// BruScheiKa V 1.1 beta (c) Oliver Mezger 12.5.2010
#include <avr/io.h> // Definitionen laden
#include <util/delay.h> // Delay-Bibliothek laden
#include <avr/interrupt.h>
#include "lcd-routines.h"
#include <stdlib.h>
#define HardWareTest 0
#define vuTest 1
// Zuordnungen zu Ports
#define RelaisIn PIND
#define RelaisOut PORTD
#define RelaisDdr DDRD
#define MuenzIn PINB
#define MuenzOut PORTB
#define MuenzDdr DDRB
#define CDIn PINA
#define CDOut PORTA
#define CDDdr DDRA
#define ServosIn PINC
#define ServosOut PORTC
#define ServosDdr DDRC
// Automatenspezifische Einstellungen
#define F1Augen 0
#define F1Mund 1
#define F1Rumpf 2
#define F1Hand 3
#define F2Augen 4
#define F2Mund 5
#define F2Rumpf 6
#define F2Hand 7
#define M1Led 0 // an Muenz
#define M2Led 1 // an Muenz
#define M3Led 4 // an Relais
#define M1Sk 2
#define M1Sg 3
#define M2Sk 4
#define M2Sg 5
#define M3Sk 6
#define M3Sg 7
#define CD1 2
#define CD2 3
#define CD3 4
#define CD4 5
#define CD5 6
#define CD6 7
#define Relais1 5 // Summe an sobald Automat laueft
#define Relais2 6 // Tisch hebt sich links
#define Relais3 7 // Tisch hebt sich rechts
// Figur 1 Mann links aus Sicht der Zuschauer
#define F1AugenMitte 150
#define F1AugenRechts 199
#define F1AugenLinks 101
#define F1MundAuf 102
#define F1MundZu 142
#define F1RumpfVorne 100
#define F1RumpfHinten 200
#define F1HandOben 100
#define F1HandUnten 200
// Figur 2 Frau rechts aus Sicht der Zuschauer
#define F2AugenMitte 150
#define F2AugenRechts 200
#define F2AugenLinks 100
#define F2MundAuf 118
#define F2MundZu 152
#define F2RumpfRechts 200
#define F2RumpfLinks 100
#define F2HandOben 100
#define F2HandUnten 200
#define anfangWarten 15 // 25 Sekunden warten bis Sprache kommt
#define schnauzAus 10 // 10 Sekunden bis Auschalten nach Stille
// Reihenfolge der Sequenzen {tisch,kindertraum,geleitschutz}
const unsigned char R2an[] ={108,0,0}; // Tisch links
const unsigned char R2aus[] ={120,0,0};
const unsigned char R3an[] ={0,0,116}; // Tisch rechts
const unsigned char R3aus[] ={0,0,123};
typedef enum {stop,mitte,rechts,links,vorne,hinten,oben,unten,bewegen,bewegen2} bewegungen;
//volatile unsigned char test = 3;
volatile unsigned char sprachSituation=0; //links,rechts
volatile bewegungen F1Zustand[3] ={bewegen,bewegen,bewegen}; //Augen,Neigung,Hand
volatile bewegungen F2Zustand[3] ={mitte,stop,stop}; //Augen,Drehung,Hand
volatile unsigned char servosAn=0,aktServo=0, servo[8]={150,150,150,150,150,150,150,150}; //100 = 1000ms,200 = 2000ms
volatile unsigned int systemZeit =0; // Inkrement alle 20ms durch Timer1
volatile unsigned int sekundenUhr = 0; // Inkrement jede Sekunde
volatile unsigned char lebensTakt = 0; // Takt für Lebenssteuerung der Figuren
volatile unsigned char keyEnter = 0,keyExit =0; // Ergebnisse Muenzpruefung
volatile char ausTimer = 0;
void setF1(bewegungen a,bewegungen b, bewegungen c){
F1Zustand[0] = a;
F1Zustand[1] = b;
F1Zustand[2] = c;
}
void F1leben(){ // Mann Links
