/************************************************************************************
  Side Tone Osc By PWM
    v1.1 2015/9   By  JA3OOK T.nakamura
    PWMモードを使用
　　　　・タイマー割込み毎にCCPR値(パルス幅設定レジスタ値)を周期的に変化させ、
　　　　　パルス幅を連続的に変更し、MCUの外につけたRCフィルターで波形を整えている。
　　参考
    1 オーディオ周波数はMCUのクロック周波数に依存する。
    2 LCDは無くても使用には差し支えない。あれば開発やプログラム変更に便利。
-------------------------------------------------------------------------------------
開発環境
    MPLAB X IDL ver 3.05
    MPLAB XC8 C Compiler Free mode v1.34
CPU: PIC16F1936
	1:MCLR:1
	2:RA0:0:LCD ctrl
	3:RA1:0:LCD ctrl
	4:RA2:0:LCD ctrl
	5:RA3:0:LCD ctrl
	6:RA4:0:LCD ctrl
	7:RA5:0:LCD ctrl
	8:VSS
	9: RA7:
	10:RA6:
	11:RC0:
	12:RC1:
	13:RC2/CCP1:PWM出力
	14:RC3:

	15:RC4:
	16:RC5:
	17:RC6:
	18:RC7:
	19:VSS
	20:VDD
	21:RB0/AN12:1:出力周波数変更指示受け用電圧測定（可変抵抗器）
	22:RB1:0:動作開始確認および出力中表示用LED
	23:RB2:1:CW-key入力
	24:RB3:0:
	25:RB4:0:
	26:RB5:0:
	27:RB6:0:
	28:RB7:0:
*************************************************************************************/
// refer \c:Program Files\Microchip\xc8\v1.34\docs\chips\16f1936.html
#pragma config CLKOUTEN =OFF//CLKOUT function is disabled. I/O or oscillator function on the CLKOUT pin
#pragma config WDTE =OFF	//WDT disabled
#pragma config PWRTE =OFF	//Power-up Timer disable
#pragma config CP =OFF      //Code protection off
#pragma config BOREN =OFF	//BOR disabled
#pragma config FCMEN =OFF	//Fail-Safe Clock Monitor disabled
#pragma config MCLRE =OFF   //MCLR/VPP pin function is digital input
#pragma config CPD = OFF	//Code protection off
#pragma config IESO =OFF	//Internal External Switchover mode disabled
#pragma config FOSC =INTOSC //INTRC oscillator; port I/O function on both RA6/OSC2/CLKO pin and RA7/OSC1/CLKI pin
#pragma config PLLEN =OFF    //4x PLL disabled
#pragma config STVREN =OFF  //OFF Stack Overflow or Underflow will not cause a Reset 
#pragma config LVP =OFF     //High-voltage on MCLR/VPP must be used for programming
#pragma config WRT =OFF     //Write protection off

#include <pic16f1936.h>
//#include <stdio.h>
//#include <stdlib.h>
#include <xc.h>
#include "lcd.h"

#define MHz 000000
#define _XTAL_FREQ 16MHz    //PIC_OSC_FREQ

#define pwm_port    CCP1    //PWM out
#define led_port    LATB1   //LED out
#define cw_key      RB2     //CW-KEY input   internal weak pull-up

signed int  pr2_cur;    // PR2に設定すべき値
signed int  t2countH;   // タイマー2用カウント値　Hレジスター用
signed int  t2countL;   // タイマー2用カウント値　Lレジスター用
unsigned int tm2_count; // タイマーの割込み発生回数をカウントする変数

#define pulse_max  36 // １サイクル当たりのパルス数
#define wave_style_bunbo 100      //wave_styleの分母の値
unsigned char wave_style_sin[pulse_max] = {50,59,67,75,82,88,93,97,99,100,99,97,93,88,82,75,67,59,50,41,33,25,18,12,7,3,1,0,1,3,7,12,18,25,33,41};
                                           //上記各値はExcelで計算→csvで出力→エディタ→コピーペースト
signed int wave_style_ccpr[pulse_max]; //最新のタイマー値でのccpr値を格納

unsigned int ad_val;

