/****************************************************************************
* メイン・プログラム：グラフ表示気圧・温湿度計テスト_5
*
* GLCD：ノキア液晶5110
* 温湿度センサ：HDC1000
*　大気圧センサ：LPS25H
*
* 原典参考先：
*　�@　トラ技2006年3月号　山本さんの記事
*　�A　「太田さんのホームページ」の記事
*
* ※　TEST_5：グラフ表示温湿度計にしてみる。2CH分離表示
*
* Condition:
* 8MHz Internal RC oscillator
* Fcy=8MHz/2=4MHz, Tcy=250ns （電池駆動を想定し、最高速：16M／4で使用）
*
* CPU: PIC24FJ64GA002
*
* 2017.1.13-3 N.Ishii
*****************************************************************************/
#include "p24FJ64GA002.h"
#include "stdio.h"
#include "nokiaGlcdlib.h"

#include "skI2C_PIC24F_lib.h"         // I2C通信用ライブラリ
#include "skHDC_PIC24F.h"            // HDC1000用関数ライブラリ
#include "skLPS25H_PIC24F.h"         // LPS25H用関数ライブラリ

#define HDC1000_ADRS 0x40     // HDC1000のI2Cアドレス
#define LPS25H_ADRS 0x5D      // LPS25HのI2Cアドレス(SDO/SAO is HIGH)

/// コンフィギュレーション ビットの設定
_CONFIG1(
		JTAGEN_OFF	// JTAGの使用：無効
	&	GCP_OFF		// コードプロテクト：しない
	&	GWRP_OFF	// 書き込みプロテクト：しない
	&	BKBUG_OFF	// バックグラウンドデバッグ：無効
	&	COE_OFF		// クリップオンエミュレーション：無効
	&	ICS_PGx1	// EMUC/EMUDをPCG1/PGD1と共用
	&	FWDTEN_OFF	// WDT：無効
) 

/// Fosc = FRC (8MHz)
_CONFIG2(
		IESO_OFF	// ２速度スタートアップ：無効
	&	FNOSC_FRC	// 発振器の選択：FRCを選択する
	&	FCKSM_CSDCMD	// クロック切り替え・クロックモニタ：供に無効
//	&	OSCIOFNC_OFF	// OSCOピン機能：OSCOまたはFosc/2の出力する
	&	OSCIOFNC_ON	// OSCOピン機能：RA3ポートとする　161118
	&	IOL1WAY_OFF	// RPレジスタプロテクト：プロテクトしない
	&	I2C1SEL_PRI	// I2C1のピン選択：主ピンを使用する
	&	POSCMOD_NONE	// 主発振器：使用しない
)

#define	GRAPH_LOOP_MAX	60

#define HIST_MAX  45
#define	GET_NONEXT	(-1)
#define	GET_EMPTY	(-2)

//// リングバッファ用
/// 温度用
char temp_hist[HIST_MAX];	// temp_hist[45]：温度値データ履歴バッファ
int temp_hist_head = 0;
int temp_hist_full = 1;

/// 湿度用
char humi_hist[HIST_MAX];	// humi_hist[45]：温度値データ履歴バッファ
int humi_hist_head = 0;
int humi_hist_full = 1;

/*
#define HUMI_HIST_MAX  45
#define	GRAPH_LOOP_MAX	60

#define	HUMI_GET_NONEXT	(-1)
#define	HUMI_GET_EMPTY	(-2)
*/
/*
/// リングバッファ用
char humi_hist[HUMI_HIST_MAX];	// humi_hist[45]：温度値データ履歴バッファで、グラフX軸間のドット数（45dot）分の要素数を持つ。
int humi_hist_head = 0;
int humi_hist_full = 1;
*/

int graph_count = GRAPH_LOOP_MAX;


// 浮動小数変数
double Humi ;                  // 湿度の値を保存する変数
double Temp ;                  // 温度の値を保存する変数
double Press ;                 // 大気圧の値を保存する変数

