; Автор:	shilow@ukr.net
; Дата:		июнь 2015
; Название:	avm
; Версия:	4
; Имя файла: 	avm.asm, avm.spl7, avm.lay6
; Для AVR:	ATtiny24A
; Тактовая частота: 8MHz, внутренний RC-генератор
; Выполняемые функции: Автомобильный вольтемтр
; см. ReadMe.txt

;******************************
; инклуды
.nolist
.include "tn24Adef.inc"
.list

;******************************
; определения
.def job0	= r0
.def job1	= r1
.def job2	= r2
.def job3	= r3
.def LED1	= r4
.def LED2	= r5
.def LED3	= r6
.def LED4	= r7
; r8
; r9
; r10
; r11
; r12
; r13
.def msrL	= r14	; результат измерений
.def msrH	= r15
.def temp	= r16	; рабочая переменная
.def tmp1	= r17
.def cnt1	= r18	; рабочий счётчик, счётчик циклов АЦП
.def cnt2	= r19	; счётчик циклов Led_Out
.def LEDN	= r20
.def mIdx	= r21	; индекс буфера измерений
; r22
;.def = r23	;
;.def = r24	;
.def flags	= r25
; r26 XL OUT_NIBBL
; r27 XH
; r28 YL вывод на ндикатор
; r29 YH
; r30 ZL OUT_NIBBL, BIN2BCD, mBuffer
; r31 ZH
;******************************
; константы
.equ AtBCD0	= 0	;address of job0
.equ AtBCD2	= 2	;address of job2
.equ AtLED1	= 4	;address of LED1
.equ MEASURE	= 7	; 7bit of flags -- пора мерять
.equ NEED_DOT	= 6	; 6bit of flags -- нужна точка
.equ DISP_PORT	= PORTA
.equ DISP_DDR	= DDRA
.equ LA1	= 4
.equ LA2	= 5
.equ LA3	= 6
.equ LA4	= 7
.equ IND_LA	= (1<<LA1)|(1<<LA2)|(1<<LA3)|(1<<LA4)
.equ FIRST_LED	= 0b11101111
.equ SER_PORT	= PORTB
.equ SER_DDR	= DDRB
.equ SCK	= 0
.equ DATA	= 1
.equ LOCK	= 2
.equ T1DIVL	= 0x8F
.equ T1DIVH	= 0xFD	; 0x10000-8MHz/64/200Hz
;.equ T0DIV	= 0x83	; 0x100-8MHz/256/250Hz
.equ VREF	= 4989	; опорное напряжение, миливольты
.equ SPH	= 0x3e
.equ DOT_BIT	= 5	; bit5 -- точка
.equ BuffShift	= 4	; сколько раз сдвинуть вправо сумму буфера для усреднения
.equ mBuffSize	= 8	; ёмкось буфера измерений

;******************************
; макросы
; сохраняем в стек SREG и R16
.MACRO PUSHF
	PUSH	R16
	IN	R16,SREG
	PUSH	R16
.ENDM

; восстанавливаем из стека SREG и R16
.MACRO POPF
	POP	R16
	OUT	SREG,R16
	POP	R16
.ENDM

;******************************
; ячейки в СОЗУ
.DSEG
.ORG	SRAM_START
mBuffer:	.byte 2*mBuffSize	; буфер измерений
;Display:	.byte 4 ; 4 байта для индикатора

;******************************
; константы в EEPROM
;.ESEG
;smpl1:		.DW	0x0000	; sample 1
;smpl2:		.DB	0x05	; sample 2

;******************************
; память программ
.CSEG
.ORG 0
;******************************
; Таблица векторов прерываний
	rjmp	RESET		; Reset Handler
	reti;jmp	INT0		; IRQ0 Handler
	reti;jmp	PCINT0		; PCINT0 Handler
	reti;jmp	PCINT1		; PCINT1 Handler
	reti;jmp	WDT		; Watchdog Interrupt Handler
	reti;jmp	TIM1_CAPT	; Timer1 Capture Handler
	reti;jmp	TIM1_COMPA	; Timer1 Compare A Handler
	reti;jmp	TIM1_COMPB	; Timer1 Compare B Handler
	rjmp	TIM1_OVF	; Timer1 Overflow Handler
	reti;jmp	TIM0_COMPA	; Timer0 Compare A Handler
	reti;jmp	TIM0_COMPB	; Timer0 Compare B Handler
	reti;rjmp	TIM0_OVF	; Timer0 Overflow Handler
	reti;jmp	ANA_COMP	; Analog Comparator Handler
	rjmp	ADCC		; ADC Conversion Handler
;	rjmp	EE_RDY		; EEPROM Ready Handler
;	rjmp	USI_STR		; USI STart Handler
;	rjmp	USI_OVF		; USI Overflow Handler