unsigned int timer;	//時間稼ぎ用(符号無し16ビット長)
unsigned char       i;      //汎用char
unsigned int        i_uint;	//汎用int
unsigned int        j_uint;	//汎用int
unsigned char hexch[] ="0123456789ABCDEF";//16進数表示変換テーブル
unsigned char str[10];    //汎用　主に数値の十進数表示変換に使用

void  //intやchar正数をASCII文字に変換し*bufferに格納されるので文字として送信したり液晶に表示できる
Bin2str(unsigned int data, char *buffer, unsigned int digit) {
    //  引数：intやchar正数データ, 文字データ, 期待する文字データの文字数
    char i;
    buffer += digit;		     // 最後の数字位置　+= : Buffer=Buffer+digit
    *buffer = 0;                     // 文字列終端(文字数+1の位置)へ0X00
    for(i=digit; i>0; i--) {	     // 変換は下位から上位へ
        buffer--;		     // ポインター１
        *buffer = (data % 10) + 0x30;// ASCIIへ  　% : 割り算の余り
        data = data / 10;	     // 次の桁へ
    }
}

void //int正数を16進のASCII文字に変換しstrに格納されるので文字として送信したり液晶に表示できる
DispHex(unsigned int j){
    char i;
    i = j >> 12;
    str[0] = hexch[i];   //上位4bit表示 max:03FF
    i = (j >> 8) & 0x000F;
    str[1] = hexch[i];   //下位4bit表示 max:03FF
    i = (j >> 4) & 0x000F;
    str[2] = hexch[i];   //上位4bit表示 max:03FF
    i = j & 0x000F;
    str[3] = hexch[i];   //下位4bit表示 max:03FF
    str[4] = 0; //set NULL
}

void
interrupt InterTimer( void ){  // タイマー割込み
    //GIE  = 0 ;      //全割込みをマスクする　←　これはPICのHWが自動的に行う
    if (TMR2IF == 1) {  // タイマー割込み発生か？
        TMR2IF = 0 ;    // タイマー割込フラグをリセット
        tm2_count ++;
        if(tm2_count >= pulse_max) {
            tm2_count = 0;
        }
            CCPR1H   = (wave_style_ccpr[tm2_count] >> 8);       // パルス幅の設定
            CCPR1L   = (wave_style_ccpr[tm2_count] & 0x00FF) ;  // パルス幅の設定
    }
}

void
Analize_voltage(void){
    Lcd_goto(0x0D);                 //debug
    Bin2str(wave_style_bunbo, str,3);//debug
    Lcd_puts(str);                  //debug
    while(1){   //無限loop        
        if(cw_key == 0){  //CW電鍵押下(ON)
            TMR2IE = 1 ;	// タイマー割込をマスクしない
            led_port=1;
        }
        else {
            TMR2IE = 0 ;	// タイマー割込をマスク            
            led_port=0;
        }
        
        Lcd_goto(0x06);             //debug
        Bin2str(pr2_cur, str,5);    //debug
        Lcd_puts(str);              //debug

        Lcd_goto(0x40);             //debug
        Bin2str(wave_style_ccpr[9], str,5);//debug
        Lcd_puts(str);              //debug

        Lcd_goto(0x46);             //debug
        Bin2str(wave_style_ccpr[27], str,5);//debug
        Lcd_puts(str);              //debug

        //電圧測定
            ADON = 1;   //AD変換を開始せよ
            __delay_ms(5);  //ソースプログラム v1.1 追加
                            //アクイジションAcquisition時間(取得＝充電時間) See Data Sheet 165P    
            GO_nDONE = 1;   //AD変換開始
            while(GO_nDONE); //変換完了待ち
            ad_val = (ADRESH << 8) | ADRESL;    // 0 =< ad_val =<1023
            //測定電圧生データの表示 //debug
            Lcd_goto(0x00);         //debug
            Bin2str(ad_val, str, 4);//debug
            Lcd_puts(str);          //debug
        //電圧測定終了

        //PWM mode用タイマー割込み間隔を pr2_cur　にセットし、同じ値をPR2にもセット。

        //  pr2_cur = 255 - 0.24 * ad_val   （つまりセットする値の範囲は 255から9)
        //  Fosc16MHzでの実験結果　 出力周波数は　434Hz(255) から 約2000Hz(45)、
        //    それ以上は割込みが多く電圧を計れない(周波数を変えられない)。
        //　　 　MPUにより違いが出るだろう。
            //i_uint = ad_val * 24;
            //i_uint = i_uint / 100;
            //pr2_cur = 255-i_uint;