// 関数のプロトタイプ宣言
//void PressureRead() ;
void HDC_Read() ;

//void print_temp(char Temperature, char temp_sign);
void print_Yaxis(void);
void print_graph(void);
void draw_memori(int, int);

void add_temp(char);
int get_temp(int, char *);

void add_humi(char);
int get_humi(int, char *);

void main(void)
{
	int  ans1,ans2 ;
	char buf[12] ;

	//// I/O設定
	AD1PCFG = 0xFFFF;	// A/D Digi 選択：全デジタルI/Oに設定

	CLKDIV = 0x0000;	// System Clock devider 1:1

	/// Setup PORT In/Out
	TRISB = 0x000F;		// RB0,1：プロット間隔設定ピン入力、他は出力
				// RB2 is SDA2 (Hi), RB3 is SCL2 (Hi)

	/// Set Pull Up
	CNPU1 = 0x0030;	// Pull Up Port is RB0(ピン1), RB1(ピン2)

	/// Initialize I2C2
	I2C2BRG = 0x27;	// (Fcy/Fscl-FCY/10E6)-1=(4E6/100E3-4E6/10E6)-1=38.6=39
	I2C2CON = 0x8000;	// Enable I2C2

	TRISAbits.TRISA3= 0;	// 赤LED：デバッグ用
	TRISAbits.TRISA4= 0;	// 緑LED：デバッグ用

	LATAbits.LATA3 = 1;		// 	赤LED消灯
	LATAbits.LATA4 = 1;		// 	緑LED消灯

	/// 液晶表示器の初期化と開始メッセージ表示
	LCD_init();

	LCD_locate(0,0);			// 原点（左上）に設定
	LCD_clear(LCD_WIDTH * LCD_BANKS);	// 全画面クリア

	LCD_ROMstr("Start Test !!");		// 開始メッセージ表示
	delay_ms(3000);				// ３秒後に開始

	LCD_clear(LCD_WIDTH * LCD_BANKS);	// 全画面クリア
	LCD_locate(0,0);

	/// 両センサの初期化を行う
	ans1 = HDC_Init(HDC1000_ID,HDC1000_ADRS) ; // 湿度センサーの初期化を行う
	ans2 = PressureInit(LPS25H,LPS25H_ADRS) ; // 大気圧センサーの初期化を行う

	if ((ans1 == 0) && (ans2 == 0)) {
		LCD_ROMstr("Init OK") ;
		delay_ms(1000) ;  // データレートが1Hzなので１秒後から開始する
	} else {
		LCD_ROMstr("Init NG") ;
		while(1) ;          // プログラム終了
	}

	while(1) {
		LCD_clear(LCD_WIDTH * LCD_BANKS);	// 全画面クリア
		LCD_locate(0,0);

		/// 温湿度センサーから湿度・温度値を読出し、液晶表示する
		HDC_Read() ;

		sprintf((char *)buf,"%.2f",Temp) ;
		LCD_locate(0,0) ;
		LCD_ROMstr(buf) ;               // 温度(℃)の表示

		LCD_locate(18,1) ;
		LCD_ROMstr("ﾟC") ;

		sprintf((char *)buf,"%.2f  ",Humi) ;
		LCD_locate(0,3) ;
		LCD_ROMstr(buf) ;               // 湿度(％)の表示

		LCD_locate(24,4) ;
		LCD_char('%') ;

		//// 1分ごとの温度を保存する（リングバッファによる温度履歴の管理処理）
		++graph_count;
		if (graph_count >= GRAPH_LOOP_MAX) {
			graph_count = 0;

			///　温度データをリングバッファに格納
			add_temp((char)Temp);

