Subversion Repositories FlightCtrl

 // ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

// + Copyright (c) 04.2007 Holger Buss

// + only for non-profit use

// + www.MikroKopter.com

// + see the File "License.txt" for further Informations

// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <avr/wdt.h>

#include <stdarg.h>

#include <string.h>

#include "eeprom.h"

#include "main.h"

#include "menu.h"

#include "timer0.h"

#include "uart.h"

#include "fc.h"

#include "_Settings.h"

#include "rc.h"

#if defined (USE_KILLAGREG) || defined (USE_MK3MAG)

#include "ubx.h"

#endif

#ifdef USE_MK3MAG

#include "mk3mag.h"

#endif

#define FC_ADDRESS 1

#define NC_ADDRESS 2

#define MK3MAG_ADDRESS 3

#define FALSE   0

#define TRUE    1

//int8_t test __attribute__ ((section (".noinit")));

uint8_t Request_VerInfo                 = FALSE;

uint8_t Request_ExternalControl = FALSE;

uint8_t Request_Display                 = FALSE;

uint8_t Request_Display1                = FALSE;

uint8_t Request_DebugData               = FALSE;

uint8_t Request_DebugLabel              = 255;

uint8_t Request_PPMChannels     = FALSE;

uint8_t Request_MotorTest               = FALSE;

uint8_t DisplayLine = 0;

volatile uint8_t txd_buffer[TXD_BUFFER_LEN];

volatile uint8_t rxd_buffer_locked = FALSE;

volatile uint8_t rxd_buffer[RXD_BUFFER_LEN];

volatile uint8_t txd_complete = TRUE;

volatile uint8_t ReceivedBytes = 0;

volatile uint8_t *pRxData = 0;

volatile uint8_t RxDataLen = 0;

uint8_t PcAccess = 100;

uint8_t MotorTest[4] = {0,0,0,0};

uint8_t ConfirmFrame;

typedef struct

{

        int16_t Heading;

} __attribute__((packed)) Heading_t;

DebugOut_t              DebugOut;

ExternControl_t ExternControl;

UART_VersionInfo_t      UART_VersionInfo;

uint16_t DebugData_Timer;

uint16_t DebugData_Interval = 500; // in 1ms

#ifdef USE_MK3MAG

int16_t Compass_Timer;

#endif

const uint8_t ANALOG_LABEL[32][16] =

{

   //1234567890123456

    "IntegralNick    ", //0

    "IntegralRoll    ",

    "AccNick         ",

    "AccRoll         ",

    "GyroYaw         ",

    "ReadingHeight   ", //5

    "AccZ            ",

    "Gas             ",

    "CompassHeading  ",

    "Voltage         ",

    "Receiver Level  ", //10

    "YawGyroHeading  ",

    "Motor_Front     ",

    "Motor_Rear      ",

    "Motor_Left      ",

    "Motor_Right     ", //15

    "                ",

    "                ",

    "                ",

    "                ",

    "Servo           ", //20

    "Nick            ",

    "Roll            ",

    "                ",

    "                ",

    "                ", //25

    "                ",

    "Kalman_MaxDrift ",

    "                ",

    "Kalman K        ",

    "GPS_Nick        ", //30

    "GPS_Roll        "

};

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

/*              Initialization of the USART0                    */

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

void USART0_Init (void)

{

        uint8_t sreg = SREG;

        uint16_t ubrr = (uint16_t) ((uint32_t) SYSCLK/(8 * USART0_BAUD) - 1);

        // disable all interrupts before configuration

        cli();

        // disable RX-Interrupt

        UCSR0B &= ~(1 << RXCIE0);

        // disable TX-Interrupt

        UCSR0B &= ~(1 << TXCIE0);

        // set direction of RXD0 and TXD0 pins

        // set RXD0 (PD0) as an input pin

        PORTD |= (1 << PORTD0);

        DDRD &= ~(1 << DDD0);

        // set TXD0 (PD1) as an output pin

        PORTD |= (1 << PORTD1);

        DDRD |=  (1 << DDD1);

        // USART0 Baud Rate Register

        // set clock divider

        UBRR0H = (uint8_t)(ubrr >> 8);

        UBRR0L = (uint8_t)ubrr;

        // USART0 Control and Status Register A, B, C

        // enable double speed operation in

        UCSR0A |= (1 << U2X0);

        // enable receiver and transmitter in

        UCSR0B = (1 << TXEN0) | (1 << RXEN0);

        // set asynchronous mode

        UCSR0C &= ~(1 << UMSEL01);

        UCSR0C &= ~(1 << UMSEL00);

        // no parity

        UCSR0C &= ~(1 << UPM01);

        UCSR0C &= ~(1 << UPM00);

        // 1 stop bit

        UCSR0C &= ~(1 << USBS0);

        // 8-bit

        UCSR0B &= ~(1 << UCSZ02);

        UCSR0C |=  (1 << UCSZ01);

        UCSR0C |=  (1 << UCSZ00);

                // flush receive buffer

        while ( UCSR0A & (1<<RXC0) ) UDR0;

        // enable interrupts at the end

        // enable RX-Interrupt

        UCSR0B |= (1 << RXCIE0);

