firmware/adc.c

   1 #include <avr/io.h>
   2 #include <avr/interrupt.h>
   3
   4 #include "lights.h"
   5
   6 #define AMBIENT_ADC N_PWMLEDS
   7 #define BATTERY_ADC (N_PWMLEDS + 1)
   8 #define ADC1_GAIN20 (N_PWMLEDS + 2)
   9
  10 #define NUM_ADCS 6
  11 volatile static unsigned char current_adc;
  12 static uint16_t adc_sum;
  13 static unsigned char sum_shift;
  14 static unsigned char adc_vals;
  15 static uint16_t adc1_gain20_offset_x16;
  16
  17 static void inline setup_mux(unsigned char n)
  18 {
  19         /* ADC numbering: PWM LEDs first, then ambient light sensor, battery sensor */
  20         switch (n) {
  21         case 0: // pwmled 1: 1.1V, ADC0,1 (PA0,1), gain 20
  22                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX3) | _BV(MUX1) | _BV(MUX0);
  23                 sum_shift = 3; // 8 measurements
  24                 break;
  25         case 1: // pwmled 2: 1.1V, ADC2,1 (PA2,1), gain 20
  26                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
  27                 sum_shift = 3; // 8 measurements
  28                 break;
  29         case 2: // pwmled 3: 1.1V, ADC4 (PA5), single-ended
  30                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX2);
  31                 sum_shift = 2; // 4 measurements
  32                 break;
  33         case 3: // ambient light: 1.1V, ADC5 (PA6), single-ended
  34                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX2) | _BV(MUX0);
  35                 sum_shift = 0; // 1 measurement
  36                 break;
  37         case 4: // batt voltage: 1.1V, ADC6 (PA7), single-ended
  38                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
  39                 sum_shift = 0; // 1 measurement
  40                 break;
  41         case 5: // gain stage offset: 1.1V, ADC1,1, gain 20
  42                 ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX0);
  43                 sum_shift = 3; // 8 measurements
  44                 break;
  45         }
  46
  47         adc_sum = 0;
  48         adc_vals = 1 << sum_shift;
  49 }
  50
  51 static void start_next_adc()
  52 {
  53         if (current_adc > 0) {
  54                 current_adc--;
  55                 // set up mux, start one-shot conversion
  56                 setup_mux(current_adc);
  57                 ADCSRA |= _BV(ADSC);
  58         } else {
  59                 current_adc = NUM_ADCS;
  60                 // TODO: kick the watchdog here.
  61         }
  62 }
  63
  64 void init_adc()
  65 {
  66         unsigned char i;
  67         current_adc = NUM_ADCS;
  68
  69         ADCSRA = _BV(ADEN)                      // enable
  70                 | _BV(ADPS1) | _BV(ADPS0)       // CLK/8 = 125 kHz
  71                 // | _BV(ADPS2)                 // CLK/16 = 62.5 kHz
  72                 ;
  73         // ADCSRB |= _BV(GSEL); // gain 8 or 32
  74
  75         // Disable digital input on all bits used by ADC
  76         DIDR0 = _BV(ADC0D) | _BV(ADC1D) | _BV(ADC2D)
  77                 | _BV(ADC4D) | _BV(ADC5D) | _BV(ADC6D);
  78
  79         // 1.1V, ADC1,1, gain 20
  80         ADMUX = _BV(REFS1) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX0);
  81         ADCSRA |= _BV(ADSC);
  82
  83         /* Do first conversion and drop the result */
  84         while ((ADCSRA & _BV(ADIF)) == 0)
  85                 ;
  86         ADCSRA |= _BV(ADIF); // clear the IRQ flag
  87
  88         adc1_gain20_offset_x16 = 0;
  89
  90         for (i = 0; i < 16; i++) {
  91                 ADCSRA |= _BV(ADSC);
  92
  93                 while ((ADCSRA & _BV(ADIF)) == 0)
  94                         ;
  95                 adc1_gain20_offset_x16 += ADCW;
  96
  97                 ADCSRA |= _BV(ADIF); // clear the IRQ flag
  98         }
  99
 100         ADCSRA |= _BV(ADIE); // enable IRQ
 101 }
 102
 103 void susp_adc()
 104 {
 105         ADCSRA = 0;
 106         DIDR0 = 0;
 107 }
 108
 109 ISR(ADC_vect) { // IRQ handler
 110         uint16_t adcval = ADCW;
 111
 112         if (adc_vals)
 113                 // start the next conversion immediately
 114                 ADCSRA |= _BV(ADSC);
 115
 116         if (adc_vals < (1 << sum_shift))
 117                  // drop the first conversion, use all others
 118                  adc_sum += adcval;
 119
 120         if (adc_vals) {
 121                 adc_vals--;
 122                 return;
 123         }
 124
 125         // Now handle the (1 << sum_shift) measurements
 126
 127         adcval = adc_sum >> sum_shift;
 128
 129         if (current_adc == ADC1_GAIN20) {
 130                 // running average
 131                 adc1_gain20_offset_x16 += adcval
 132                         - (adc1_gain20_offset_x16 >> 4);
 133         } else if (current_adc == 0 || current_adc == 1) {
 134                 uint16_t offset = adc1_gain20_offset_x16 >> 4;
 135                 if (adcval >= offset)
 136                         adcval -= offset;
 137                 else
 138                         adcval = 0;
 139         }
 140
 141         if (current_adc < N_PWMLEDS)
 142                 pwmled_adc(current_adc, adcval);
 143         if (current_adc == AMBIENT_ADC)
 144                 ambient_adc(adcval);
 145         if (current_adc == BATTERY_ADC)
 146                 battery_adc(adcval);
 147
 148         start_next_adc();
 149 }
 150
 151 void timer_start_adcs()
 152 {
 153         if (current_adc == NUM_ADCS) // Don't start if in progress
 154                 start_next_adc();
 155         else
 156                 log_byte(0x99);
 157 }
 158