/** @file main.c
* @date 2023-09-05
* @author Tom, DL7BJ
* @version 1.03
* @brief BJ-Keyer, ein elektronischer Morsekeyer
*
* Morsekeyer für 3 Handtasten und 3 Paddle mit einem
* Sinus Mithörton und Ausgängen für 2 Transceiver
*
* OLED Funktionen von https://github.com/Sylaina/oled-display
* Encoder Funktionen von https://www.mikrocontroller.net/articles/Drehgeber
*
*
@verbatim
History
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2012-05-24 DL7BJ erste Version
2013-05-10 DL7BJ Generierung des Mithörtons als Sinus mit PWM/DDS
2013-07-15 DL7BJ Änderungen der Keyerfunktionen
2013-07-19 DL7BJ Beep/Boop (Spielkram)
2013-10-20 DL7BJ Änderungen der PWM Funktionen für besseren Sinus
2022-04-10 DL7BJ erste Leiterplatten für Prototyp (bisher Lochraster)
2022-09-02 DL7BJ viele Softwareänderungen, neuer Filter für PWM
2022-09-11 DL7BJ Encoder, LC-Display, Frontplatine "entsorgt"
2023-06-28 DL7BJ Port Anpassungen an neue Leiterplatte V1.01
2023-07-29 DL7BJ Menü für Einstellungen implementiert
2023-08-06 DL7BJ Quelltexte umstrukturiert, Aufteilung
2023-08-25 DL7BJ Code dokumentiert und aufgeräumt
2023-09-03 DL7BJ Funktionen für die Speichertasten hinzugefügt
2023-09-04 DL7BK Programmierung der Textspeicher über serielle Schnittstelle
ATMEGA328(P)
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(PCINT14/_RESET) PC6 -| 1 28|- PC5 (ADC5/SCL/PCINT13)
(PCINT16/RXD) PD0 -| 2 27|- PC4 (ADC4/SDA/PCINT12)
(PCINT17/TXT) PD1 -| 3 26|- PC3 (ADC3/PCINT11)
(PCINT18/INT0) PD2 -| 4 25|- PC2 (ADC2/PCINT10)
(PCINT19/OC2B/INT1) PD3 -| 5 24|- PC1 (ADC1/PCINT9)
(PCINT20/XCK/T0) PD4 -| 6 23|- PC0 (ADC0/PCINT8)
VCC -| 7 22|- GND
GND -| 8 21|- AREF
(PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 -| 9 20|- AVCC
(PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 -|10 19|- PB5 (SCK/PCINT5)
(PCINT21/OC0B/T1) PD5 -|11 18|- PB4 (MISO/PCINT4)
(PCINT22/OC0A/AIN0) PD6 -|12 17|- PB3 (MOSI/OC2A/PCINT3)
(PCINT23/AIN1) PD7 -|13 16|- PB2 (SS/OC1B/PCINT2)
(PCINT0/CLK0/ICP1) PB0 -|14 15|- PB1 (OC1A/PCINT1)
----------
Pin 1 - PC6 - Reset Pin 28 - PC5 - SCL Display
Pin 2 - PD0 - RxD Pin 27 - PC4 - SDA Display
Pin 3 - PD1 - TxD Pin 26 - PC3 - LED Key
Pin 4 - PD2 - Left Paddle Pin 25 - PC2 - TRX 2 Out
Pin 5 - PD3 - Right Paddle Pin 24 - PC1 - TRX 1 Out
