/******************************************************************
* ECG_Scope_V4 プログラム
*
* 2.4インチ・カラーQVGA液晶モジュール（aitendo）: UL024TF互換品
*
* Condition:
* 8MHz External X'tal Oscillator, 10x PLL (8MHzx10= 80MHz)
* Fcy=80MHz/2=40MHz, Tcy=25ns
*
* MPU: dsPIC33FJ64GP802 
*
* N.Ishii   2017.8.5
*********************************************************************/
#include "p33FJ64GP802.h"
#include "colorlcd_libdsPICVH.h"

/// コンフィギュレーション設定  80MH
_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 LED LATBbits.LATB4
#define HOLD_SW PORTBbits.RB3
#define READY_SW PORTBbits.RB2
#define TRIG_MODE_SW PORTAbits.RA1

#define TRIG_LEVEL_SW PORTBbits.RB1
#define SAMPLE_TIME_SW PORTBbits.RB0

#define nFIFO 32

/// メッセージ・テーブル
char MsgData1[] = "xxxbpm";
char MsgData2[] = "n= xxxx";
char MsgData3[] = "x= xxx";
char MsgData4[] = "p= xxx";

/// 移動平均フィルタ関係
char cnt, ptr;
int ave, Din, sum, FIFO[nFIFO];

unsigned int WAVbuffer[512];

int POT;
int Index;

char EndFlag;
char HOLD_ON_flag = 0;
char hold_status = 0;
char READY_flag = 0;
char ready_status = 0;
char sample_cnt;

///　Function Prottypes
void Oscillo(void);
void AxisDraw(void);
void DispMeas(void);
void Single_trigger_mode(void);
void Oscillo_single_trigger(void);
void itostring(char digit, unsigned int data, char *buffer);	// 170729

/************************************************
*  スイッチ割り込み処理
************************************************/
void __attribute__((interrupt, no_auto_psv)) _CNInterrupt(void)
{
	IFS1bits.CNIF = 0;	// 割り込みフラグクリア

	delay_ms(20);		// スイッチ安定待ち→　アクティブ時

	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;
		}
	}

	if (ready_status) {
		if (!READY_SW) READY_flag = 1;
	}
	delay_ms(10);		// スイッチ安定待ち→　リリース時

}

/********************************************************************
* T3同期のADC割込み関数
* 0.625mS周期：移動平均フィルタ処理＋10mS周期：波形BUFへの格納処理
*********************************************************************/
void __attribute__((interrupt, auto_psv)) _ADC1Interrupt(void)
{

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

	Din= ADC1BUF0 >> 2;	// 10bitの値に変換して格納

	/// 移動平均フィルタ処理：0.625mS周期
	sum= sum - FIFO[ptr] + Din;	// 変化成分だけを使って移動平均を計算する。
	ave= sum/nFIFO;

	FIFO[ptr]= Din;			// FIFOに、データを格納する。

	ptr++;				// FIFOポインタ更新
	if (ptr == nFIFO) ptr=0;	// FIFOの深さ（32ワード）を超えたら、ポインタをクリア

	cnt++;

	if (!SAMPLE_TIME_SW) sample_cnt= 8;	// 250mS/D時：0.625*8=5mS周期：波形BUFへの格納処理
	else sample_cnt= 16;		// 500mS/D時：0.625*16=10mS周期：波形BUFへの格納処理

	if (cnt == sample_cnt) {
		cnt= 0;

		WAVbuffer[Index++] = ave;

		if (Index >= 512) {		// Buffer Full ?
			T3CONbits.TON= 0;	// T3 OFF
			EndFlag = 1;
		}
	}

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

/************************************************
* Function Main 
************************************************/
void main(void)
{
	char i;

	/// Initialize Clock
	CLKDIVbits.PLLPRE= 0;				// PLLPRE=1/2 to 4MHz
	PLLFBDbits.PLLDIV= 40;				// PLLDIV=1/40 to 160MHz
	CLKDIVbits.PLLPOST= 0;				// PLLPOST=1/2 to 80MHz then 40MIPS

	/// 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= 0xFFFE;		// AN0 are Analog（他は、デジタルピンとして使用）