			///　湿度データをリングバッファに格納
			add_humi((char)Humi);
		}

		print_Yaxis();				// グラフのY軸を表示

		print_graph();				// 温度値履歴グラフを表示

		delay_ms(1000) ;
	}
}

/*******************************************************************************
*  ans = HDC_Read()                                                            *
*  湿度･温度を読込む処理                                                       *
*  読み込まれた湿度(％)はHumi変数に、温度値(℃)はTemp変数に其々格納されます。  *
*  この処理は約15ms程時間が掛かります。                                        *
*    ans  : 0=正常　1=異常(相手からACKが返ってこない)                          *
* ============================================================================ *
*                                                                              *
* PIC24F用に改修                                                               *
* 2017/1/2 N.Ishii                                                             *
*******************************************************************************/
void HDC_Read()
{
     union {
          unsigned int  i ;
          unsigned char c[2] ;
     } data ;

     // 湿度データを受信する
     HDC_Receive(HUMI_ADRS,(unsigned char *)data.c) ;

     Humi = (double)data.i / 65536.0 ;
     Humi = Humi * 100.0 ;

     // 温度データを受信する
     HDC_Receive(TEMP_ADRS,(unsigned char *)data.c) ;

     Temp = (double)data.i / 65536.0 ;
     Temp = (Temp * 165.0) - 40.0 ;
}

/*******************************************************************************
*  ans = PressureRead()                                                        *
*  圧力･温度を読込み気圧値を計算する処理                                       *
*  計算された気圧値(hPa)はPress変数に、温度値(℃)はTemp変数に其々格納されます。*
*    ans  : 0=正常　1=異常(相手からACKが返ってこない)                          *
* ============================================================================ *
*                                                                              *
* PIC24F用に改修                                                               *
* 2017/1/2 N.Ishii                                                             *
*******************************************************************************/
void PressureRead()
{
     unsigned char data[6] ;

     // 圧力と温度データを受信する(このデータはデバイス内部で移動平均化されています)
     PressureReceive(PRESS_OUT_ADRS,&data[0],3) ;     // 圧力値
     PressureReceive(TEMP_OUT_ADRS,&data[3],2) ;      // 温度値

     // 大気圧の計算を行う
     Press = ((unsigned long)data[2]<<16) + ((unsigned long)data[1]<<8) + data[0] ;
     Press = Press / 4096.0 ;      // hPa
/*
     // 温度の計算を行う→　温度は、HDC1000の方で行うので、コメントアウト
     Temp = (int)(1 + ~((unsigned int)data[4]<<8 | data[3])) * -1 ;
     Temp = 42.5 + (Temp / 480.0) ;// ℃
*/
}

/**************************
* グラフのY軸表示
***************************/
void print_Yaxis(void)
{
	int	x, y;
	unsigned char c;

	c = 0xff;
	x = LCD_MAX_X - HIST_MAX - 2;

	/// 縦線を表示
	for (y = 0; y < 6; y++) {
		LCD_locate(x, y);
		LCD_set_data(&c, 1);
		LCD_locate(x + HIST_MAX + 1, y);
		LCD_set_data(&c, 1);
	}

	//// 以下、分離表示にした場合の、刻み（目盛）描画には、ライブラリの、draw_point関数は不適当なので、draw_memori関数をメインに追加し使用した。
	/// 温度軸：2℃ごとの刻みを表示→　0〜 44℃
	for (y = 25; y < 48; y += 11) {
		draw_memori(x-1, y);
		draw_memori(x + HIST_MAX + 2, y);
	}


	/// 湿度軸：4%ごとの刻みを表示→　0〜　92%
	for (y = 0; y < 23; y += 11) {
		draw_memori(x-1, y);
		draw_memori(x + HIST_MAX + 2, y);	// 後で、HIST_MAXは、両社共通なので、HIST_MAXにする予定
	}
}