Pin 6 - PD4 - Straight Key Pin 23 - PC0 - Mem 4
Pin 19 - PB5 - Mem 5
Pin 11 - PD5 - Mem 1 Pin 18 - PB4 - _Audio SD
Pin 12 - PD6 - Mem 2 Pin 17 - OC2A - Audio PWM output
Pin 13 - PD7 - Mem 3 Pin 16 - PB2 - Encoder Switch
Pin 14 - PB0 - Encoder A Pin 15 - PB1 - Encoder B
@endverbatim
*/
#include "main.h"
// Sinustabelle für PWM mit 64 Werten
const unsigned char sinewave[] PROGMEM = {
0x00, 0x01, 0x02, 0x05, 0x0a, 0x0f, 0x15, 0x1d, 0x25, 0x2f, 0x39, 0x43, 0x4f, 0x5a, 0x67, 0x73,
0x80, 0x8c, 0x98, 0xa5, 0xb0, 0xbc, 0xc6, 0xd0, 0xda, 0xe2, 0xea, 0xf0, 0xf5, 0xfa, 0xfd, 0xfe,
0xff, 0xfe, 0xfd, 0xfa, 0xf5, 0xf0, 0xea, 0xe2, 0xda, 0xd0, 0xc6, 0xbc, 0xb0, 0xa5, 0x98, 0x8c,
0x80, 0x73, 0x67, 0x5a, 0x4f, 0x43, 0x39, 0x2f, 0x25, 0x1d, 0x15, 0x0f, 0x0a, 0x05, 0x02, 0x01
};
/** @fn void InitTimer(void)
* @brief Initialsieren der Timer
*
* Alle Parameter der Timer basieren auf 16MHz Systemtakt.
*
* Timer 0 - 8 Bit timer für 1ms
* Timer 2 - 8 Bit timer für PWM zur Erzeugung des Sinustons
* Timer 1A - 16 Bit timer zur Erzeugung der Hüllkurve
*
* @param none
* @retval none
*/
void InitTimer(void)
{
cli(); // Interrupts verbieten
TCCR2A = 0; // Timer 2 PWM
TCCR2B = 0; // Pulswellenmodulation
sbi(TCCR2B,CS20); // kein Prescaler
sbi(TCCR2A,COM2A1); // Clear OC2A on compare match
sbi(TCCR2A,WGM20); // Fast PWM Mode
sbi(TCCR2A,WGM21); // Fast PWM Mode
OCR2A = 0x80; // Initialer Wert
sbi(DDRB,PB3); // Datenrichtungsregister PB3 Ausgang
cbi(TIMSK2,OCIE0A); // Timer 2 nicht starten
TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TIMSK1 = 0; // Timer 1 für die Sinus Hüllkurve
sbi(TCCR1B,WGM12); // CTC Mode
sbi(TCCR1B,CS11); // Prescaling 8
OCR1A = 51; // Initialer Wert für 600Hz Ton
sbi(TIMSK1,OCIE1A); // Timer 1 Sinus Hüllkurve einschalten
TCCR0A = 0; TCCR0B = 0; TCNT0 = 0; // Timer 0 1ms für diverse Zähler
cbi(TCCR0A,WGM00); //
sbi(TCCR0A,WGM01); //
cbi(TCCR0B,WGM02); // CTC Mode 2 Immediate
cbi(TCCR0B,CS02); //
sbi(TCCR0B,CS01); //
sbi(TCCR0B,CS00); // Prescaler 64
OCR0A = 249; // CTC 1ms
sbi(TIMSK0,OCIE0A); // Timer 0 1ms einschalten
sei(); // Interrupts erlauben
}
/** @fn void Init(void)
* @brief Initialisierung aller Variablen, Timer
* @param none
* @retval none
*/
void Init(void)
{
cli(); // disable all interrupts
bState.SendStatus = SENDING_NOTHING;
