/****************************************************************************
* メイン・プログラム：QVGA表示気圧・温湿度計テスト2
*
* PIC24Fトレーニング基板使用
* 2.4インチQVGA液晶モジュール（aitendo）: UL024TF
* 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
*　�B　「きむ茶工房ガレージハウス」の記事
*
* Condition:
* 8MHz Internal RC oscillator, 4x PLL (8MHzx4= 32MHz)
* Fcy=32MHz/2=16MHz, Tcy=62.5ns
*
* CPU: PIC24FJ64GA002
*
* 2017.1.25 初期作成 N.Ishii
* 2017.2.22 ソフトVUP（TEST→　TEST_2）
* �@　表示チラツキ大幅に減らした。
* �A　1秒割込みにより、タイムスケジュール
*****************************************************************************/
#include "p24FJ64GA002.h"
#include "stdio.h"
#include "colorlcd_libdsPICVH.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 (Fosc=32MHz)
_CONFIG2(
		IESO_OFF	// ２速度スタートアップ：無効
	&	FNOSC_FRCPLL	// 8MHz Internal RC oscillator, 4x PLL-> 8MHzx4=32MHz
	&	FCKSM_CSDCMD	// クロック切り替え・クロックモニタ：供に無効
	&	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 HIST_MAX  151		// 履歴ポイント：151max 170121

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

#define PLOT_INTERVAL_SW PORTBbits.RB0	// SW2：電源ON時のみ読込み→　プロット間隔設定用でレベルセンス
#define HOLD_SW PORTBbits.RB1		// SW1：更新待機期間のみ読込み→　ホールドON/OFF用でエッジセンス割込み

#define LED LATAbits.LATA3

//// リングバッファ用
/// 温度
char temp_hist[HIST_MAX];	// temp_hist[151]：温度値データ履歴バッファ
int temp_hist_head = 0;
int temp_hist_full = 1;

/// 湿度
char humi_hist[HIST_MAX];	// humi_hist[151]：湿度値データ履歴バッファ
int humi_hist_head = 0;
int humi_hist_full = 1;

/// 気圧
int pres_hist[HIST_MAX];	// pres_hist[151]：気圧値データ履歴バッファ
int pres_hist_head = 0;
int pres_hist_full = 1;

int graph_count;
int GraphLoopMax;

// 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

char HOLD_ON_flag = 0;
char hold_status = 0;
char EndFlag = 0;

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

void print_axis(void);
void print_graph(unsigned short, unsigned short, unsigned short);

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

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

void add_pres(int);
int get_pres(int, int *);

void main(void)
{
     int  ans1,ans2 ;

     //// 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SW、ホールドSW入力、他（QVGAポート）は出力
                            // RB2 is SDA2 (Hi), RB3 is SCL2 (Hi)

     TRISA = 0x000F;		// RA4(LCD_RST/) is Out, Other is Input

     /// Set Pull Up
     CNPU1 = 0x0030;	// Pull Up Port is RB0(SW2), RB1(SW1)

     //  Set Switch Change Notification Interrupts
     CNEN1 = 0x0020;   // Valid SW2：CN5/RB1
     IPC4bits.CNIP = 5;

     /// Initialize I2C2
     I2C2BRG = 0x9E;	// 100kHz
     I2C2CON = 0x8000;	// Enable I2C2

     TRISAbits.TRISA3= 0;	// 緑LED：デバッグ用
     LED = 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_Clear(BLACK);

     lcd_Str(0, 0, "Start Test_2", CYAN, BLACK);
     delay_ms(1000);

     lcd_Clear(BLACK);

     //// 固定値表示
     /// 単位
     lcd_Str(3, 7, "ﾟC", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(4, 11, "%", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(4, 1, "hPa", WHITE, BLACK);

     //// 目盛値表示
     /// 湿度
     lcd_Str(21, 16, "0", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 13, "50", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 10, "100", WHITE, BLACK);

     /// 温度
     lcd_Str(21, 9, "0", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 8, "20", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 6, "50", WHITE, BLACK);

     /// 気圧
     lcd_Str(21, 5, "960", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 2, "1000", WHITE, BLACK);
     lcd_Str(21, 0, "1040", WHITE, BLACK);