	TRISA= 0x000F;			// RAO=AN0 IN, RA1=SW IN, RA2,3= X'TAL IN, RA4=RST OUT
	TRISB= 0x000F;			// RB4=LED OUT, RB5-15=QVGA OUT（RSTはRA4）, RB0-3=SW IN

	LED= 0; // LED OFF

	/// 状態変化割込み設定
	CNPU1= 0x00F8;			// CN3-7（RA1,RB0-3） 内部プルアップに指定
	CNEN1= 0x00C0;			// CN6-7（RB2,3） 状態変化割り込み有効

//	IEC1bits.CNIE = 1;	// 状態変化割り込み許可→　ここでは未だ禁止

	///  Initialize GLCD
	lcd_Init();
	lcd_Clear(BLACK);	// クリア
	lcd_Str(0, 0, "ECG Scope V4", CYAN, BLACK);

	delay_ms(1000);

	/// 移動平均フィルタ初期化
	cnt= ptr= sum= 0;
	for(i= 0; i < nFIFO; i++) FIFO[i]= 0;

	/// 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 x PS<1:0> x (PR3+1)= 0.025u x 1 x 25000= 0.625mS周期（50Hzの1周期を、32サンプル）これが、ADサンプル周波数になる。
	T3CON= 0x0000;		// T3_OFF, T3_GATE_OFF, T3_PS_1_1, T3_SOURCE_INT
	PR3= 24999;           // タイマーのカウント値を設定

	lcd_Clear(BLACK);	// 最初だけ、全画面クリアを行う

	/// enable interrupt
	IEC0bits.AD1IE= 1;	// Enable ADC INT
//	T3CONbits.TON= 1;	// T3ON-> ADC Start→　ここでは未だ開始しない


	/// Main Loop
	while(1){
		/// Draw a Graph of Input Wave Data
		Index= 0;
		EndFlag= 0;		// Clear End of Convertion Flag

		if (TRIG_MODE_SW) {	// Trigger is AUTO Mode
			if (TRIG_LEVEL_SW) POT= 820;	// 2.4V相当（但し、Vref= 3V計算）
			else POT= 512;	// 1.5V相当

			LED= 0;		// Ready LED OFF
			READY_flag= 0;
			ready_status= 0;

			IEC1bits.CNIE= 0;	// AD変換中は、SW割込み禁止
			T3CONbits.TON= 1;	// T3ON-> ADC Start

			while(!EndFlag);	// EOC待ち
						// バッファリング終了で抜ける（この時、T3OFFにしてる）

			IEC1bits.CNIE= 1;	// 変換終了後に、SW割込み許可→　こうしないと、バッファフルの途中でSW割込みが入り
						// 正しい波形をホールド出来ない場合がある。

			Oscillo();		// Disp. Oscillo
			EndFlag = 0;
			Index = 0;
		}
		else Single_trigger_mode();
	}
}

/******************************************
*  Drawing Coordinate Axis
*******************************************/
void AxisDraw(void){
	int i;

	/// Singleモードの時のみ、以下を実行：シングル時に、前の波形が残る多重ホールド波形表示をさせない対策
	if (!TRIG_MODE_SW) lcd_Clear(BLACK);

	lcd_Line(0, 0, 0, 231, BROWN);	// Y axis：左端ライン
	for(i=50; i<319; i+=50)	lcd_Line(i, 13, i, 231, BROWN);	// Y axis：残6本分のライン
	for(i=0; i<239; i+=58)	lcd_Line(0, i, 319, i, BROWN);	// X axis
}

/*******************************************
* 計測条件表示関数
********************************************/
void DispMeas(void){
	if (!SAMPLE_TIME_SW) lcd_Str(19,16,"250mS/D", CYAN, BLACK);
	else lcd_Str(19,16,"500mS/D", CYAN, BLACK);
}

/*******************************************************
*  Disp. Oscillo (Disp. Save Buffer Data)
*  Detect Trigger-> Disp. 320Data from this Position
*  Not Detect Trigger-> Disp. 320Data from Top Position
*  ＋心拍数表示
********************************************************/
void Oscillo(void){
	int i,x, Point;

	unsigned int bpm, n;

	char non_det_flag;