const unsigned char F1RumpfSpeed = 1;
const unsigned char F1HandSpeed =2;
const bewegungen Augenbewegung[] ={mitte,mitte,mitte,links,links,mitte,rechts,mitte,mitte,rechts,links,links,links}; // max 16 Eintraege
static unsigned char augenposition = 0;
static unsigned char richtungen = 0; // Bit 0 Rumpf, Bit 1 Hand
bewegungen n;
unsigned char i;
if (F1Zustand[0] == bewegen){
augenposition++;
i = augenposition >>4;
if (i >= sizeof(Augenbewegung)){
augenposition = 0;
i =0;
}
n = Augenbewegung[i];
}
else
n = F1Zustand[0];
switch(n){
case stop:
break;
case mitte:
servo[F1Augen] = F1AugenMitte;
break;
case rechts:
servo[F1Augen] = F1AugenRechts;
break;
case links:
servo[F1Augen] = F1AugenLinks;
break;
default:;
}
switch(F1Zustand[1]){ // Rumpf
case stop:
break;
case vorne: if (F1RumpfVorne > servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]+=F1RumpfSpeed;
else if (F1RumpfVorne < servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]-=F1RumpfSpeed;
break;
case hinten: if (F1RumpfHinten > servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]+=F1RumpfSpeed;
else if (F1RumpfHinten < servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]-=F1RumpfSpeed;
break;
case bewegen:
if (richtungen&1){
if (F1RumpfVorne > servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]+=F1RumpfSpeed;
else if (F1RumpfVorne < servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]-=F1RumpfSpeed;
else richtungen &= 0b11111110;
}
else{
if (F1RumpfHinten > servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]+=F1RumpfSpeed;
else if (F1RumpfHinten < servo[F1Rumpf]) servo[F1Rumpf]-=F1RumpfSpeed;
else richtungen |= 1;
}
break;
default:;
}
switch(F1Zustand[2]){ // Hand
case stop:
break;
case oben: if (F1HandOben > servo[F1Hand]) servo[F1Hand]+=F1HandSpeed;
else if (F1HandOben < servo[F1Hand]) servo[F1Hand]-=F1HandSpeed;
break;
case unten: if (F1HandUnten > servo[F1Hand]) servo[F1Hand]+=F1HandSpeed;
else if (F1HandUnten < servo[F1Hand]) servo[F1Hand]-=F1HandSpeed;
break;
case bewegen:
if (richtungen&2){
if (F1HandOben > servo[F1Hand]) servo[F1Hand]+=F1HandSpeed;
else if (F1HandOben < servo[F1Hand]) servo[F1Hand]-=F1HandSpeed;
else richtungen &= 0b11111101;
}
else{
if (F1HandUnten > servo[F1Hand]) servo[F1Hand]+=F1HandSpeed;
else if (F1HandUnten < servo[F1Hand]) servo[F1Hand]-=F1HandSpeed;
else richtungen |= 2;
}
break;
default:;
}
}
void setF2(bewegungen a,bewegungen b, bewegungen c){
F2Zustand[0] = a;
F2Zustand[1] = b;
F2Zustand[2] = c;
}
void F2leben(){
const unsigned char F2RumpfSpeed = 2;
const unsigned char F2HandSpeed =2;
const bewegungen Augenbewegung[] ={mitte,mitte,links,rechts,rechts,mitte,mitte,rechts,links}; // max 15 Eintraege
static unsigned char augenposition = 0;
static unsigned char richtungen = 0; // Bit 0 Rumpf, Bit 1 Hand
bewegungen n;
unsigned char i;
if (F2Zustand[0] == bewegen){ // Augen
augenposition++;
i = augenposition >>4;
if (i >= sizeof(Augenbewegung)){
augenposition = 0;
i =0;
}
n = Augenbewegung[i];