/**********************************************************************************
* 目盛描画関数
*----------------------------------------------------------------------------------
*	入力：	int x, int y
*	出力：	無し
*----------------------------------------------------------------------------------
*	備考：	Y軸は、下側が最小、上側が最大（ノキアLCDのY軸を反転して表示する）。
*			0 <= x <= 83 , 0 <= y <= 47 
*               ライブラリの、draw_point関数とは違い、yの最大・最小値に対するリミッタ
*               がない目盛のドット描画専用
*==================================================================================
* 2ch分離表示のため修正追加：N.Ishii 170113-3
***********************************************************************************/
void draw_memori(int x, int y)
{
	int bank_y;
	unsigned char pat_y;

	bank_y = LCD_MAX_BANK - (y / 8);		//  y軸反転位置にバンクを決定
	pat_y = 0b10000000 >> (y % 8);			//  バンク内のMSB側を最小値とすることでY軸表現が下側が0となる

	LCD_locate(x, bank_y);					//  x位置のバンクｙ
	LCD_set_data(&pat_y, 1);				//  バンクｙへ8ビットパターンを書き込む

}

/***********************************
* 温湿度値履歴グラフを表示
************************************/
void print_graph()
{
    char temp_hist_val;
    char humi_hist_val;

    int	temp, humi, p, col;

    p = -1;
    col = 0;

    /// 温度値履歴グラフを表示
    while ((p = get_temp(p, &temp_hist_val)) != GET_EMPTY) {
		temp = (int)temp_hist_val;
		draw_point(LCD_MAX_X - col - 2, 25+(temp/2), 1);
		if (p < 0)
			break;
		++col;
    }

    p = -1;
    col = 0;

    /// 湿度値履歴グラフを表示
    while ((p = get_humi(p, &humi_hist_val)) != GET_EMPTY) {
		humi = (int)humi_hist_val;
		draw_point(LCD_MAX_X - col - 2, humi/4, 0);
		if (p < 0)
			break;
		++col;
    }
}

//// 以下は、リングバッファ用関数-------------------------------------------------------------------------
/****************************************************
* 温度データをリングバッファに格納
*****************************************************/
void add_temp(char t)
{
	temp_hist[temp_hist_head] = t;	// 温度データ履歴バッファ（temp_hist[0]から順）に、温度値を格納

	++temp_hist_head;				// バッファアドレスをインクリメント
	if (temp_hist_head >= HIST_MAX) {	// temp_hist[44]まで（つまり、HIST_MAX=45）格納したら
		temp_hist_full = 1;					// fullフラグをセットし、
		temp_hist_head = 0;					// headフラグをリセット
	}
}

/****************************************************
* 湿度データをリングバッファに格納
*****************************************************/
void add_humi(char h)
{
	humi_hist[humi_hist_head] = h;	// 温度データ履歴バッファ（humi_hist[0]から順）に、温度値を格納

	++humi_hist_head;				// バッファアドレスをインクリメント
	if (humi_hist_head >= HIST_MAX) {	// humi_hist[44]まで（つまり、TEMP_HIST_MAX=45）格納したら
		humi_hist_full = 1;					// fullフラグをセットし、
		humi_hist_head = 0;					// headフラグをリセット
	}
}

/****************************************************
* リングバッファから温度データを取得
*****************************************************/
int get_temp(int p, char *t)
{
	int i;

	if (!temp_hist_full && (temp_hist_head == 0)) {
		*t = 0;
		return GET_EMPTY;
	}

	if (p < 0) {
		i = temp_hist_head;
	} else {
		i = p;
	}

	--i;
	if (i < 0) {
		i = HIST_MAX - 1;
	}

	*t = temp_hist[i];
	if (temp_hist_full) {
		if (i == temp_hist_head)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	} else {
		if (i == 0)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	}
}

/****************************************************
* リングバッファから湿度データを取得
*****************************************************/
int get_humi(int p, char *h)
{
	int i;

	if (!humi_hist_full && (humi_hist_head == 0)) {
		*h = 0;
		return GET_EMPTY;
	}

	if (p < 0) {
		i = humi_hist_head;
	} else {
		i = p;
	}

	--i;
	if (i < 0) {
		i = HIST_MAX - 1;
	}

	*h = humi_hist[i];
	if (humi_hist_full) {
		if (i == humi_hist_head)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	} else {
		if (i == 0)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	}
}