	AxisDraw();			// 座標表示（この中では、全画面クリアはしない）
	DispMeas();			// 計測条件読込み表示処理

	Point = -1;			// 最初のデータ

	/// トリガチェック（今回は、立上りトリガのみ）
	for(x=0; x<190; x++){
		if((WAVbuffer[x] < POT) && (WAVbuffer[x+5] >= POT)){
			Point = x;
			continue;
		}
	}

	/// トリガ成立、その位置から波形表示
	if(Point != -1){
		for(i=1; i<=320; i++) {
			lcd_Line(i, WAVbuffer[i+Point-1]*5/22, i, WAVbuffer[i+Point]*5/22, MAGENTA);
		}

		n= 1;	// 最初のトリガ検知の、サンプル位置初期化（1回目）

		/// 最初のトリガ検知以降、次のトリガ点検知を実施（2回目のトリガ検知で抜け出す）
		x= Point+1;	// 次の比較元ポインタにするためインクリメント

		non_det_flag= 0;	// 未検知フラグ・リセット
		while(!((WAVbuffer[x] < POT) && (WAVbuffer[x+5] >= POT))){
			x++;

			if(x == 380) {	// x= 189maxで最初のトリガが検知された場合は、ここから2回目のトリガ検知回数を190とするため380とする。
				non_det_flag= 1;	// 最大トライ回数実施しても未検知の場合、フラグ・セット
				break;
			}
			else n++;
		}

		/// 次のトリガ点を検知したら、心拍数を表示（整数計算）
		if (!SAMPLE_TIME_SW) bpm= 60000/(5 * n);	// 60秒x1000/(0.005秒x1000) x n
		else bpm= 6000/n;			// 60秒x100/(0.01秒x100) x n

		// 2回目の検知成立かつ、2回目検知が、1サンプル分の時間で起きなかった場合のみ心拍数表示
		// 通常は、1サンプル分の時間で検知されることはないが、ノイズの影響で起きることがあったので
		// （この時6000 bpm表示が正解だが、3桁表示としているので、0bpmとなる）これを避けるために条件に追加した
		if((!non_det_flag) && (x != 190)) {
			itostring(3, bpm, MsgData1);
			lcd_Char(1, 16, 0x8F, RED, BLACK);	// ハートキャラクタ表示
			lcd_Str(2, 16, MsgData1, WHITE, BLACK);	// 心拍数表示
		}
		else lcd_Str(1, 16, "       ", BLACK, BLACK);	// トリガ不成立の場合は、心拍数表示領域をクリア

		/// 指定色で、サンプルデータを0.05秒間表示後、波形のみをクリア（黒で描画）
		delay_ms(50);

		// 波形表示中に、Hold SWが押されたら、画面をホールド→　もう一度、Hold SWを押すと解除
		while (HOLD_ON_flag) {
			hold_status = 1;
		}
		hold_status = 0;

		// 波形のみをクリア（黒で描画）
		for(i=1; i<=320; i++) {
			lcd_Line(i, WAVbuffer[i+Point-1]*5/22, i, WAVbuffer[i+Point]*5/22, BLACK);
		}

		// 波形のみをクリアすると、波形線と座標線が交差した座標線の一部が途切れるので、再度座標描画する。
		AxisDraw();
	}
	/// トリガ不成立、最初から表示する
	else {
		for(i=1; i<=320; i++){
			lcd_Line(i, WAVbuffer[i-1]*5/22, i, WAVbuffer[i]*5/22, MAGENTA);
		}

		lcd_Str(1, 16, "       ", BLACK, BLACK);	// トリガ不成立の場合は、心拍数表示領域をクリア

		/// 指定色で、サンプルデータを0.05秒間表示後、波形のみをクリア（黒で描画）
		delay_ms(50);

		while (HOLD_ON_flag) {
			hold_status = 1;
		}
		hold_status = 0;

		for(i=1; i<=320; i++){
			lcd_Line(i, WAVbuffer[i-1]*5/22, i, WAVbuffer[i]*5/22, BLACK);
		}

		AxisDraw();
	}
}

/******************************************************
* Disp. Oscillo and Cheack trigger for Single mode
* ＋心拍数表示
*******************************************************/
void Oscillo_single_trigger(void){
	int i,x, Point;
	unsigned char bpm, n;

	char non_det_flag;

