ケロタン少佐のブログ一覧

みなさん、こんにちは。
ケロタン少佐デあります･･･(^_^)ヾ




さてさて･･･♪


では、『角度センサー』は、いかにして

角度データを作り出しているのでしょう？




(例)を出して考えてみます。


今、手元にボリューム（ロータリーエンコーダ）が1つあるとします。

このボリュームは正午の位置で中立基準となっています。

ここで、時計回りに30度程傾けてみましょう。




【図1.】







はい、時計回りに30度程傾きましたね。



では、この時、『角度センサー』は、どの様なデータを生成しているのでしょう？


・

・

・


と、その前に、『角度センサー』の内部構造について

みてみましょう。



【図2.】







はい。これは、『角度センサー』の内部構造を簡略化した図になります。

一般的な『角度センサー』には、『機械式』と『光学式』の2つが

使われています。


・機械式の場合は、2つの接点を開け閉めすることにより、
合計4パターンのデジタルデータを生成しています。

・光学式の場合は、2つのフォトダイオードを使用して、
同じく合計4パターンのデジタルデータを生成しています。


どちらの場合も、AとBの出力があり、BはAよりもワンテンポずれて

信号を出力しています。この信号は、単純なON・OFFのデジタル

信号になっており、どちらもパルスを形成しています。

そして、このパルスのズレによって、4つのデジタルパターンが

形成されています。





それでは、その4パターンのデータから、どの様にして

角度情報を得るかですが･･･


【図3.】







こちらが、実際に生成されるデータ配列になります。

『機械式』でも『光学式』でも合計4つのデータが

生成されるのは、先ほど述べました。

今、仮にその4つのデータを、0・1・3・2と定義します。

すると、時計回りにボリュームを回し続けると、



0・1・3・2・0・1・3・2・・・・・・0・1・3・2・・・


と生成データは出力され続けます。


ここでこの配列パターンを分り易く置き換えてみます。

定義として･･･

・0＿→＿0
・1＿→＿1
・3＿→＿2
・2＿→＿3

と置き換えます。


すると、データの遷移パターンは、


・0＿→＿1＿は＿1＿-＿0＿＝＿＋1
・0＿→＿2＿は＿2＿-＿0＿＝＿＋2
・0＿→＿3＿は＿3＿-＿0＿＝＿＋3
・1＿→＿2＿は＿2＿-＿1＿＝＿＋1
・1＿→＿3＿は＿3＿-＿1＿＝＿＋2
・2＿→＿3＿は＿3＿-＿2＿＝＿＋1


と、+1、+2、+3の変化があることがわかります。(ちょっと簡略化してます)