        //  pr2_cur = 255 - 0.01 * ad_val   （つまりセットする値の範囲は 255から102）
        //  Fosc16MHzでの実験結果　 出力周波数は　434Hz(255) から 約1070Hz(102)
        //　　 　MPUにより違いが出るだろう。
            i_uint = ad_val * 15;
            i_uint = i_uint / 100;
            pr2_cur = 255-i_uint;

        PR2 = pr2_cur;
        //wave_style_ccprを計算     //cur_ccpr = wave_style[] * PR2 / wave_style_bunbo      
                for(i=0; i<pulse_max; i++){ 
                    j_uint = wave_style_sin[i] * pr2_cur / wave_style_bunbo;
                    wave_style_ccpr[i] = j_uint;  //パルス幅(の計算の元)設定
                }
    }
}

void
main(void){
	IRCF3 = 1; IRCF2 = 1; IRCF1 = 1; IRCF0 = 1;	// 16Mhz
    SCS1  = 1; SCS0  = 0; //Internal oscillator block

	ANSELA= 0b00000000;	//all digital
	TRISA = 0b00000000; //all output
	LATA  = 0b00000000; //初期化 all L

	ANSELB= 0b00000001;	//only RB0=AN12 analog, other digital
    TRISB = 0b00000101; //RB0=AN12,RB2 input, other output
    WPUB  = 0b00000100; //RB2 internal weak pull-u, other L
    LATB  = 0b00000100; //初期化
    
	TRISC = 0b00000000; //all output
	LATC  = 0b00000000; //all L

	ADCON0 = 0b00110000; // AN12,GO_nDONE=0,ADON=0
	ADCON1 = 0b10100000; // 右詰,FOSC/32(16から32MHzまで適切), Voltage Reference=Vdd and Vss

    OPTION_REG = 0b00000000;//PORTB-pull-up, timer0 no use

    //PWM by timer2
    CCP1CON = 0b00001100;   //CCP1XY=00    PWM mode
    T2CON  = 0b00000000;    //Postscaler 1:1  TMR2 off   Prescaler 1:1
    pr2_cur = 255;  //初期値を仮設定　本設定はAD変換後に頻繁に行う
    PR2 = pr2_cur;
    //wave_style_ccprを計算     //cur_ccpr = wave_style[] * PR2 / wave_style_bunbo      
                for(i=0; i<pulse_max; i++){ 
                    j_uint = wave_style_sin[i] * pr2_cur / wave_style_bunbo;
                    wave_style_ccpr[i] = j_uint;  //パルス幅(の計算の元)設定
                }
    tm2_count  = 0 ;        // 割込み発生の回数カウンターを0

	Lcd_init();
    Lcd_write(0b00001100);	//Display on, no cursor
        /* display open message */
                Lcd_goto(0x00);	//LCDの表示位置を一行目左端
                Lcd_puts("Tone OSC by PWM");//LCDにメッセージを表示
                Lcd_goto(0x40);	//LCDの表示位置を二行目左端
                Lcd_puts("v1.0 ");//LCDにメッセージを表示
                Lcd_puts("JA3OOK");//LCDにメッセージを表示
        //timer = 5; while(timer--){__delay_ms(1000);}; 	//Wait
        /* End of hello msg on LCD */

        led_port=1;
        timer=1; while(timer--){__delay_ms(1000);}; 	//Wait 1sec.
        led_port=0;
        timer=1; while(timer--){__delay_ms(1000);}; 	//Wait 1sec.
        led_port=1;
        timer=1; while(timer--){__delay_ms(1000);}; 	//Wait 1sec.
        led_port=0;
        Lcd_clear();
        
        TMR0IE = 0 ;	// タイマー割込をマスク
        TMR2ON = 0 ;	// タイマーしない
        TMR2ON = 1 ;	// タイマー開始
        TMR2IE = 1 ;	// タイマー割込をマスクしない
        PEIE   = 1 ;	// 周辺割込みをマスクしない
        GIE    = 1 ;	// 全割込み処理をマスクしない
        Analize_voltage();
}