Subversion Repositories FlightCtrl

Rev

Rev 2050 | Go to most recent revision | Blame | Compare with Previous | Last modification | View Log | RSS feed

// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + www.MikroKopter.com
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Software Nutzungsbedingungen (english version: see below)
// + der Fa. HiSystems GmbH, Flachsmeerstrasse 2, 26802 Moormerland - nachfolgend Lizenzgeber genannt -
// + Der Lizenzgeber räumt dem Kunden ein nicht-ausschließliches, zeitlich und räumlich* unbeschränktes Recht ein, die im den
// + Mikrocontroller verwendete Firmware für die Hardware Flight-Ctrl, Navi-Ctrl, BL-Ctrl, MK3Mag & PC-Programm MikroKopter-Tool
// + - nachfolgend Software genannt - nur für private Zwecke zu nutzen.
// + Der Einsatz dieser Software ist nur auf oder mit Produkten des Lizenzgebers zulässig.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Die vom Lizenzgeber gelieferte Software ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte an der Software sowie an sonstigen im
// + Rahmen der Vertragsanbahnung und Vertragsdurchführung überlassenen Unterlagen stehen im Verhältnis der Vertragspartner ausschließlich dem Lizenzgeber zu.
// + Die in der Software enthaltenen Copyright-Vermerke, Markenzeichen, andere Rechtsvorbehalte, Seriennummern sowie
// + sonstige der Programmidentifikation dienenden Merkmale dürfen vom Kunden nicht verändert oder unkenntlich gemacht werden.
// + Der Kunde trifft angemessene Vorkehrungen für den sicheren Einsatz der Software. Er wird die Software gründlich auf deren
// + Verwendbarkeit zu dem von ihm beabsichtigten Zweck testen, bevor er diese operativ einsetzt.
// + Die Haftung des Lizenzgebers wird - soweit gesetzlich zulässig - begrenzt in Höhe des typischen und vorhersehbaren
// + Schadens. Die gesetzliche Haftung bei Personenschäden und nach dem Produkthaftungsgesetz bleibt unberührt. Dem Lizenzgeber steht jedoch der Einwand
// + des Mitverschuldens offen.
// + Der Kunde trifft angemessene Vorkehrungen für den Fall, dass die Software ganz oder teilweise nicht ordnungsgemäß arbeitet.
// + Er wird die Software gründlich auf deren Verwendbarkeit zu dem von ihm beabsichtigten Zweck testen, bevor er diese operativ einsetzt.
// + Der Kunde wird er seine Daten vor Einsatz der Software nach dem Stand der Technik sichern.
// + Der Kunde ist darüber unterrichtet, dass der Lizenzgeber seine Daten im zur Vertragsdurchführung erforderlichen Umfang
// + und auf Grundlage der Datenschutzvorschriften erhebt, speichert, verarbeitet und, sofern notwendig, an Dritte übermittelt.
// + *) Die räumliche Nutzung bezieht sich nur auf den Einsatzort, nicht auf die Reichweite der programmierten Software.
// + #### ENDE DER NUTZUNGSBEDINGUNGEN ####'
// +  Hinweis: Informationen über erweiterte Nutzungsrechte (wie z.B. Nutzung für nicht-private Zwecke) sind auf Anfrage per Email an info(@)hisystems.de verfügbar.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Software LICENSING TERMS
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + of HiSystems GmbH, Flachsmeerstrasse 2, 26802 Moormerland, Germany - the Licensor -
// + The Licensor grants the customer a non-exclusive license to use the microcontroller firmware of the Flight-Ctrl, Navi-Ctrl, BL-Ctrl, and MK3Mag hardware
// + (the Software) exclusively for private purposes. The License is unrestricted with respect to time and territory*.
// + The Software may only be used with the Licensor's products.
// + The Software provided by the Licensor is protected by copyright. With respect to the relationship between the parties to this
// + agreement, all rights pertaining to the Software and other documents provided during the preparation and execution of this
// + agreement shall be the property of the Licensor.
// + The information contained in the Software copyright notices, trademarks, other legal reservations, serial numbers and other
// + features that can be used to identify the program may not be altered or defaced by the customer.
// + The customer shall be responsible for taking reasonable precautions
// + for the safe use of the Software. The customer shall test the Software thoroughly regarding its suitability for the
// + intended purpose before implementing it for actual operation. The Licensor's liability shall be limited to the extent of typical and
// + foreseeable damage to the extent permitted by law, notwithstanding statutory liability for bodily injury and product
// + liability. However, the Licensor shall be entitled to the defense of contributory negligence.
// + The customer will take adequate precautions in the case, that the software is not working properly. The customer will test
// + the software for his purpose before any operational usage. The customer will backup his data before using the software.
// + The customer understands that the Licensor collects, stores and processes, and, where required, forwards, customer data
// + to third parties to the extent necessary for executing the agreement, subject to applicable data protection and privacy regulations.
// + *) The territory aspect only refers to the place where the Software is used, not its programmed range.
// + #### END OF LICENSING TERMS ####
// + Note: For information on license extensions (e.g. commercial use), please contact us at info(@)hisystems.de.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/twi.h>
#include "eeprom.h"
#include "twimaster.h"
#include "fc.h"
#include "analog.h"
#include "uart.h"
#include "timer0.h"