ここで変化量が＋値の場合は、時計回り

－値の場合は反時計周りであることが分りました。



次に、角度の求め方ですが･･･




こちらは次回に･･･♪





【角度検出その4】へつづく･･･

みなさん、こんにちは。
ケロタン少佐デあります･･･(^_^)ヾ




さて、つづきデあります♪


ネットにて色々と調べていくと･･･

歯車の角度検出には、『角度センサー』なるものが

使われていることが、分りました。



さてさて･･･

では『角度センサー』とは、どの様な仕組みなのでしょう？



そこで、身近に『角度センサー』が組み込まれている

ものを探してみることにしました。




色々と調べていくと、表題の『ロータリーエンコーダ』にも

使われていることが分りました。



ロータリーエンコーダとは･･･


そう、アレです。


最近のオーディオのボリューム調整とか

電子レンジのダイヤルとかに使われていたり。

自動車だと、エアコンの温度調整ダイヤルなどにも

使用されていますね。


アレって、回せど回せど終わりがなく、

無限にまわりますよね。



みなさんは、気になったことはありませんか？

ケロタンちょっと調べて、考えました。



考察は次回に･･･♪





【角度検出その3】へつづく･･･

みなさん、こんにちは。
ケロタン少佐デあります･･･(^_^)ヾ




最近、ながったらしいプログラムの記事ばかりで
ファンを無くしているとか、しないとか･･･(汗



ところで、歯車の角度検出ってどうやっているのでしょう？

みなさんは、気になったことはありませんか？

ケロタンちょっと調べて、考えました。



考察は次回に･･･♪





【角度検出その2】へつづく･･･

おはようございます。

ケロタン少佐デありま～す･･･(^_^;)ヾ




こんかいは･･･


TREC

や

PIVOT

や

BRITZ

の様なものを

自作にて考えてみまちた。


回路図は･･･







アクセル開度テーブルは･･･







1.ノーマル
2.フラット
3.スポーツ
4.エコ
5.バック

の5種類から･･･





【システム用件】

・運転席足元のアクセルペダル上に設置してある
アクセル開度センサーに割り込み配線

・開度センサーは、ボリューム抵抗によるアナログデータと推測。

・おそらく、０V～５Vのアナログデータである。

・角度検出のデジタルデータであった場合は、再度修正予定
こっちの方がデジタルなので楽かな…（例）舵角センサー



【制御フロー】

・アクセル開度に応じた電圧値のアナログデータを取得
↓
・マイコン内にて、デジタルデータへ変換
↓
・各モードテーブルに沿ったデジタルデータへ変更
↓
・専用IC用にデータをデジタル変換
↓
・専用ICへデータ送信
↓
・デジタルデータをアナログ電圧データに変換
↓
・アクセル開度センサーへ出力
↓
・最初へ戻る（無限ループ）





【プログラム】

/*************************************************************************************************

AVR Studio 4 C言語用　Ver1.1(ATmega88用)　2008.11.28

アクセル開度コントロール プログラム (A･O･C)

Program Name : accel-open-control-ver1.1.c
Version : 1.1
Language : AVR C言語 (WinAVR)
Device : ATmega88
Clock : 1MHz(内蔵RC発振)
Author : ケロタン少佐


**************************************************************************************************

I/O

(PCINT14/RESET) PC6 | 1****28| PC5 (ADC5/SCL/PCINT13)
(PCINT16/RXD) PD0 | 2****27| PC4 (ADC4/SDA/PCINT12)
(PCINT17/TXD) 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/CLKO/ICP1) PB0 |14****15| PB1 (OC1A/PCINT1)


PORTB7 ; 出力 ; H ; def
PORTB6 ; 出力 ; H ; def
PORTB5 ; 出力 ; H ; def
PORTB4 ; 出力 ; H ; def
PORTB3 ; 出力 ; H ; def
PORTB2 ; 出力 ; H ; +信号 ; dat_ch ; データ送信チャンネル
PORTB1 ; 出力 ; H ; +信号 ; cs_ch
PORTB0 ; 出力 ; H ; +信号 ; clk_ch

PORTC6 ; 入力 ; L ; -信号 ; RESET
PORTC5 ; 出力 ; H ; def
PORTC4 ; 出力 ; H ; def
PORTC3 ; 入力 ; L ; -信号 ; menu_sw
PORTC2 ; 入力 ; L ; -信号 ; select_sw
PORTC1 ; 入力 ; L ; -信号 ; back_s
PORTC0 ; 入力 ; ADC0 ; アクセル開度信号入力 ; accel_s

PORTD7 ; 出力 ; H ; seg_a
PORTD6 ; 出力 ; H ; seg_b
PORTD5 ; 出力 ; H ; seg_c
PORTD4 ; 出力 ; H ; seg_d
PORTD3 ; 出力 ; H ; seg_e
PORTD2 ; 出力 ; H ; seg_f
PORTD1 ; 出力 ; H ; seg_g
PORTD0 ; 出力 ; H ; status_LED



**************************************************************************************************

動作仕様
1.アクセル開度データを取得して変換し、モードテーブルを参照して出力する
2.任意変換モードは、ノーマル(N:0)、フラット(F:1)、スポーツ(S:2)、エコ(E:3)の4モードとする
3.後進はバックモードとする
4.設定値は、EEPROMに記憶させる
5.アクセル開度は、7セグにより逐次％表示(10桁のみ)する
6.フローはA/D変換→データ変換→D/A変換とする
7.D/A変換には、専用IC(MCP4822)を使用する


STATUS LEDの動作
点滅1･･･(2Hz)
点滅2･･･(10Hz)

*********************************************************************************************** */

#include (avr/io.h)
#include (avr/eeprom.h)


// PORTB
//#define def 7
//#define def 6
//#define def 5
//#define def 4
//#define def 3
#define dat_ch 2
#define cs_ch 1
#define clk_ch 0

// PORTC
//#define RESET 6
//#define def 5
//#define def 4
//#define menu_sw 3
//#define select_sw 2
//#define back_s 1
//#define accel_s 0

// PORTD
#define seg_a 7
#define seg_b 6
#define seg_c 5
#define seg_d 4
#define seg_e 3
#define seg_f 2
#define seg_g 1
#define status_LED 0