     //// プロット間隔設定SW読込みと、時間軸レンジ表示
     if(PLOT_INTERVAL_SW) {
          graph_count= 60;
          GraphLoopMax= 60;
          lcd_Str(0, 16, "30min/D", WHITE, BLACK);
     }
     else {
          graph_count=600;
          GraphLoopMax= 600;
          lcd_Str(0, 16, "5h/D  ", WHITE, BLACK);
     }

     /// 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)) {
          /// タイマ１の初期設:T1= 1/(Fcy/(PR1+1))= 1/((16000000/256)/62499+1)= 1Sec (PS=1/256)
          PR1 = 62499;

          IPC0bits.T1IP = 5;			// Interrupt Priority Level 5
          T1CON = 0b0000000000110000;		// Inittalize T1（未だタイマーoff）

          IFS0bits.T1IF = 0;
          IEC0bits.T1IE = 1;			// T1割込み許可

          /// T1 ON
          T1CONbits.TON= 1;  // データレートが1Hzなので１秒後から開始する

     } else {
	  lcd_Str(0, 0, "Init NG", CYAN, BLACK);
	  while(1) ;          // プログラム終了
     }

     while(1) {
          if(EndFlag) {	// 割込み処理終了
               EndFlag= 0;
               IEC1bits.CNIE = 1; // SW割込み許可 この期間のみ割込み許可

               print_axis();                            // グラフの座標軸を表示
               print_graph(MAGENTA, CYAN, YELLOW);      // 温度値履歴グラフを表示

               /// Cheack HOLD SW Status
               while (HOLD_ON_flag) {
                    hold_status = 1;                    // １秒更新待ち期間に、HOLD SWが押されたら、再度押されるまでホールド維持
                    IEC0bits.T1IE = 0;			// T1割込み禁止
               }
               hold_status = 0;		// 再度押されたらホールド解除
               IEC1bits.CNIE = 0;       // SW割込み禁止
               IEC0bits.T1IE = 1;       // T1割込み許可
          }
     }
}

/******************************************************
* タイマ１割り込み処理関数
* 1秒周期：
********************************************************/
void __attribute__ ((interrupt, no_auto_psv)) _T1Interrupt(void)
{
     char buf[7];

     IFS0bits.T1IF = 0;	// 割り込みフラグクリア

//     LED = !LED;    

     /// 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_Str(0, 6, "      ", WHITE, BLACK);		// 更新前の数値表示（最大6文字分）をクリアしてから、更新表示
     lcd_Str(0, 6, buf, WHITE, BLACK);	// 温度(℃)の表示

     sprintf((char *)buf,"%.2f",Humi);
     lcd_Str(0, 10, "      ", WHITE, BLACK);		// 更新前の数値表示（最大6文字分）をクリアしてから、更新表示
     lcd_Str(0, 10, buf, WHITE, BLACK);               // 温度(%)の表示

     /// 気圧センサーから、気圧値を読出し、液晶表示する。
     PressureRead() ;   // 結果は、Press（フロート型）に格納されている

     sprintf((char *)buf,"%.2f",Press);
     lcd_Str(0, 0, "       ", WHITE, BLACK);		// 更新前の数値表示（最大7文字分）をクリアしてから、更新表示
     lcd_Str(0, 0,buf, WHITE, BLACK);               // 気圧(hPa)の表示

      print_graph(BLACK, BLACK, BLACK);	// 過去の履歴ラインを消す

      //// 1分又は、10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 >= GraphLoopMax) {
          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);

          ///　気圧データをリングバッファに格納
          add_pres((int)Press);
      }

      EndFlag= 1;
}

/***********************************************
* Switch Change Notification Interrupts
************************************************/
void __attribute__((interrupt, no_auto_psv)) _CNInterrupt(void)
{
     delay_ms(10);

     if (!hold_status) {	// hold_status -> 0: RUN
          if (!HOLD_SW) HOLD_ON_flag = 1;
     }
     else {	// hold_status -> 1: HOLD_ON Loop
          if (!HOLD_SW) HOLD_ON_flag = 0;
     }

     IFS1bits.CNIF = 0;      // Clear CN Interrupt Flag
}

/*******************************************************************************
*  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) ;// ℃
*/
}

/**************************
* グラフの座標軸表示
***************************/
void print_axis(void)
{
     int i;