// Alle Ports auf Eingang
DDRB = 0x00; DDRD = 0x00; DDRC = 0x00;
// Interne PullUps einschalten
sbi(PORTB,PB0); // Encoder A
sbi(PORTB,PB1); // Encoder B
sbi(PORTB,PB2); // Encoder Switch
// Eingänge für Speichertasten
sbi(PORTD,MEM1); // PD5
sbi(PORTD,MEM2); // PD6
sbi(PORTD,MEM3); // PD7
sbi(PORTC,MEM4); // PC0
sbi(PORTB,MEM5); // PB5
// Ausgänge festlegen
// PORTB Ausgänge
sbi(DDRB,PB3); // PWM
sbi(DDRB,AUDIO_EN); // Audio Verstärker
sbi(PORTB,AUDIO_EN); // Audio Verstärker Enable
// PORTC Ausgänge
sbi(DDRC,MORSE_LED); // LED
sbi(DDRC,TRX1); // Transceiver 1
sbi(DDRC,TRX2); // Transceiver 2
// Serielle Schnittstelle
UBRR0=UBRR_VALUE; // Set baud rate
sbi(UCSR0B,TXEN0); // Enable TX
sbi(UCSR0B,RXEN0); // Enable RX
sbi(UCSR0B,RXCIE0); // RX complete interrupt
sbi(UCSR0C,UCSZ01); // no parity, 1 stop bit
sbi(UCSR0C,UCSZ01); // 8-bit data
// Alle Timer Variablen rücksetzen
StateRiseTimeCounter = 0;
MenuCtrlTimer = 0;
EncoderTimer = 0;
StoreEEpromTimer = 0;
t_elementlength = 0;
t_delayms = 0;
// Timer initialisieren
InitTimer();
// Encoder initialisieren
EncoderInit();
// Initialisierung Menüvariablen
bMenuCtrl.ClrScr = 1;
bMenuCtrl.Update = 1;
bMenuCtrl.Config = 0;
bMenuCtrl.buttonPressed = 0;
bMenuCtrl.buttonPressedLong = 0;
bState.WriteEEprom = 0;
sei(); // enable all interrupts
}
/** @fn ISR(TIMER1_COMPA_vect)
* @brief 8 Bit Timer 1 ISR routine
*
* Der Timer 1 lädt die Sinuswerte für die PWM
*
* @param none
* @retval none
*/
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
ocr2a = pgm_read_byte_near(sinewave+icnt);
icnt++;
if(StateRiseTime > 0)
OCR2A = (ocr2a >> StateRiseTime);
else
OCR2A = ocr2a;
if(icnt == SINEWAVELENGTH)
{
icnt = 0;
if(bState.SidetoneOff == 0)
{
if(StateRiseTime > 0)
{
StateRiseTimeCounter++;
if(StateRiseTimeCounter > bConfig.RiseTimeCounter)
StateRiseTime--;
}
}
if(bState.SidetoneOff == 1)
{
if(StateRiseTime < bConfig.RiseTime)
{
StateRiseTimeCounter++;
if(StateRiseTimeCounter > bConfig.RiseTimeCounter)
StateRiseTime++;
} else {
OCR2A = 0;
cbi(TIMSK1,OCIE1A);
}
}
}
}
/** @fn ISR(TIMER0_COMPA_vect)
* @brief 8 Bit Timer 0 ISR routine
*
* Der Timer 0 mit CTC Interrupt läuft mit einem Takt
* von einer Millisekunde Es werden mehrere Werte innerhalb
* des Timerinterrupts verarbeitet.