/*************************************************************************************************
******* グローバル宣言 */

uint8_t mode; // 0:Normal,1:Flat,2:Sports,3:Eco,4:Back
uint8_t mode_e __attribute__((section(".eeprom")));

uint8_t menu_stu; // 0:def 1:select 2:EEPROM_write&read
uint8_t adc; // A/D converter


// 7セグ表示用データ

uint8_t seg_dat[] = {
0b11111101, // 0
0b01100001, // 1
0b11011011, // 2
0b11110011, // 3
0b01100111, // 4
0b10110111, // 5
0b10111111, // 6
0b11100101, // 7
0b11111111, // 8
0b11110111, // 9
0b11111101, // 1O:Normal
0b10001111, // 11:Flat
0b10110111, // 12:Sports
0b10011111 // 13:Eco
};

// モード別テーブル
uint8_t kaido_dat[50];

// Normal モード ;0
uint8_t table_n[] __attribute__((section(".eeprom"))) ={
0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,
20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,
40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,
60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,
80,82,84,86,88,90,92,94,96,99
};

// Flat モード ;1
uint8_t table_f[] __attribute__((section(".eeprom"))) ={
0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,
20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,
40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,
60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,
80,82,84,86,88,90,92,94,96,99
};
// Sports モード;2
uint8_t table_s[] __attribute__((section(".eeprom"))) ={
0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,
20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,
40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,
60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,
80,82,84,86,88,90,92,94,96,99
};
// Eco モード;3
uint8_t table_e[] __attribute__((section(".eeprom"))) ={
0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,
20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,
40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,
60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,
80,82,84,86,88,90,92,94,96,99
};
// Back モード;4
uint8_t table_b[] ={
0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,
20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,
40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,
60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,
80,82,84,86,88,90,92,94,96,99
};


/*************************************************************************************************
******* プロトタイプ宣言 */

void init_io(void);
void init_adc(void);
void init_dat(void);

void wait_100us(uint16_t);

void table_in(void);
void menu(void);
void select(void);
int adc_convert(uint8_t);
void dac_out(uint16_t);
void seg_out(uint8_t);

/*************************************************************************************************
******* メイン */

int main(void){

// 初期化
init_io(); // I/O初期化
init_adc(); // A/Dコンバーター初期化
init_dat(); // データ初期化

PORTD |= _BV(status_LED); // LED点灯


// セッティング記録の読込み
eeprom_busy_wait(); // 読み書き可能になるまで待つ
mode = eeprom_read_byte(&mode_e); // EEPROMよりmodeデータを読出し
eeprom_busy_wait(); // 読み書き可能になるまで待つ
table_in(); // モードテーブルを選択格納
uint8_t i =0;
i = mode +10; // modeに+10の下駄をはかす
seg_out(i); // 選択モード表示
wait_100us(10000); // 1s待ち
wait_100us(10000); // 1s待ち 合計2s待ちオープニング

uint8_t x,x0; // 各SW変化検出用
x0 = PINC & 0b00001110; // 入力信号初期値を代入


// メインループ
while(1) {

// ステータスLED点滅(red)
PORTD ^= _BV(status_LED); // LEDを反転


// セッティング監査
x = PINC & 0b00001110; //
if (x != x0) {
if ((x & 0b00001000) != 0) {
menu();
}
if ((x & 0b00000100) != 0) {
select();
}
if ((x & 0b00000010) != 0) {
for(i=0;i<50;i++)
kaido_dat[i] = table_b[i]; // Back テーブルを格納
} else {
eeprom_busy_wait(); // 読み書き可能になるまで待つ
table_in(); // モードテーブルを選択格納
}
x0 = x; // 前回のスイッチ状況を反映
wait_100us(100); // 10ms待ち チャタリング防止用wait
}


// A/D 変換
adc = adc_convert(10); // ADC10からAD変換 512(例)

// データ変換
uint8_t accel_kaido =0;
accel_kaido = adc / 1023 / 2 * 100; // 50段階へ変換 25

// D/A変換用データ作成
uint8_t dac =0;
dac = kaido_dat[accel_kaido]; // パターン表を参照 50
uint16_t dac_ic_dat =0;
dac_ic_dat = dac * 41; // 2050