;******************************
;;;;; Первичная инициализация
RESET:
	ldi	temp,high(RAMEND); Main program start
	out	SPH,temp
	ldi	temp,low(RAMEND)
	out	SPL,temp; Set Stack Pointer to top of RAM

;;; выкл. аналог, компаратор
	ldi	temp,1<<ACD
	out	ACSR,temp

;;; настроим АЦП. опора - Vcc, канал 1, 62.5 kHz
	ldi	temp,1<<MUX0
	out	ADMUX,temp
	ldi	temp,(1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0)
	out	ADCSRA,temp
	ldi	temp,(1<<ADC1D)
	out	DIDR0,temp

;;; таймер0 интервалы в 4 мсек (250 Hz). прескалер = 256
;	ldi	temp,(1<<CS02)
;	out	TCCR0B,temp
;	ldi	temp,T0DIV
;	out	TCNT0,temp	; запустили таймер
; прерывания от таймеров
;	ldi	temp,(1<<TOIE0)
;	out	TIMSK0,temp	; разрешим прерывание по переполнению

;; timer1 - частота 200 гц, при тактовой 8МГц, прескалер=64
	ldi	temp,(3<<CS10)
	out	TCCR1B,temp
	ldi	temp,T1DIVH
	out	TCNT1H,temp
	ldi	temp,T1DIVL
	out	TCNT1L,temp	; запустили таймер 1
; разрешаем прерывание от таймера
	ldi	temp,1<<TOIE1
	out	TIMSK1,temp

;;; init
	ldi	LEDN,FIRST_LED	; первый индикатор
	ldi	temp,IND_LA
	out	DISP_DDR,temp
	out	DISP_PORT,temp
	ldi	temp,(1<<SCK)|(1<<DATA)|(1<<LOCK)
	out	SER_DDR,temp
	clr	YH
	ldi	YL,AtLED1	; загружаем адрес 1-го индикатора
	ldi	temp,0x30
	mov	LED1,temp
	mov	LED2,temp
	mov	LED3,temp
	mov	LED4,temp

;;; Enable interrupts
	sei
;******************************
;;;;; Основная программа
BEGIN:

;;; Подготовимся к новым измерениям
	clr	msrL
	clr	msrH		; очистили хранилище результата
	ldi	cnt1,64		; загрузили счётчик измерений
	sbi	ADCSRA,ADIE	; разрешаем прерывания от АЦП

;;; Конец цикла, в начале :-)
MAIN_END:
	rcall	WAIT_IRQ

;;; Если при выходе из прерывания стоит флаг -- запускаем измерения
	sbrs	flags,MEASURE	; пора мерять?
	rjmp	CHECK_MEASURE	; если нет -- идём дальше
	cbr	flags,1<<MEASURE ; сбросим флаг

;;; запускаем новый цикл измерений
START_MEASURE:
	sbi	ADCSRA,ADSC	; запуск нов. преобразования
	rjmp	MAIN_END	; и спим дальше

;;; Если нет флага, значит прерывание было от АЦП
CHECK_MEASURE:
	tst	cnt1		; закончили измерения?
	brne	MAIN_END	; если нет -- спим дальше

;; закончили, отключим прерывания
	cbi	ADCSRA,ADIE

;;; Здесь происходят все преобразования
ML1:
;; у нас 64 измерения, оверсэмплинг. пока делим на 8
	lsr	msrH
	ror	msrL
	lsr	msrH
	ror	msrL
	lsr	msrH
	ror	msrL
	; поделили результат на 2^3

;; сохраняем текущий результат в кольцевой буфер
	ldi	ZL,low(mBuffer)
	ldi	ZH,0
	mov	temp,mIdx
	lsl	temp
	add	ZL,temp
	st	Z+,msrL
	st	Z,msrH
	inc	mIdx
	cpi	mIdx,mBuffSize
	brlo	ML2
	clr	mIdx

;; берём среднее за mBuffSize измерений
ML2:	ldi	ZL,low(mBuffer)
	clr	ZH
	clr	msrH
	clr	msrL
	clr	cnt1
ML2a:	ld	temp,Z+
	add	msrL,temp
	ld	temp,Z+
	adc	msrH,temp
	inc	cnt1
	cpi	cnt1,mBuffSize
	brlo	ML2a
	; закончили суммировать, делим на 8
	lsr	msrH
	ror	msrL
	lsr	msrH
	ror	msrL
	lsr	msrH
	ror	msrL