volatile uint8_t twi_state      = TWI_STATE_MOTOR_TX;
volatile uint8_t dac_channel    = 0;
volatile uint8_t motor_write    = 0;
volatile uint8_t motor_read     = 0;
volatile uint8_t I2C_TransferActive = 0;

volatile uint16_t I2CTimeout = 100;

uint8_t MissingMotor  = 0;

volatile uint8_t BLFlags = 0;

MotorData_t Motor[MAX_MOTORS];

// bit mask for witch BL the configuration should be sent
volatile uint16_t BLConfig_WriteMask = 0;
// bit mask for witch BL the configuration should be read
volatile uint16_t BLConfig_ReadMask = 0;
// buffer for BL Configuration
BLConfig_t BLConfig;

#define I2C_WriteByte(byte) {TWDR = byte; TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN) | (1<<TWIE);}
#define I2C_ReceiveByte() {TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN) | (1<<TWIE) | (1<<TWEA);}
#define I2C_ReceiveLastByte() {TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN) | (1<<TWIE);}

#define SCL_CLOCK  200000L
#define I2C_TIMEOUT 30000
#define TWI_BASE_ADDRESS 0x52

/**************************************************/
/*   Initialize I2C (TWI)                         */
/**************************************************/

void I2C_Init(char clear)
{
        uint8_t i;
        uint8_t sreg = SREG;
        cli();

        // SDA is INPUT
        DDRC  &= ~(1<<DDC1);
        // SCL is output
        DDRC |= (1<<DDC0);
        // pull up SDA
        PORTC |= (1<<PORTC0)|(1<<PORTC1);

        // TWI Status Register
        // prescaler 1 (TWPS1 = 0, TWPS0 = 0)
        TWSR &= ~((1<<TWPS1)|(1<<TWPS0));

        // set TWI Bit Rate Register
        TWBR = ((F_CPU/SCL_CLOCK)-16)/2;

        twi_state               = TWI_STATE_MOTOR_TX;
        motor_write     = 0;
        motor_read              = 0;

        if(clear) for(i=0; i < MAX_MOTORS; i++)
        {
                Motor[i].Version        = 0;
                Motor[i].SetPoint       = 0;
                Motor[i].SetPointLowerBits      = 0;
                Motor[i].State          = 0;
                Motor[i].ReadMode       = BL_READMODE_STATUS;
                Motor[i].Current        = 0;
                Motor[i].MaxPWM         = 0;
                Motor[i].Temperature = 0;
        }
    sei();
        SREG = sreg;
}

void I2C_Reset(void)
{
        // stop i2c bus
        I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
        TWCR = (1<<TWINT); // reset to original state incl. interrupt flag reset
        TWAMR = 0;
        TWAR = 0;
        TWDR = 0;
        TWSR = 0;
        TWBR = 0;
    I2C_TransferActive = 0;
        I2C_Init(0);
        I2C_WriteByte(0);
        BLFlags |= BLFLAG_READ_VERSION;
}

/****************************************/
/*        I2C ISR                       */
/****************************************/
ISR (TWI_vect)
{
        static uint8_t missing_motor = 0, motor_read_temperature = 0;
        static uint8_t *pBuff = 0;
        static uint8_t BuffLen = 0;