}
else
n = F2Zustand[0];
switch(n){
case stop:
break;
case mitte:
servo[F2Augen] = F2AugenMitte;
break;
case rechts:
servo[F2Augen] = F2AugenRechts;
break;
case links:
servo[F2Augen] = F2AugenLinks;
break;
default:;
}
switch(F2Zustand[1]){ // Rumpf
case stop:
break;
case rechts: if (F2RumpfRechts > servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]+=F2RumpfSpeed;
else if (F2RumpfRechts < servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]-=F2RumpfSpeed;
break;
case links: if (F2RumpfLinks > servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]+=F2RumpfSpeed;
else if (F2RumpfLinks < servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]-=F2RumpfSpeed;
break;
case bewegen:
if (richtungen&1){
if (F2RumpfRechts > servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]+=F2RumpfSpeed;
else if (F2RumpfRechts < servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]-=F2RumpfSpeed;
else richtungen &= 0xfe;
}
else{
if (F2RumpfLinks > servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]+=F2RumpfSpeed;
else if (F2RumpfLinks < servo[F2Rumpf]) servo[F2Rumpf]-=F2RumpfSpeed;
else richtungen |= 1;
}
break;
default:;
}
switch(F2Zustand[2]){ // Hand
case stop:
break;
case oben: if (F2HandOben > servo[F2Hand]) servo[F2Hand]+=F2HandSpeed;
else if (F2HandOben < servo[F2Hand]) servo[F2Hand]-=F2HandSpeed;
break;
case unten: if (F2HandUnten > servo[F2Hand]) servo[F2Hand]+=F2HandSpeed;
else if (F2HandUnten < servo[F2Hand]) servo[F2Hand]-=F2HandSpeed;
break;
case bewegen:
if (richtungen&2){
if (F2HandOben > servo[F2Hand]) servo[F2Hand]+=F2HandSpeed;
else if (F2HandOben < servo[F2Hand]) servo[F2Hand]-=F2HandSpeed;
else richtungen &= 0b11111101;
}
else {
if (F2HandUnten > servo[F2Hand]) servo[F2Hand]+=F2HandSpeed;
else if (F2HandUnten < servo[F2Hand]) servo[F2Hand]-=F2HandSpeed;
else richtungen |= 2;
}
default:;
}
}
void vuMeter(unsigned char n){ // Anzeige des Pegels
int vu;
if (n<8){
if (n<2){
if (n<1)
vu = 0;
else
vu = 1;
}
else{
if (n<4)
vu = 3;
else
vu = 7;
}
}
else{
if (n<16)
vu = 15;
else if (n<32)
vu = 31;
else
vu = 63;
}
vu = ~vu;
CDOut = (CDOut & 0b00000111) | (vu<<3); // Bit 7..3
}
#define anzahlSamples 40
#define sprechSchwelle 4
#define servoInkrement 5
#define defaultAudio 5
unsigned char maxAudioF1 = defaultAudio;
unsigned char maxAudioF2 = defaultAudio;
ISR(ADC_vect){
static unsigned char wert = 0, i=0;
unsigned char n;
n = ADCH; // ADC auslesen
if (i<=1); // Messung verwerfen
else if (i<anzahlSamples){ // Maximum aus den Messungen
if (n>wert) wert = n;
}else if (i==anzahlSamples){ // Ausgeben F1 und Kanal umschalten
// Achtung es muss gelten Mundzu > Mundauf
if (wert > maxAudioF1) maxAudioF1 = wert;
if (wert > (maxAudioF1>>3)){
n = servo[F1Mund] - servoInkrement;
if (n<F1MundAuf) servo[F1Mund]=F1MundAuf;
else servo[F1Mund]= n;
sprachSituation |= 1;
ausTimer =0;
}
else {
n = servo[F1Mund] + servoInkrement;
if (n>F1MundZu) servo[F1Mund]=F1MundZu;
else servo[F1Mund]= n;