// D/A変換器へデータ送信
dac_out(dac_ic_dat); // 2050


// 7セグ表示
if (menu_stu != 0){
i =0;
i = mode + 10; // modeに+10の下駄をはかす
seg_out(i); // 選択モード表示
wait_100us(5000); // 500ms待ち LED点滅変更用wait
} else {
i =0;
i = dac / 10; // 表示用補正
seg_out(i); // アクセル開度表示 50
wait_100us(100); // 10ms待ち LED点滅変更用wait
}
}
}

/*************************************************************************************************
******* init_io I/O 初期化処理　 */

void init_io(void){

DDRB = 0b11111111; // 全出力
PORTB = 0b01110000; // 0=all

PORTC = 0b01001110; // 6,3-1プルアップ
DDRC = 0b00110000; // 5-4出力

DDRD = 0b11111111; // 全出力
PORTD = 0b00000000; // 0=all

}

/*************************************************************************************************
******* init_adc A/Dコンバータ 初期化処理 */

void init_adc(void){

ADMUX = (1<<REFS0)|(0<<MUX3)|(0<<MUX2)|(0<<MUX1)|(0<<MUX0);
// 外部AVCC基準;データレジスタ右そろえ;ADC0;01 0 0 0000;
// 0<REFS1,1<REFS0,0<ADLAR,0<def,0<MUX3,0<MUX2,0<MUX1,0<MUX0

ADCSRA = (1<<ADEN)|(1<<ADSC)|(1<<ADPS1);
// A/D変換許可;1回目変換開始(調整);分周率1/4;1 1 0 0 0 010;
// 1<ADEN,1<ADSC,0<ADATE,0<ADIF,0<ADIE,0<ADPS2,1<ADPS1,0<ADPS0

ADCSRB = 0;
// 連続変換動作;0 0 000 000;
// 0<def,0<ACME,0<def,0<def,0<def,0<ADTS2,0<ADTS1,0<ADTS0
}

/*************************************************************************************************
******* init_dat 各種データ 初期化処理　 */

void init_dat(void){

mode = 0; // Normal 初期値0
menu_stu = 0; //
adc = 0; //
}

/*************************************************************************************************
******* wait関数_100us */

void wait_100us(uint16_t time) { // 100us wait ルーチン。 クロック設定のこと。
// 25MHzでも 260ms までとれる。
time*=1; // 8MHzのとき。timeにF_CPU（MHz）をかける。重要!!

uint8_t lpcnt;
__asm__ __volatile__("\n"
"Entry%=: \n\t"
"ldi %0,24\n" // 計算値は25。24の方が実測値は良い。
"Loop%=: \n\t"
"nop\n\t"
"dec %0\n\t"
"brne Loop%=\n\t"
"sbiw %1,1\n\t"
"brne Entry%=\n\t"
:"=&a"(lpcnt)
:"w"(time)
);
return;
}

/*************************************************************************************************
******* テーブル格納 */

void table_in(void){
uint8_t i;

switch(mode){
case 0:for(i=0;i<50;i++){
eeprom_busy_wait();
kaido_dat[i] = eeprom_read_byte(&table_n[i]); // Normalテーブル格納
};
break;
case 1:for(i=0;i<50;i++){
eeprom_busy_wait();
kaido_dat[i] = eeprom_read_byte(&table_f[i]); // Flatテーブル格納
};
break;
case 2:for(i=0;i<50;i++){
eeprom_busy_wait();
kaido_dat[i] = eeprom_read_byte(&table_s[i]); // Sportsテーブル格納
}
break;
case 3:for(i=0;i<50;i++){
eeprom_busy_wait();
kaido_dat[i] = eeprom_read_byte(&table_e[i]); // Ecoテーブル格納
}
break;
default:mode = 0;
}
}

/*************************************************************************************************
******* menu */

void menu(void){
menu_stu++;
if (2 < menu_stu) {
menu_stu = 0;
}
if (menu_stu == 2){
eeprom_busy_wait(); // 読み書き可能になるまで待つ
eeprom_write_byte (&mode_e, mode); // EEPROMへmodeデータを書込み
menu_stu = 0;
eeprom_busy_wait(); // 読み書き可能になるまで待つ
table_in(); // モードテーブルを選択格納
}
}