;; теперь нужно умножить на Vref и поделить на 8192 -- получим миливольты на входе АЦП
;; а затем умножить на 4, чтобы получить напряжение на входе делителя.
;; т.е. делим на 2048
;; Но... результат умножения - 4 байта, мы получим только три старших, т.е. на 256 уже
;; поделено, остаётся доделить на 8 и получим 2 байта результата.
	ldi	temp,low(VREF)
	ldi	tmp1,high(VREF)
	rcall	MPY16U
	lsr	job2
	ror	job1
	ror	job0
	lsr	job2
	ror	job1
	ror	job0
	lsr	job2
	ror	job1
	ror	job0

;; в реале нужно будет множить например на 400 и делить на 100 -- под реальный делитель.
; тут можно добавить коррекцию усиления.

; сейчас текущий результат измерний в job1:job0. Перенесём в msr
	mov	msrH,job1
	mov	msrL,job0
; наш результат, это по сути среднее за 64 измерения, в миливольтах, по входу.

;;; преобразуем msr в десятичный вид и положим в буфер индикатора
	rcall	bin2BCD16
	; 5 значащих цифр в job2:job1:job0
	ldi	XL,AtLED1
	clr	XH
;; первый, старший разряд -- десятки вольт, младший нибл job2
	mov	temp,job2
	; проверим на ведущий 0
	andi	temp,0x0F	; отсекаем ст ниббл
	tst	temp
	brne	MakeDigit3
	ldi	temp,0xFF	; код пустого индикатора
	st	X+,temp
	rjmp	MakeDigit2
MakeDigit3:
	rcall	OUT_NIBBL	; ниббл 3, десятки
;; второй разряд -- единицы вольт, старший нибл job1
MakeDigit2:
	mov	temp,job1
	swap	temp
	sbr	flags,1<<NEED_DOT
	rcall	OUT_NIBBL
	cbr	flags,1<<NEED_DOT
;; третий разряд -- десятые вольта, младший нибл job1
	mov	temp,job1
	rcall	OUT_NIBBL
;; четвёртый разряд -- сотые вольта, старший нибл job0
	mov	temp,job0
	swap	temp
	rcall	OUT_NIBBL

;;; и на новый виток
	rjmp	BEGIN


;******************************
;;;;; Подпрограммы

;******************************
; делать нечего - поспим... ждём любое прерывание
WAIT_IRQ:
	ldi	temp,1<<SE
	out	MCUCR,temp	; простой режим сна
	sleep			; спим.
	clr	temp
	out	MCUCR,temp	; со сна
	ret

;******************************
;** переводим младший ниббл temp в код для 7-сгм инд и кладём его в озу по адр X
OUT_NIBBL:
	ldi	ZL,low(LEDnd*2)
	ldi	ZH,high(LEDnd*2); адрес кодов для индикатора
	andi	temp,0x0F	; отсекаем ст ниббл. получаем смещение
	add	ZL,temp
	adc	ZH,XH		; добавили смещение
	lpm	temp,Z		; прочитали код
	sbrc	flags,NEED_DOT	; нужна точка?
	cbr	temp,1<<DOT_BIT	; включаем точку
	st	X+,temp		; записали код в позицию индикатора
	ret

;******************************
; перемножение двух 16-разрядных величин, результат 3 байта, рабочая
; множимое msrH:msrL, множитель tmp1:temp, результат job2:job1:job0
; использует cnt1
MPY16U:
	clr	job2		;clear 1 highest bytes of result
	ldi	cnt1,16		;init loop counter
m16u_1:	lsr	tmp1
	ror	temp
	brcc	noad8		;if bit 0 of multiplier set
	add	job1,msrL	;add multiplicand Low to byte 1 of res
	adc	job2,msrH	;add multiplicand high to byte 2 of res
noad8:	ror	job2		;shift right result byte 2
	ror	job1		;rotate right result byte 1
	ror	job0		;rotate result byte 0 and multiplier Low
	dec	cnt1		;decrement loop counter
	brne	m16u_1		;if not done, loop more
	ret