}
if (vuTest) vuMeter(wert);
wert = 0;
ADMUX |= 1; // Kanal 1
}
else if (i<=anzahlSamples+2); // Messung verwerfen
else if (i<2*anzahlSamples){ // Maximum aus 18..23
if (n>wert) wert = n;
}else{ // Ausgeben F2 und Kanal umschalten
// Achtung es muss gelten Mundzu > Mundauf
if (wert > maxAudioF2) maxAudioF2 = wert;
if (wert > (maxAudioF2>>3)){
n = servo[F2Mund] - servoInkrement;
if (n<F2MundAuf) servo[F2Mund]=F2MundAuf;
else servo[F2Mund]= n;
sprachSituation |= 2;
ausTimer = 0;
}
else {
n = servo[F2Mund] + servoInkrement;
if (n>F2MundZu) servo[F2Mund]=F2MundZu;
else servo[F2Mund]= n;
}
if (vuTest) vuMeter(wert);
wert = 0;
ADMUX &= 0xfe; // Kanal 0
i = 0;
}
i++;
}
/*ISR(ADC_vect){
static unsigned char wert = 0, i=0;
char n;
n = ADCH; // ADC auslesen
if (i<=1); // Messung verwerfen
else if (i<anzahlSamples){ // Maximum aus den Messungen 1..5
if (n>wert) wert = n;
}else if (i==anzahlSamples){ // Ausgeben und Kanal umschalten
// Achtung es muss gelten Mundzu > Mundauf
if (wert >sprechSchwelle){
n = servo[F1Mund] - servoInkrement;
if (n<F1MundAuf) servo[F1Mund]=F1MundAuf;
else servo[F1Mund]= n;
sprachSituation |= 1;
ausTimer =0;
}
else {
n = servo[F1Mund] + servoInkrement;
if (n>F1MundZu) servo[F1Mund]=F1MundZu;
else servo[F1Mund]= n;
}
if (vuTest) vuMeter(wert);
wert = 0;
ADMUX |= 1; // Kanal 1
}
else if (i<=anzahlSamples+2); // Messung verwerfen
else if (i<2*anzahlSamples){ // Maximum aus 18..23
if (n>wert) wert = n;
}else{ // Ausgeben und Kanal umschalten
// Achtung es muss gelten Mundzu > Mundauf
if (wert >sprechSchwelle){
n = servo[F2Mund] - servoInkrement;
if (n<F2MundAuf) servo[F2Mund]=F2MundAuf;
else servo[F2Mund]= n;
sprachSituation |= 2;
ausTimer = 0;
}
else {
n = servo[F2Mund] + servoInkrement;
if (n>F2MundZu) servo[F2Mund]=F2MundZu;
else servo[F2Mund]= n;
}
if (vuTest) vuMeter(wert);
wert = 0;
ADMUX &= 0xfe; // Kanal 0
i = 0;
}
i++;
}
*/
ISR(TIMER1_CAPT_vect){ // ISR wird alle 20ms aufgerufen
static unsigned char su=0,lt=0; // interne Zaehler fuer Takte
if (servosAn){
ServosOut = 1; // Servo1 an
OCR1A= servo[0]*10+TCNT1; // Zeitmarke setzen
}
systemZeit++;
su++;
lt++;
if (su >= 50){
su=0;
sekundenUhr++;
ausTimer++;
}
if (lt >= 3){
lt =0;
lebensTakt++;
}
aktServo =0; // wieder Start mit Servo 0
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect){ // ISR fuer die Flankensteuerung der Servos
if (servosAn && aktServo < 8){
aktServo++;
ServosOut = 1 << aktServo; // neuen Servo an
//OCR1A= (((servo[aktServo]<<1)+servo[aktServo])<<1)+1000+TCNT1; // Zeitmarke setzen
OCR1A= servo[aktServo]*10+TCNT1; // Zeitmarke setzen
}
}
void keyCheck(){
static unsigned char keyOld = 0; // alter Zustand
unsigned char keyTest,tmp;
keyEnter = 0, keyExit = 0;
keyTest = ~MuenzIn >> 2 & 0b00111111;// Einlesen und zurechtschieben
if (keyOld != keyTest){ // hat sich was getan
_delay_ms(5); // Prellen abwarten
tmp = (~MuenzIn >> 2)&0b00111111; // nochmal Einlesen und zurechtschieben
if (tmp == keyTest){ // ist es stabil?