    switch (twi_state++)
        {
                // Master Transmit
        case 0: // TWI_STATE_MOTOR_TX
            I2C_TransferActive = 1;
                        // skip motor if not used in mixer
                        while((Mixer.Motor[motor_write][MIX_GAS] <= 0) && (motor_write < MAX_MOTORS)) motor_write++;
                        if(motor_write >= MAX_MOTORS) // writing finished, read now
                        {
                                BLConfig_WriteMask = 0; // reset configuration bitmask
                                motor_write = 0; // reset motor write counter for next cycle
                                twi_state = TWI_STATE_MOTOR_RX;
                                I2C_WriteByte(TWI_BASE_ADDRESS + TW_READ + (motor_read<<1) ); // select slave address in rx mode
                        }
                        else I2C_WriteByte(TWI_BASE_ADDRESS + TW_WRITE + (motor_write<<1) ); // select slave address in tx mode
                        break;
        case 1: // Send Data to Slave
                        I2C_WriteByte(Motor[motor_write].SetPoint); // transmit setpoint
                        // if old version has been detected
                        if(!(Motor[motor_write].Version & MOTOR_STATE_NEW_PROTOCOL_MASK))
                        {
                                twi_state = 4; //jump over sending more data
                        }
                        // the new version has been detected
                        else if(!( (Motor[motor_write].SetPointLowerBits && (RequiredMotors < 7)) || BLConfig_WriteMask || BLConfig_ReadMask )  )
                        {       // or LowerBits are zero and no BlConfig should be sent (saves round trip time)
                                twi_state = 4; //jump over sending more data
                        }
                        break;
        case 2: // lower bits of setpoint (higher resolution)
                        if ((0x0001<<motor_write) & BLConfig_ReadMask)
                        {
                                Motor[motor_write].ReadMode = BL_READMODE_CONFIG; // configuration request
                        }
                        else
                        {
                                Motor[motor_write].ReadMode = BL_READMODE_STATUS; // normal status request
                        }
                        // send read mode and the lower bits of setpoint
                I2C_WriteByte((Motor[motor_write].ReadMode<<3)|(Motor[motor_write].SetPointLowerBits & 0x07));
                        // configuration tranmission request?
                        if((0x0001<<motor_write) & BLConfig_WriteMask)
                        {       // redirect tx pointer to configuration data
                                pBuff = (uint8_t*)&BLConfig; // select config for motor
                                BuffLen = sizeof(BLConfig_t);
                        }
                        else
                        {       // jump to end of transmission for that motor
                                twi_state = 4;
                        }
                        break;
                case 3: // send configuration
                        I2C_WriteByte(*pBuff);
                        pBuff++;
                        if(--BuffLen > 0) twi_state = 3; // if there are some bytes left
                        break;
        case 4: // repeat case 0-4 for all motors
                        if(TWSR == TW_MT_DATA_NACK) // Data transmitted, NACK received
                        {
                                if(!missing_motor) missing_motor = motor_write + 1;
                                if((Motor[motor_write].State & MOTOR_STATE_ERROR_MASK) < MOTOR_STATE_ERROR_MASK) Motor[motor_write].State++; // increment error counter and handle overflow
                        }
                        I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
                        I2CTimeout = 10;
                        motor_write++; // next motor
                        I2C_Start(TWI_STATE_MOTOR_TX); // Repeated start -> switch slave or switch Master Transmit -> Master Receive
                        break;
       // Master Receive Data
        case 5: // TWI_STATE_MOTOR_RX
                        if(TWSR != TW_MR_SLA_ACK) //  SLA+R transmitted but no ACK received
                        {       // no response from the addressed slave received
                                Motor[motor_read].State &= ~MOTOR_STATE_PRESENT_MASK; // clear present bit
                                if(++motor_read >= MAX_MOTORS)
                                {       // all motors read
                                        motor_read = 0;                 // restart from beginning
                                        BLConfig_ReadMask = 0;  // reset read configuration bitmask
                                        if(++motor_read_temperature >= MAX_MOTORS)
                                        {
                                                motor_read_temperature = 0;
                                                BLFlags &= ~BLFLAG_READ_VERSION;
                                        }
                                }
                                BLFlags |= BLFLAG_TX_COMPLETE;
                                I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
                                I2C_TransferActive = 0;
                        }
                        else
                        {       // motor successfully addressed
                                Motor[motor_read].State |= MOTOR_STATE_PRESENT_MASK; // set present bit
                                if(Motor[motor_read].Version & MOTOR_STATE_NEW_PROTOCOL_MASK)
                                {
                                        // new BL found
                                        switch(Motor[motor_read].ReadMode)
                                        {
                                                case BL_READMODE_CONFIG:
                                                        pBuff = (uint8_t*)&BLConfig;
                                                        BuffLen = sizeof(BLConfig_t);
                                                        break;