;******************************
;* This subroutine converts a 16-bit number (msrH:msrL) to a 5-digit
;* packed BCD number represented by 3 bytes (job2:job1:job0).
;* MSD of the 5-digit number is placed in the lowermost nibble of job2.
bin2BCD16:
	ldi	cnt1,16		;Init loop counter
	clr	job2		;clear result (3 bytes)
	clr	job1
	clr	job0
	clr	ZH		;clear ZH
bBCDx_1:lsl	msrL		;shift input value
	rol	msrH		;through all bytes
	rol	job0
	rol	job1
	rol	job2
	dec	cnt1		;decrement loop counter
	brne	bBCDx_2		;if counter not zero
	ret			;   return
bBCDx_2:ldi	ZL,AtBCD2+1	;Z points to result MSB + 1
bBCDx_3:ld	temp,-Z		;get (Z) with pre-decrement
	subi	temp,-$03	;add 0x03
	sbrc	temp,3		;if bit 3 not clear
	st	Z,temp		;	store back
	ld	temp,Z		;get (Z)
	subi	temp,-$30	;add 0x30
	sbrc	temp,7		;if bit 7 not clear
	st	Z,temp		;	store back
	cpi	ZL,AtBCD0	;done all three?
	brne	bBCDx_3		;loop again if not
	rjmp	bBCDx_1


;******************************
;;;;; Обработчики прерываний

;******************************
; Timer1 Overflow Handler
TIM1_OVF:
; выводим данные на 7-ми сегментные индикаторы
	PUSHF

	ldi	temp,T1DIVH
	out	TCNT1H,temp
	ldi	temp,T1DIVL
	out	TCNT1L,temp	; перезапустили таймер 1

	;***************************
	; вывод на индикатор очередной цифры
	in	temp,DISP_PORT
	ori	temp,IND_LA	; изменяем только нужные пины
	out	DISP_PORT,temp	; погасили все индикаторы
	cbi	SER_PORT,LOCK	; подгтовили защёлку
	ld	temp,Y+		; в темп - текущая цифра, адрес=+1

;;; выпихнем очередной байт в регистр
	ldi	cnt2,8		; счетчик бит
TLO1:	cbi	SER_PORT,SCK	; SCK=0
	lsl	temp		; старший бит в перенос
	brcc	TLO0		; если в переносе 0 — перейти
	sbi	SER_PORT,DATA	; выдали 1
	rjmp	TLOE
TLO0:	cbi	SER_PORT,DATA	; выдали 0
TLOE:	sbi	SER_PORT,SCK	; SCK=1, сдвиг данных
	dec	cnt2
	brne	TLO1

	sbi	SER_PORT,LOCK	; из 0 в 1 -- защёлкивание данных в регистре
	in	temp,DISP_PORT
	ori	temp,IND_LA
	and	temp,LEDN
	out	DISP_PORT,temp	; включаем очередной индикатор
	lsl	LEDN		; сдвинули - следующий индикатор
	brlo	T1L2		; вышли за границы? проверка
	ldi	LEDN,FIRST_LED	; да, загружаем начальное значение
	ldi	YL,AtLED1	; загружаем адрес 1-го индикатора

T1L2:
	sbr	flags,1<<MEASURE ; пора мерять
	;;; выход
	POPF
	reti


;***************************
; ADC Conversion Handler
; суммируем результаты измерений, уменьшаем счётчик.
ADCC:
	in	temp,ADCL
	add	msrL,temp
	in	temp,ADCH
	adc	msrH,temp
	dec	cnt1
	reti

;***************************
; байты для вывода 0-9 на индикаторы с ОА, без точки. точка вкл установкой бита 5
LEDnd:	.DB	0x30,0xF3,0x2A,0xA2,0xE1,0xA4,0x24,0xF2,0x20,0xA0

.exit

INT0:		; IRQ0 Handler
	reti

PCINT0:		; PCINT0 Handler
	reti

PCINT1:		; PCINT1 Handler
	reti

WDT:		; Watchdog Interrupt Handler
	reti

TIM1_CAPT:	; Timer1 Capture Handler
	reti

TIM1_COMPA:	; Timer1 Compare A Handler
	reti

TIM1_COMPB:	; Timer1 Compare B Handler
	reti

TIM1_OVF:	; Timer1 Overflow Handler
	reti

TIM0_COMPA:	; Timer0 Compare A Handler
	reti

TIM0_COMPB:	; Timer0 Compare B Handler
	reti

ANA_COMP:	; Analog Comparator Handler
	reti

EE_RDY:		; EEPROM Ready Handler
	reti

USI_STR:	; USI STart Handler
	reti

USI_OVF:	; USI Overflow Handler
	reti

;
.exit