keyEnter = (~keyOld) & keyTest; // steigende Flanke !alt und neu
keyExit = keyOld & (~keyTest); // fallende Flanke alt und !neu
keyOld = keyTest;
}
}
}
void testeHardware(){
unsigned int altSekundenUhr =0;
char komponente =0;
while(1){
if (altSekundenUhr != sekundenUhr){ // warten bis Sekunde rum ist
altSekundenUhr = sekundenUhr;
switch(komponente){
case 0: MuenzOut |= 1<<M1Led;
break;
case 1: MuenzOut &= ~(1<<M1Led);
MuenzOut |= 1<<M2Led;
break;
case 2: MuenzOut &= ~(1<<M2Led);
RelaisOut |= 1<<M3Led;
break;
case 3: RelaisOut &= ~(1<<M3Led);
RelaisOut |= 1<<Relais1;
break;
case 4: RelaisOut &= ~(1<<Relais1);
RelaisOut |= 1<<Relais2;
break;
case 5: RelaisOut &= ~(1<<Relais2);
RelaisOut |= 1<<Relais3;
break;
case 6: RelaisOut &= ~(1<<Relais3);
CDOut &= ~(1<<CD1);
break;
case 7: CDOut |= 1<<CD1;
CDOut &= ~(1<<CD2);
break;
case 8: CDOut |= 1<<CD2;
CDOut &= ~(1<<CD3);
break;
case 9: CDOut |= 1<<CD3;
CDOut &= ~(1<<CD4);
break;
case 10:CDOut |= 1<<CD4;
CDOut &= ~(1<<CD5);
break;
case 11:CDOut |= 1<<CD5;
CDOut &= ~(1<<CD6);
break;
case 12:CDOut |= 1<<CD6;
break;
default: komponente = -1;
}
komponente++;
}
}
}
int main(){
CDDdr = 0b11111100;
CDOut = 0b11111100; // Steuerung mit negativer logik
ServosDdr = 0xff; // Alle auf Ausgang
MuenzDdr = 0b00000011; //
RelaisDdr = 0b11110000; // drei Realais und M3Led
ADMUX = 0b11100000; // Interne Ref, linksbuendig, ADC1
ADCSRA = 0b11111111; // ADWandler Free Running, Interrupt frei CLK/128
ICR1 = 19999; // Signal alle 20 ms
TCCR1A = 0b00000000; // Timer1 CTC Mode
TCCR1B = 0b00011010; // Keine Vorteilung Timer mit CPU-CLK / 8
TIMSK = 0b00110000; // ICF1 und OC1A Interrupt Enable
lcd_init();
lcd_string("BruScheiKa");
sei(); // globale Interruptfreigabe
unsigned char altLebensTakt =0;
unsigned int altSekundenUhr =0;
unsigned char n=0,f1Laber=0,f2Laber=0;
if (HardWareTest) testeHardware();
typedef enum {blinken,anfang,startdelay,vorstellung,ende} automatenstatustyp;
automatenstatustyp automatenstatus = blinken;
typedef enum {tisch,kindertraum,geleitschutz} sequenztyp;
const char sqt1[] = "Tisch";
const char sqt2[] ="Kindertraum";
const char sqt3[] ="Geleitschutz";
const char *sequenzName[] = {sqt1,sqt2,sqt3};
sequenztyp sequenz = tisch;
schedul:
while(automatenstatus == blinken){ // Warten auf Geld
servosAn=0;
keyCheck(); // Muenzeinwurf ueberpruefen
if (keyEnter){
if (keyEnter&0b00000011) sequenz = tisch; // Muenze an M1
else if (keyEnter&0b00001100) sequenz = kindertraum; // Muenze an M2
else if (keyEnter&0b00110000) sequenz = geleitschutz; // Muenze an M3
automatenstatus = anfang;
lcd_clear();
lcd_string("Anfang ");
lcd_string(sequenzName[sequenz]);
break;
}
if (altSekundenUhr != sekundenUhr){ // Blinken der LED
altSekundenUhr = sekundenUhr;
if (sekundenUhr&1){
n = ~MuenzIn>>2; // Muenzer einlesen
if ((n & 0b11) ==0) // keine Verstopfung bei M1
MuenzOut |= 1;
if ((n & 0b1100) ==0) // keine Verstopfung bei M2
MuenzOut |= 2;
if ((n & 0b110000) ==0) // keine Verstopfung bei M3
RelaisOut |= 1<<M3Led;
}
else{ // LED ausschalten