/*************************************************************************************************
******* select */

void select(void){

if (menu_stu == 1){
mode++;
if (3 < mode) {
mode = 0;
}
}
}

/*************************************************************************************************
******* ピンを指定してAD変換 戻り値(return) 0-1023 */

int adc_convert(uint8_t pin){

ADMUX = pin; // AD変換入力ピン
ADCSRA &= ~_BV(ADIF); //
ADCSRA |= _BV(ADSC); // 変換開始
loop_until_bit_is_set(ADCSRA,ADIF); // 変換完了まで待つ
adc = ADCL; // 下位8bit取得
return adc += (ADCH<<8); // 上位2bit取得
}

/*************************************************************************************************
******* dac_out D/A変換器へデータ送信 */

void dac_out(uint16_t out) // D/A_out
{
uint8_t i = 0;

// 開始処理
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low
PORTB = _BV(0 << cs_ch); // CS on

// 以下４ビットがステータス設定ビット
// bit-1 // チャンネル設定ビット 0:chanel A 1:chanel B
// VoutA　に出力
// PORTB = _BV(1 << dat_ch); // data high
PORTB = _BV(0 << dat_ch); // data low
PORTB = _BV(1 << clk_ch); // clock high
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low

// bit-2 // dummy;常時 1
PORTB = _BV(1 << dat_ch); // data high
// PORTB = _BV(0 << dat_ch); // data low
PORTB = _BV(1 << clk_ch); // clock high
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low

// bit-3 // ゲイン設定ビット 1:G=1, 0:G=2
// G = 2; V = Data/4096 * 2.048*2 [V]
// PORTB = _BV(1 << dat_ch); // data high
PORTB = _BV(0 << dat_ch); // data low
PORTB = _BV(1 << clk_ch); // clock high
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low

// bit-4 // シャットダウン設定ビット 1:出力イネイブル, 0:シャットダウン
// output enable
PORTB = _BV(1 << dat_ch); // data high
// PORTB = _BV(0 << dat_ch); // data low
PORTB = _BV(1 << clk_ch); // clock high
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low

// ここから、データビット

for(i=0; i<12; i++){ // 送信データをMSBから順次１ビットづつ合計12bit分を出力する
// outの第12bitをチェック　0なら0を1なら1を出力する
if ((out & 0b0000100000000000) != 0){ // 0000 1000 0000 0000;
PORTB = _BV(1 << dat_ch); // 12bit目が1ならdata highを出力
} else {
PORTB = _BV(0 << dat_ch); // 12bit目が0ならdata lowを出力
}
out = (out << 1); // 送信後1bitだけ左にビットシフト
PORTB = _BV(1 << clk_ch); // clock high
PORTB = _BV(0 << clk_ch); // clock low
}

// 終了処理
PORTB = _BV(1 << cs_ch); // CS off
}

/**************************************************************************************************
******* 7セグメント表示 */

void seg_out(uint8_t data) {
uint8_t j,x,y;

x = PORTD; // ポート状態データ取得
PORTD = (x & 0b00000001); // 7seg 表示クリア

x = PORTD; // ポート状態データ再取得
x = (x ^ 0b11111110); // bit0以外を反転マスク

j = data; // データ取得
y = seg_dat[j]; // 7segデータを展開

PORTD = (x & y); // 7segデータをポートへ出力

}

/*************************************************************************************************
******* END */

みなさん、お久しぶりです。

ケロタン少佐デあります(^_^)ヾ




さて、表題の通りに運転席のウインドウオート機能を、
助手席と後席でも可能にするユニットを開発してみたデあります♪

これは、お友達の『冬道』さんから、以前にご相談があった件になります。

同じ様なユニットに、八木澤さんのオートユニットがありますが、
あちらは、ダブルクリックにて、オートを起動しています。

今回、私が開発したユニットは、運転席と同じく、スイッチの
１秒間長押しにて、オートが作動するようになっています。

更に、運転席の集中スイッチでも長押しすれば、各窓がオートに
なるように回路を工夫して設計してあります。

更に更に、イグニッションオンにしなくても、動作する
隠し味も･･･秘密に･･･♪


あとは、プロトタイプを製作しての実験になります･･･(汗
(いつになるのやら...orz)


【ユニット設計図】
・回路図と部品実装図はフォトギャラをご覧下さい。


【制御概略】
・統合制御はAVRマイコンへ移管。
・集中・個別ウインドスイッチの電圧を時間と共に監視。
・マイコンから各ウインドアクチュエーターを制御。



【プログラム】

/*********************************************************************************

AVR Studio 4 C言語用　Ver1.1(ATtiny2313用)　2008.10.29

窓ガラス自動開閉 プログラム (A･PW)