     //// X、Y座標軸表示
     /// 湿度座標：0〜100% 10%刻み／　時間軸は、30分刻みで、開始点0分〜　150分後まで
     for(i=99; i<= 249; i+=30) lcd_Line(i, 0, i, 100, BROWN);	// X axis（時間軸：x座標が変化）
     for(i=0; i<= 100; i+=10) lcd_Line(99, i, 249, i, BROWN);	// Y axis（横線：y座標が変化）

     /// 温度座標：0〜50℃ 10℃刻み
     for(i=99; i<= 249; i+=30) lcd_Line(i, 102, i, 152, BROWN);	// X axis（時間軸：x座標が変化）
     for(i=102; i<= 152; i+=10) lcd_Line(99, i, 249, i, BROWN);	// Y axis（横線：y座標が変化）

     /// 気圧座標：960〜1040hPa 10hPa刻み
     for(i=99; i<= 249; i+=30) lcd_Line(i, 154, i, 234, BROWN);	// X axis（時間軸：x座標が変化）
     for(i=154; i<= 234; i+=10) lcd_Line(99, i, 249, i, BROWN);	// Y axis（横線：y座標が変化）
}

/******************************************
* 温湿度値履歴グラフを表示
*******************************************/
void print_graph(unsigned short T_Color, unsigned short H_Color, unsigned short P_Color)
{
     char temp_hist_val;
     char humi_hist_val;
     int pres_hist_val;

     int	temp, humi, pres, 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;

          if((temp >= 0) && (temp <= 50)) {		// 通常処理
               lcd_Pixel(249 - col, 137-temp ,T_Color);	// x=249の位置（右端Y座標軸上）から、プロット:170121
          }
          else {
               if(temp > 50) {				// 50℃を超えたら、リミット処理
                    lcd_Pixel(249 - col, 87 ,T_Color);
               }
               else if(temp < 0) {			// 0℃を下回ったら、リミット処理
                    lcd_Pixel(249 - col, 137 ,T_Color);
               }
          }

          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;

          if(humi <= 100) {		// 通常処理
               lcd_Pixel(249 - col, 239-humi ,H_Color);	// x=248の位置から、プロット
          }
          else {			// 100%を超えたら、リミット処理
               lcd_Pixel(249 - col, 139 ,H_Color);
          }

          if (p < 0)
               break;
          ++col;
     }

     p = -1;
     col = 0;

     /// 気圧値履歴グラフを表示
     while ((p = get_pres(p, &pres_hist_val)) != GET_EMPTY) {
          pres = pres_hist_val;

          if((pres >= 960) && (pres <= 1045)) {		// 通常処理
               lcd_Pixel(249 - col, 85-(pres-960) ,P_Color);	// x=248の位置から、プロット
          }
          else {
               if(pres > 1040) {				// 1040hPaを超えたら、リミット処理
                    lcd_Pixel(249 - col, 5 ,P_Color);
               }
               else if(pres < 960) {			// 960hPaを下回ったら、リミット処理
                    lcd_Pixel(249 - col, 85 ,P_Color);
               }
          }

          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[149]まで（つまり、HIST_MAX=150）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[149]まで（つまり、TEMP_HIST_MAX=150）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
	}
}

/****************************************************
* 気圧データをリングバッファに格納
*****************************************************/
void add_pres(int pr)
{
	pres_hist[pres_hist_head] = pr;	// 気圧データ履歴バッファ（pres_hist[0]から順）に、気圧値を格納

	++pres_hist_head;				// バッファアドレスをインクリメント
	if (pres_hist_head >= HIST_MAX) {	// pres_hist[149]まで（つまり、PRES_HIST_MAX=150）格納したら
		pres_hist_full = 1;					// fullフラグをセットし、
		pres_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;
	}
}

/****************************************************
* リングバッファから気圧データを取得
*****************************************************/
int get_pres(int p, int *pr)
{
	int i;

	if (!pres_hist_full && (pres_hist_head == 0)) {
		*pr = 0;
		return GET_EMPTY;
	}

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

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

	*pr = pres_hist[i];

	if (pres_hist_full) {
		if (i == pres_hist_head)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	} else {
		if (i == 0)
			return GET_NONEXT;
		else
			return i;
	}
}