFTの実行（DSP関数）
		FFTComplexIP( powerOf2, fftData, (fractcomplex *)twiddleFactors,
		(int) __builtin_psvpage(&twiddleFactors[0]));

		// ビット逆順ソート（DSP関数）
		BitReverseComplex( powerOf2, fftData ); 

		// 複素数の絶対値自乗を取る（DSP関数）
		SquareMagnitudeCplx( fftPoints/2, fftData, powerSpec ); 

		VectorCopy(32, lcdData, powerSpec); // 0〜7750Hzまで表示（DSP関数）

		/// スペクトル描画
		if(fast_flag) {	// 最初のFFT表示
			for(i=0;i<32;i++){
				ypos= 10 + lcdData[i]/30;
				if(ypos >= 64) ypos= 63;	// このリミットが無いとオーバーレンジした時、液晶表示がバラケル

				lcd_Line(4*i, 10, 4*i, ypos);

				ypos_old[i]= ypos;	// 今回のY座標データを、オールド配列に転送し次回の比較要素とする
			}
		}
		else {	// 2回目以降のFFT表示
			for(i=0;i<32;i++){
				ypos= 10 + lcdData[i]/30;
				if(ypos >= 64) ypos= 63;

				if(ypos != ypos_old[i]) {	// 前のレベル（Y座標）と、今回のレベルが違っていたら以下を実行
					if(ypos > ypos_old[i]) {	// 今回のレベルが大きい場合
						lcd_Line(4*i, ypos_old[i], 4*i, ypos);	// プラス分のみライン描画
					}
					if(ypos < ypos_old[i]) {	// 今回のレベルが小さい場合
						for(j= ypos+1; j< ypos_old[i]+1; j++) {
							lcd_Pixel(4*i, j, 0);	// その分のドットをオフ（消去）する
						}
					}
				}
				// （前のレベル（Y座標）と、今回のレベルが同じだったら何もしない）
				ypos_old[i]= ypos;	// 今回のY座標データを、次回の比較要素とするため、オールド配列に転送
			}
		}
	}

	writePoint++;
	if ( writePoint == fftPoints )  {
		writePoint = 0;
		fast_flag= 0;
	}

	IFS0bits.AD1IF = 0;	// clear A/D interuppt flag
}

// Main routine
int main(void)
{
	/// Initialize Clock
	OSCCON = 0x00300;		// PRIPLL指定
	CLKDIV = 0x0100;		// クロックの分周1:2に設定
	PLLFBD = 0x0026;		// 40倍　8MHz÷2×40÷2 = 80MHz

	/// Initialize Port
	AD1PCFGL = 0xFFFA;		// AD Channel-0,2(RA0,2) is Aanalog Input RA1(AN1)デジタル出力⇒　デバッグLED

	LATB = 0xFF7F;			// only LCD_E is low 
//	TRISA = 0x000F;			// RA4のみ出力
	TRISA = 0x000D;			// RA1,RA4 is Out, Other is Inpu
	TRISB = 0x000F;			// ポートの入出力モード設定
	CNPU1 = 0x00E0;			// RB1,2,3 pull up
//	CNPU2 = 0x0080;			// このプルアップ設定（液晶のストローブ信号）は不要。無くても動く。 160516

	LATAbits.LATA1 = 1;		// Green LED OFF

	lcd_Init();			// GLCD初期化
	lcd_Clear(0);
	lcd_Str(0, 0, "Start FFT");

	Delay1m(1000);

	lcd_Clear(0);

	/// 下部X座標軸の目盛描画
	lcd_Line(0, 10, 127, 10);	// 下部X座標軸

	// 目盛描画
	for(i= 0; i < 128; i+= 4){
		lcd_Line(i, 10, i, 9);
	}

	lcd_Str(7,9,"250Hz/div");	// デビジョン表示

	/// ADC設定
	AD1CON1bits.ADON= 0;	// ADC OFF

	AD1CHS0= 0x0000;	// AN0ピンを、CH0のサンプルホールドに接続
	AD1CON1= 0x8444;	// AD ON, 12bitADC, 整数, T3同期, 自動サンプルON
	AD1CON2= 0x0000;	// 常にCH0を変換しアドレス0から書込み
	AD1CON3= 0x0210;	// Tad= 16Tcy, Tsamp= 2Tad
	AD1CSSL= 0x0000;	// 入力スキャンしない

	/// T3設定:T3= Tcy*PS*n= 0.025uS*1*2500 = 62.5uS（16kHz）
	PR3   = 2499;		// n = 2500 (PR3=n-1)
	T3CON = 0x0000;		// T3_OFF, T3_GATE_OFF, T3_PS_1_1, T3_SOURCE_INT

	// enable interrupt
	IEC0bits.AD1IE = 1;	// Enable ADC INT

	writePoint = 0;
	
	Delay1m(500);	// P_ON時のインパルスノイズ入力をFFT表示させない為の遅延
	T3CONbits.TON = 1;	// T3ON-> ADC Start

	// main loop
	while(1)
	{
		// A/D result store in resultData
	}
}