MuenzOut &= ~(3); // M1Led und M2Led
RelaisOut &= ~(1<<M3Led);
}
}
}
if (automatenstatus == anfang){ // Anfang
servosAn=1;
altSekundenUhr=sekundenUhr=0;
automatenstatus = startdelay;
RelaisOut |= 1<<Relais1; // Summenrelais an
switch (sequenz){
case tisch:
CDOut &= ~(1<<CD1); // CD1 an negative Logik
break;
case kindertraum:
CDOut &= ~(1<<CD2); // CD2 an negative Logik
//CDOut &= ~(1<<CD1); // CD1 an negative Logik
break;
case geleitschutz:
CDOut &= ~(1<<CD3); // CD3 an negative Logik
//CDOut &= ~(1<<CD1); // CD1 an negative Logik
break;
}
}
while(automatenstatus == vorstellung || automatenstatus == startdelay){
if (automatenstatus == startdelay){
if (sekundenUhr > anfangWarten){
automatenstatus = vorstellung;
ausTimer = 0;
maxAudioF1 = defaultAudio; // Lautstaerke auf Standard setzen
maxAudioF2 = defaultAudio;
lcd_clear();
lcd_string("Vorstellung ");
//lcd_string(sequenzName[sequenz]);
}
}
else if (ausTimer > schnauzAus) automatenstatus = ende; // wenn ruhe dann Ende
if (altSekundenUhr != sekundenUhr){ // bei sekundenwechsel
altSekundenUhr = sekundenUhr;
if (R2an[sequenz]>0 && sekundenUhr == R2an[sequenz]) RelaisOut |= 1<<Relais2;
if (R2aus[sequenz]>0 && sekundenUhr == R2aus[sequenz]) RelaisOut &= ~(1<<Relais2);
if (R3an[sequenz]>0 && sekundenUhr == R3an[sequenz]) RelaisOut |= 1<<Relais3;
if (R3aus[sequenz]>0 && sekundenUhr == R3aus[sequenz]) RelaisOut &= ~(1<<Relais3);
}
if (altLebensTakt !=lebensTakt){
altLebensTakt =lebensTakt;
if (automatenstatus == startdelay || lebensTakt&1)
RelaisOut |= 1<<M3Led;
else
RelaisOut &= ~(1<<M3Led);
//MuenzOut = (MuenzOut & 0b11111100) | sprachSituation;
if (sprachSituation &1) f1Laber = 15; // wenn 1 dann Delay setzen
else if (f1Laber>0){ // Nachlauf zum ueberbruecken von Sprechpausen
f1Laber--;
sprachSituation |= 1;
}
if (sprachSituation &2) f2Laber = 15; // wenn 1 dann Delay setzen
else if (f2Laber>0){
f2Laber--;
sprachSituation |= 2;
}
MuenzOut = (MuenzOut & 0b11111100) | sprachSituation;
switch (sprachSituation){
case 0: // keiner spricht
setF1(bewegen,bewegen,bewegen); // Augen Rumpf (vorne hinten) Hand
setF2(bewegen,bewegen,bewegen); // Augen Rumpf (rechts links) Hand
break;
case 1: // links spricht Mann sitzt links
setF1(bewegen,bewegen,bewegen);
setF2(bewegen,rechts,bewegen);
break;
case 2: // rechts spricht Frau steht rechts
setF1(mitte,hinten,unten);
setF2(bewegen,links,stop);
break;
case 3: // beide sprechen
setF1(rechts,bewegen,bewegen);
setF2(links,links,stop);
break;
}
sprachSituation = 0;
F1leben();
F2leben();
}
}
if (automatenstatus == ende){ // Ende der Vorstellung
servosAn=0;
ServosOut=0; // wirklich ausschalten
automatenstatus = blinken;
RelaisOut &= 0b00011111; // Summenrelais aus
CDOut = 0b11111100; // alle CDs aus Steuerung mit negativer logik
char Buffer[20];
lcd_clear();
lcd_string("AudioF1 ");
itoa(maxAudioF1, Buffer, 10 );
lcd_string( Buffer );
lcd_setcursor( 0, 2 );
lcd_string("AudioF2 ");
itoa(maxAudioF2, Buffer, 10 );
lcd_string( Buffer );
}
goto schedul;
return 0;
}
|
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