                                                case BL_READMODE_STATUS:
                                                        pBuff = (uint8_t*)&(Motor[motor_read].Current);
                                                        if(motor_read == motor_read_temperature) BuffLen = 3; // read Current, MaxPwm & Temp
                                                        else BuffLen = 1;// read Current only
                                                        break;
                                        }
                                }
                                else // old BL version
                                {
                                        pBuff = (uint8_t*)&(Motor[motor_read].Current);
                                        if((BLFlags & BLFLAG_READ_VERSION) || (motor_read == motor_read_temperature)) BuffLen = 2; // Current & MaxPwm
                                        else BuffLen = 1; // read Current only
                                }
                                if(BuffLen == 1)
                                {
                                        I2C_ReceiveLastByte();  // read last byte
                                }
                                else
                                {
                                        I2C_ReceiveByte();              // read next byte
                                }
                        }
                        MissingMotor = missing_motor;
                        missing_motor = 0;
                        break;
                case 6: // receive bytes
                        *pBuff = TWDR;
                        pBuff++;
                        BuffLen--;
                        if(BuffLen>1)
                        {
                                I2C_ReceiveByte(); // read next byte
                        }
                        else if (BuffLen == 1)
                        {
                                I2C_ReceiveLastByte();  // read last byte
                        }
                        else // nothing left
                        {
                                if(BLFlags & BLFLAG_READ_VERSION)
                                {
                                        if(!(FC_StatusFlags & FC_STATUS_MOTOR_RUN) && (Motor[motor_read].MaxPWM == 250) ) Motor[motor_read].Version |= MOTOR_STATE_NEW_PROTOCOL_MASK;
                                        else Motor[motor_read].Version = 0;
                                }
                                if(++motor_read >= MAX_MOTORS)
                                {
                                        motor_read = 0;                 // restart from beginning
                                        BLConfig_ReadMask = 0;  // reset read configuration bitmask
                                        if(++motor_read_temperature >= MAX_MOTORS)
                                        {
                                                motor_read_temperature = 0;
                                                BLFlags &= ~BLFLAG_READ_VERSION;
                                        }
                                }
                                I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
                                BLFlags |= BLFLAG_TX_COMPLETE;
                I2C_TransferActive = 0;
                                return;
                        }
                        twi_state = 6; // if there are some bytes left
                        break;

                // writing Gyro-Offsets
                case 18:
                        I2C_WriteByte(0x98); // Address the DAC
                        break;

                case 19:
                        I2C_WriteByte(0x10 + (dac_channel * 2)); // Select DAC Channel (0x10 = A, 0x12 = B, 0x14 = C)
                        break;

                case 20:
                        switch(dac_channel)
                        {
                                case 0:
                                                I2C_WriteByte(AnalogOffsetNick); // 1st byte for Channel A
                                                break;
                                case 1:
                                                I2C_WriteByte(AnalogOffsetRoll); // 1st byte for Channel B
                                                break;
                                case 2:
                                                I2C_WriteByte(AnalogOffsetGier); // 1st byte for Channel C
                                                break;
                        }
                        break;

                case 21:
                        I2C_WriteByte(0x80); // 2nd byte for all channels is 0x80
                        break;

                case 22:
                        I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
                        I2C_TransferActive = 0;
                        I2CTimeout = 10;
                        // repeat case 18...22 until all DAC Channels are updated
                        if(dac_channel < 2)
                        {
                                dac_channel ++;         // jump to next channel
                                I2C_Start(TWI_STATE_GYRO_OFFSET_TX);            // start transmission for next channel
                        }
                        else
                        {
                                dac_channel = 0; // reset dac channel counter
                                BLFlags |= BLFLAG_TX_COMPLETE;
                        }
                        break;
        default:
                        I2C_Stop(TWI_STATE_MOTOR_TX);
                        BLFlags |= BLFLAG_TX_COMPLETE;
                        I2CTimeout = 10;
                        motor_write = 0;
                        motor_read = 0;
                        I2C_TransferActive = 0;
                        break;
        }