Program Name : auto-PW-ver1.1.c
Version : 1.1
Language : AVR C言語 (WinAVR)
Device : ATtiny2313
Clock : 1MHz(内蔵RC発振)
Author : ケロタン少佐

**********************************************************************************

I/O

RESET,PA2 | 1****20| VCC
PD0 | 2****19| PB7
PD1 | 3****18| PB6
XTAL2,PA1 | 4****17| PB5
XTAL1,PA0 | 5****16| PB4
INT0,PD2 | 6****15| PB3
INT1,PD3 | 7****14| PB2
T0,PD4 | 8****13| PB1
T1,PD5 | 9****12| PB0
GND |10****11| PD6,ICP



PORTA0 ; 出力 ; LED01(green),パイロット用
PORTA1 ; 出力 ; def
PORTA2 ; 入力 ; 内部プルアップ,立下り検出- ; RESET

PORTB0 ; 出力 ; def
PORTB1 ; 出力 ; def
PORTB2 ; 出力 ; def
PORTB3 ; 出力 ; def
PORTB4 ; 出力 ; def
PORTB5 ; 出力 ; def
PORTB6 ; 入力 ; sw_up ; 内部プルアップ,立下り検出-
PORTB7 ; 入力 ; sw_down ; 内部プルアップ,立下り検出-

PORTD0 ; 出力 ; pwr_supply
PORTD1 ; 出力 ; def
PORTD2 ; 出力 ; def
PORTD3 ; 出力 ; LED02(red);up
PORTD4 ; 出力 ; LED03(blue);down
PORTD5 ; 出力 ; up_act
PORTD6 ; 出力 ; down_act

**********************************************************************************

動作仕様
1.運転席の窓ガラス・オート開閉機能を、各窓ガラスでも可能にする。
2.窓ガラス開閉スイッチを1秒以上押し続けると、指を離しても自動で開閉する。
3.自動開閉中に、開閉スイッチをチョン押しすると、即座に停止する。
4.純正の窓ガラス開閉システムと共存制御。

*********************************************************************************/

#include
#include

//PORTA
#define RESET 2
//#define def 1
#define LED_green 0

//PORTB
#define sw_down 7
#define sw_up 6
//#define def 5
//#define def 4
//#define def 3
//#define def 2
//#define def 1
//#define def 0

//PORTD
#define down_act 6
#define up_act 5
#define LED_down 4
#define LED_up 3
//#define def 2
//#define def 1
#define pwr_supply 0


/*********************************************************************************
******* グローバル変数 */

unsigned char m_status; // 0:neg 1:down 2:up

unsigned char sw_sec = 1; // 0~256 ; 8bit ; 数値任意設定(def:1 =1秒, 2 =2秒)
unsigned char sw_cnt; // 0~256 ; 8bit
unsigned char sw_down_cnt; // 0~256 ; 8bit
unsigned char sw_up_cnt; // 0~256 ; 8bit

unsigned char motor_sec = 1; // 0~256 ; 8bit ; 数値任意設定(def:1 =1秒, 2 =2秒)
unsigned int st_cnt; // 0~65536 ; 16bit

/*********************************************************************************
******* プロトタイプ宣言 */

void init_io( void);
void wait_1ms( int);
void all_stop( void);
void down_work( void);
void up_work( void);

/*********************************************************************************
******* TIM0_OVF */

ISR( TIMER1_OVF_vect ) {
cli(); // 全割込み禁止

TCCR1B = 0b00000000; // タイマ1動作停止
TCNT1 = st_cnt; // スタート初期値を設定

PORTD &= ~_BV(pwr_supply); // 電源供給遮断
PORTD &= ~_BV(down_act); // 窓下がるrelay-off
PORTD &= ~_BV(up_act); // 窓上がるrelay-off
PORTD &= ~_BV(LED_down); // 動作LED03(blue)消灯
PORTD &= ~_BV(LED_up); // 動作LED02(red)消灯

m_status = 0; // モータ停止中

sei(); // 全割込み許可
}

/*********************************************************************************
******* メイン */

int main( void ) {

unsigned char x;
unsigned int i;