*
* @param none
* @retval none
*/
ISR(TIMER0_COMPA_vect)
{
t_delayms++; // 16Bit Zähler für Warteschleifen
t_elementlength++; // Länge eines Symbols
StoreEEpromTimer++; // Zähler für Zeitablauf speichern EEprom
MenuCtrlTimer++; // Zähler für Zeitablauf Einstellungen
EncoderTimer++; // Zähler für 5ms Drehencoder Timer
// Alle 5ms den Drehencoder abfragen
if(EncoderTimer > 5)
{
EncoderTimer = 0;
EncoderPolling();
// Schalter vom Drehencoder abfragen
lastButton = EncoderGetButtonState();
if(lastButton == ButtonPressed_Short)
{
bMenuCtrl.buttonPressed = 1;
}
if(lastButton == ButtonPressed_Long)
{
bMenuCtrl.buttonPressedLong = 1;
if(bMenuCtrl.Config == 1)
bState.WriteEEprom = 1;
}
}
// WpM verändert? Nach 5 Sekunden im EEPROM Speichern
if((StoreEEpromTimer > 1000) && (bState.WpMChanged))
{
bState.WriteWpMEEprom = 1;
bState.WpMChanged = 0;
}
// Softwareentprellung für StraightKey
TimerStraightKeyPressed++;
if(StateStraightKeyPressed == KEY_PRESSED_DEBOUNCE)
{
if(TimerStraightKeyPressed > bConfig.DebounceTime)
StateStraightKeyPressed = KEY_PRESSED;
}
// Softwarentprellung für Paddle
TimerPaddleDitKeyPressed++;
if(StatePaddleDitKeyPressed == KEY_PRESSED_DEBOUNCE)
{
if(TimerPaddleDitKeyPressed > bConfig.DebounceTime)
StatePaddleDitKeyPressed = KEY_PRESSED;
}
// Softwarentprellung für Paddle
TimerPaddleDahKeyPressed++;
if(StatePaddleDahKeyPressed == KEY_PRESSED_DEBOUNCE)
{
if(TimerPaddleDahKeyPressed > bConfig.DebounceTime)
StatePaddleDahKeyPressed = KEY_PRESSED;
}
TimerButtonPressed++;
if(StateButtonPressed == KEY_PRESSED_DEBOUNCE)
{
if(TimerButtonPressed > 250)
{
StateButtonPressed = KEY_PRESSED;
}
}
}
/** @fn ISR(USART_RX_vect)
* @brief Interrupt RX serielle Schnittstelle
*
* @param none
* @retval none
*/
ISR(USART_RX_vect)
{
unsigned char data;
data = UDR0;
SerialWriteChar(data);
SerialReceive(data);
}
/** @fn void ReStart(void)
* @brief Initialisierung bei Reset und Power On
* @param none
* @retval none
*/
void ReStart(void)
{
bState.SendStatus = SENDING_NOTHING;
Init();
DisplayVersion();
ReadEEprom();
WpM = bConfig.WpM;
EncoderPos = bConfig.WpM;
EncoderWrite(bConfig.WpM);
EncoderPosConfig = 1;
SetFrequency(bConfig.SidetoneFreq);
KeyerMode = bConfig.KeyerMode;
PaddleMode = bConfig.Reverse;
bState.KeyTX = 1;
bState.KeyState = 0;
bState.Automatic = 0;
bState.WriteMsgEEprom = 0;
bState.WriteEEprom = 0;
if(bConfig.SidetoneEnabled)
SidetoneEnable();
else
SidetoneDisable();
SetRatio();
SetWeight();
for(uint8_t i = 1; i < 6; i++)
ReadMsgEEprom(i);
}
/** @fn int main(void)
* @brief One Infinite Loop
* @param none
* @retval none
*/
int main(void)
{
ReStart();
SerialReset();
while(1)
{
// Wenn Geschwindigkeit verändert und Zeit abgelaufen,
// dann neue Geschwindigkeit im EEprom speichern und
// Merker löschen.
if(bState.WriteWpMEEprom)
{
WriteEEpromWpM();
bState.WriteWpMEEprom = 0;
}
// Wenn Einstellungen verändert wurden, diese im EEprom
// speichern
if(bState.WriteEEprom)
{
WriteEEprom();
bState.WriteEEprom = 0;
}
if(bState.WriteMsgEEprom == 2)
{
for(uint8_t i = 1; i < 6; i++)
WriteMsgEEprom(i);
bState.WriteMsgEEprom = 0;
SerialReset();
}
Drehencoder(); // Drehencoder abfragen
UpdateDisplay(); // Display aktualisieren
CheckStraightKey(); // Handtaste auf Betätigung prüfen
CheckPaddles(); // Paddles auf Betätigung prüfen
CheckButtons(); // Taster abfragen
}
}