}


uint8_t I2C_WriteBLConfig(uint8_t motor)
{
        uint8_t i;
        uint16_t timer;

        if(MotorenEin || PC_MotortestActive) return(BLCONFIG_ERR_MOTOR_RUNNING);        // not when motors are running!
        if(motor > MAX_MOTORS) return (BLCONFIG_ERR_MOTOR_NOT_EXIST);                   // motor does not exist!
        if(motor)
        {
                if(!(Motor[motor-1].State & MOTOR_STATE_PRESENT_MASK)) return(BLCONFIG_ERR_MOTOR_NOT_EXIST); // motor does not exist!
                if(!(Motor[motor-1].Version & MOTOR_STATE_NEW_PROTOCOL_MASK)) return(BLCONFIG_ERR_HW_NOT_COMPATIBLE); // not a new BL!
        }
        // check BL configuration to send
        if(BLConfig.Revision != BLCONFIG_REVISION) return (BLCONFIG_ERR_SW_NOT_COMPATIBLE); // bad revison
        i = RAM_Checksum((uint8_t*)&BLConfig, sizeof(BLConfig_t) - 1);
        if(i != BLConfig.crc) return(BLCONFIG_ERR_CHECKSUM); // bad checksum

        timer = SetDelay(2000);
        while(!(BLFlags & BLFLAG_TX_COMPLETE) && !CheckDelay(timer));   //wait for complete transfer

        // prepare the bitmask
        if(!motor) // 0 means all
        {
                BLConfig_WriteMask = 0xFF; // all motors at once with the same configuration
        }
        else //only one specific motor
        {
                BLConfig_WriteMask = 0x0001<<(motor-1);
        }
        for(i = 0; i < MAX_MOTORS; i++)
        {
                if((0x0001<<i) & BLConfig_WriteMask)
                {
                        Motor[i].SetPoint = 0;
                        Motor[i].SetPointLowerBits = 0;
                }
        }

        motor_write = 0;
        // needs at least MAX_MOTORS loops of 2 ms (12*2ms = 24ms)
        do
        {
                I2C_Start(TWI_STATE_MOTOR_TX); // start an i2c transmission
                while(!(BLFlags & BLFLAG_TX_COMPLETE)  && !CheckDelay(timer)); //wait for complete transfer
        }while(BLConfig_WriteMask  && !CheckDelay(timer)); // repeat until the BL config has been sent
        if(BLConfig_WriteMask) return(BLCONFIG_ERR_MOTOR_NOT_EXIST);
        return(BLCONFIG_SUCCESS);
}

uint8_t I2C_ReadBLConfig(uint8_t motor)
{
        uint8_t i;
        uint16_t timer;

        if(MotorenEin || PC_MotortestActive) return(BLCONFIG_ERR_MOTOR_RUNNING); // not when motors are running!
        if(motor > MAX_MOTORS) return (BLCONFIG_ERR_MOTOR_NOT_EXIST);           // motor does not exist!
        if(motor == 0) return (BLCONFIG_ERR_READ_NOT_POSSIBLE);
        if(!(Motor[motor-1].State & MOTOR_STATE_PRESENT_MASK)) return(BLCONFIG_ERR_MOTOR_NOT_EXIST); // motor does not exist!
        if(!(Motor[motor-1].Version & MOTOR_STATE_NEW_PROTOCOL_MASK)) return(BLCONFIG_ERR_HW_NOT_COMPATIBLE); // not a new BL!

        timer = SetDelay(2000);
        while(!(BLFlags & BLFLAG_TX_COMPLETE) && !CheckDelay(timer));                           //wait for complete transfer

        // prepare the bitmask
        BLConfig_ReadMask = 0x0001<<(motor-1);

        for(i = 0; i < MAX_MOTORS; i++)
        {
                if((0x0001<<i) & BLConfig_ReadMask)
                {
                        Motor[i].SetPoint = 0;
                        Motor[i].SetPointLowerBits = 0;
                }
        }

        motor_read = 0;
        BLConfig.Revision = 0; // bad revision
        BLConfig.crc = 0;          // bad checksum
        // needs at least MAX_MOTORS loops of 2 ms (12*2ms = 24ms)
        do
        {
                I2C_Start(TWI_STATE_MOTOR_TX); // start an i2c transmission
                while(!(BLFlags & BLFLAG_TX_COMPLETE) && !CheckDelay(timer)); //wait for complete transfer
        }while(BLConfig_ReadMask && !CheckDelay(timer)); // repeat until the BL config has been received from all motors
        // validate result
        if(BLConfig.Revision != BLCONFIG_REVISION) return (BLCONFIG_ERR_SW_NOT_COMPATIBLE); // bad revison
        i = RAM_Checksum((uint8_t*)&BLConfig, sizeof(BLConfig_t) - 1);
        if(i != BLConfig.crc) return(BLCONFIG_ERR_CHECKSUM); // bad checksum
        return(BLCONFIG_SUCCESS);
}