	Point = -1;					// 最初のデータ

	/// トリガチェック（今回は、立上りトリガのみ）
	for(x=0; x<190; x++){
		if((WAVbuffer[x] < POT) && (WAVbuffer[x+5] >= POT)){
			Point = x;
			continue;
		}
	}

	/// トリガ成立、その位置から波形表示
	if(Point != -1){
		LED = 0;	// Ready LED OFF

		AxisDraw();

		for(i=1; i<=320; i++) {
			lcd_Line(i, WAVbuffer[i+Point-1]*5/22, i, WAVbuffer[i+Point]*5/22, MAGENTA);
		}
		
		READY_flag = 0;

		n= 1;	// 最初のトリガ検知の、サンプル位置初期化（1回目）

		/// 最初のトリガ検知以降、次のトリガ点検知を実施（2回目のトリガ検知で抜け出す）
		x= Point+1;	// 次の比較元ポインタにするためインクリメント

		non_det_flag= 0;	// 未検知フラグ・リセット
		while(!((WAVbuffer[x] < POT) && (WAVbuffer[x+5] >= POT))){
			x++;

			if(x == 380) {	// x= 189maxで最初のトリガが検知された場合は、ここから2回目のトリガ検知回数を190とするため380とする。
				non_det_flag= 1;	// 最大トライ回数実施しても未検知の場合、フラグ・セット
				break;
			}
			else n++;
		}

		/// 次のトリガ点を検知したら、心拍数を表示（整数計算）
		if (!SAMPLE_TIME_SW) bpm= 60000/(5 * n);	// 60秒x1000/(0.005秒x1000) x n
		else bpm= 6000/n;			// 60秒x100/(0.01秒x100) x n

		// 2回目の検知成立かつ、2回目検知が、1サンプル分の時間で起きなかった場合のみ心拍数表示
		// 通常は、1サンプル分の時間で検知されることはないが、ノイズの影響で起きることがあったので
		// （この時6000 bpm表示が正解だが、3桁表示としているので、0bpmとなる）これを避けるために条件に追加した
		if((!non_det_flag) && (x != 190)) {
			itostring(3, bpm, MsgData1);
			lcd_Char(1, 16, 0x8F, RED, BLACK);	// ハートキャラクタ表示
			lcd_Str(2, 16, MsgData1, WHITE, BLACK);	// 心拍数表示
		}
		else lcd_Str(1, 16, "       ", BLACK, BLACK);	// トリガ不成立の場合は、心拍数表示領域をクリア
	}

	/// トリガ不成立、Retry sample
}

/*********************************************
* Single_trigger_mode
**********************************************/
void Single_trigger_mode(void)
{
	IEC1bits.CNIE= 1;	// SW割込み許可
//	T3CONbits.TON= 1;	// T3ON-> ADC Start

	DispMeas();		// 計測条件読込み表示処理

	/// READY SW ON 待ちループ
	while ((!READY_flag) && (!TRIG_MODE_SW)) {
		ready_status = 1;
	}

	delay_ms(50);	// SINGLEから、AUTOトリガに切替えた瞬間のチャッタ防止のための待ち（チャッタで誤判断し
			// 1度、信号入力状態（READY LED点灯→ADC開始）になるのを防ぐための待ち）
			// BNC入力に信号が有る状態で、誤動作すると、AUTOに戻った時に、ホールドされた波形が変に残ることがあった。

	if (!TRIG_MODE_SW) {
		ready_status = 0;
		LED = 1;	// Ready LED ON

		T3CONbits.TON= 1;	// T3ON-> ADC Start

		while(!EndFlag);

		Oscillo_single_trigger();
	}
	else lcd_Clear(BLACK);
}

/*****************************************
*   数値から文字列に変換
*****************************************/
void itostring(char digit, unsigned int data, char *buffer)
{
	char i;

	buffer += digit;			//文字列の最後
	for(i=digit; i>0; i--) {		//最下位桁から上位へ
		buffer--;			//ポインター１
		*buffer = (data % 10) + '0';	//その桁数値を文字にして格納
		data = data / 10;		//桁-1
	}

	/// ブランキング処理
	i = 0;

	while((i < digit-1)&&(*buffer == '0'))		// 上位桁が0の間
	{
		*buffer = ' ';				// ブランクに変換
		buffer++;
		i++;
	}
}