//初期化
init_io(); // I/O 初期化

m_status = 0; // 0:neg 1:act
sw_cnt = 0; // 0~256 ; 8bit
sw_down_cnt = 0; // 0~256 ; 8bit
sw_up_cnt = 0; // 0~256 ; 8bit
st_cnt = 0; // 0~65536 ; 16bit

sw_cnt = sw_sec * 100; // 1秒は100ループ
i = motor_sec * 4096; // 1秒は4096クロック
st_cnt = 65536 - i; // タイマ1初期値を計算

//タイマカウンタ設定
TCCR1A = 0b00000000; // 標準動作設定
TCCR1C = 0b00000000; // 標準動作設定
TCNT1 = st_cnt; // スタート初期値を設定
TIMSK = 0b10000000; // タイマ1割込み許可

sei(); // 全割込み許可


//メインループ
while (1) {

//　ステータスLED点滅
PORTA ^= _BV(LED_green); // 排他的論理和　PA0を反転

// 各種スイッチ状態取込
x = PINB; //

// 状態監査
if (m_status == 0){ // モーターは停止中か？
// 各種スイッチ監査
if ((x & 0b10000000) != 0){ // downスイッチ押下か？
sw_down_cnt ++; //
} else {
sw_down_cnt = 0; //
}
if ((x & 0b01000000) != 0){ // upスイッチ押下か？
sw_up_cnt ++; //
} else {
sw_up_cnt = 0; //
}
if ((x & 0b11000000) != 0){ // error
sw_down_cnt = 0; //
sw_up_cnt = 0; //
}
// 緊急停止
} else {
// up作動中緊急停止
if (m_status == 2 & (x & 0b10000000) !=0)
all_stop(); //

// down作動中緊急停止
if (m_status == 1 & (x & 0b01000000) !=0)
all_stop(); //
}

// 機器制御
if (sw_down_cnt > sw_cnt){
m_status = 1; // モータdown作動中
down_work(); // 窓下げ動作へ
} else {
sw_down_cnt = 0; //
}

if (sw_up_cnt > sw_cnt){
m_status = 2; // モータup作動中
up_work(); // 窓上げ動作へ
} else {
sw_up_cnt = 0; //
}

wait_1ms(10); // 10ms待ち チャタリング対策
}
}

/*********************************************************************************
******* init_io I/O 初期化 */

void init_io(void) {

PORTA = 0b00000100; // bit2のプルアップを有効に設定
DDRA = 0b00000011; // bit2のみ入力に設定

PORTB = 0b11000000; // bit7-6のプルアップを有効に設定
DDRB = 0b00111111; // bit7-6のみ入力に設定

PORTD = 0b00000000; // プルアップ無しに設定
DDRD = 0b01111111; // 全出力に設定

}

/*********************************************************************************
******* wait_1ms */

void wait_1ms( int time){
int i,j;
for( i = 0 ; i < time ; i++ )
for( j = 0 ; j < 55 ; j++ )
;
return;
}

/*********************************************************************************
******* 緊急停止 */

void all_stop(void) {
cli(); // 全割込み禁止

TCCR1B = 0b00000000; // タイマ1動作停止
TCNT1 = st_cnt; // スタート初期値を設定

PORTD &= ~_BV(pwr_supply); // 電源供給遮断
PORTD &= ~_BV(up_act); // 窓上がるrelay-off
PORTD &= ~_BV(down_act); // 窓下がるrelay-off
PORTD &= ~_BV(LED_up); // 動作LED02(red)消灯
PORTD &= ~_BV(LED_down); // 動作LED03(blue)消灯
m_status = 0; // モータ停止中

sei(); // 全割込み許可
}

/*********************************************************************************
******* ダウンワーク */

void down_work(void) {
cli(); // 全割込み禁止

PORTD |= _BV(pwr_supply); // 電源供給接続
PORTD |= _BV(LED_down); // 動作LED03(blue)点灯
PORTD |= _BV(down_act); // 窓下がるrelay-on
TCCR1B = 0b00000100; // プリスケール256、タイマスタート
TCNT1 = st_cnt; // スタート初期値を設定

sei(); // 全割込み許可
}

/*********************************************************************************
******* アップワーク */

void up_work(void) {
cli(); // 全割込み禁止

PORTD |= _BV(pwr_supply); // 電源供給接続
PORTD |= _BV(LED_up); // 動作LED02(red)点灯
PORTD |= _BV(up_act); // 窓上がるrelay-on
TCCR1B = 0b00000100; // プリスケール256、タイマスタート
TCNT1 = st_cnt; // スタート初期値を設定

sei(); // 全割込み許可
}

/*********************************************************************************
******* end */