        // enable TX-Interrupt

        UCSR0B |= (1 << TXCIE0);

        // initialize the debug timer

        DebugData_Timer = SetDelay(DebugData_Interval);

        // unlock rxd_buffer

        rxd_buffer_locked = FALSE;

        pRxData = 0;

        RxDataLen = 0;

        // no bytes to send

        txd_complete = TRUE;

        #ifdef USE_MK3MAG

        Compass_Timer = SetDelay(220);

        #endif

        UART_VersionInfo.SWMajor = VERSION_MAJOR;

        UART_VersionInfo.SWMinor = VERSION_MINOR;

        UART_VersionInfo.SWPatch = VERSION_PATCH;

        UART_VersionInfo.ProtoMajor = VERSION_SERIAL_MAJOR;

        UART_VersionInfo.ProtoMinor = VERSION_SERIAL_MINOR;

        // restore global interrupt flags

    SREG = sreg;

}

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

/*               USART0 transmitter ISR                         */

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

ISR(USART0_TX_vect)

{

        static uint16_t ptr_txd_buffer = 0;

        uint8_t tmp_tx;

        if(!txd_complete) // transmission not completed

        {

                ptr_txd_buffer++;                    // die [0] wurde schon gesendet

                tmp_tx = txd_buffer[ptr_txd_buffer];

                // if terminating character or end of txd buffer was reached

                if((tmp_tx == '\r') || (ptr_txd_buffer == TXD_BUFFER_LEN))

                {

                        ptr_txd_buffer = 0; // reset txd pointer

                        txd_complete = 1; // stop transmission

                }

                UDR0 = tmp_tx; // send current byte will trigger this ISR again

        }

        // transmission completed

        else ptr_txd_buffer = 0;

}

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

/*               USART0 receiver ISR                            */

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

ISR(USART0_RX_vect)

{

        static uint16_t crc;

        static uint8_t ptr_rxd_buffer = 0;

        uint8_t crc1, crc2;

        uint8_t c;

        c = UDR0;  // catch the received byte

        #if (defined (USE_KILLAGREG) || defined (USE_MK3MAG))

        // If the FC 1.0 cpu is used the ublox module should be conneced to rxd of the 1st uart.

        // The FC 1.1 /1.2 has the ATMEGA644p cpu with a 2nd uart to which the ublox should be connected.

        #if defined (__AVR_ATmega644P__)

        if(BoardRelease == 10) ubx_parser(c);

        #else

        ubx_parser(c);

        #endif

        #endif

        if(rxd_buffer_locked) return; // if rxd buffer is locked immediately return

        // the rxd buffer is unlocked

        if((ptr_rxd_buffer == 0) && (c == '#')) // if rxd buffer is empty and syncronisation character is received

        {

                rxd_buffer[ptr_rxd_buffer++] = c; // copy 1st byte to buffer

                crc = c; // init crc

        }

        #if 0

        else if (ptr_rxd_buffer == 1) // handle address

        {

                rxd_buffer[ptr_rxd_buffer++] = c; // copy byte to rxd buffer

                crc += c; // update crc

        }

        #endif

        else if (ptr_rxd_buffer < RXD_BUFFER_LEN) // collect incomming bytes

        {

                if(c != '\r') // no termination character

                {

                        rxd_buffer[ptr_rxd_buffer++] = c; // copy byte to rxd buffer

                        crc += c; // update crc

                }

                else // termination character was received

                {

                        // the last 2 bytes are no subject for checksum calculation

                        // they are the checksum itself

                        crc -= rxd_buffer[ptr_rxd_buffer-2];

                        crc -= rxd_buffer[ptr_rxd_buffer-1];

                        // calculate checksum from transmitted data

                        crc %= 4096;

                        crc1 = '=' + crc / 64;

                        crc2 = '=' + crc % 64;

                        // compare checksum to transmitted checksum bytes

                        if((crc1 == rxd_buffer[ptr_rxd_buffer-2]) && (crc2 == rxd_buffer[ptr_rxd_buffer-1]))

                        {   // checksum valid

                                rxd_buffer[ptr_rxd_buffer] = '\r'; // set termination character

                                ReceivedBytes = ptr_rxd_buffer + 1;// store number of received bytes

                                rxd_buffer_locked = TRUE;          // lock the rxd buffer

                                // if 2nd byte is an 'R' enable watchdog that will result in an reset

                                if(rxd_buffer[2] == 'R') {wdt_enable(WDTO_250MS);} // Reset-Commando

                        }

                        else

                        {       // checksum invalid

                                rxd_buffer_locked = FALSE; // unlock rxd buffer

                        }

                        ptr_rxd_buffer = 0; // reset rxd buffer pointer

                }

        }

        else // rxd buffer overrun

        {

                ptr_rxd_buffer = 0; // reset rxd buffer

                rxd_buffer_locked = FALSE; // unlock rxd buffer

        }

}

// --------------------------------------------------------------------------

void AddCRC(uint16_t datalen)

{

        uint16_t tmpCRC = 0, i;

        for(i = 0; i < datalen; i++)

        {

                tmpCRC += txd_buffer[i];

        }

        tmpCRC %= 4096;

        txd_buffer[i++] = '=' + tmpCRC / 64;

        txd_buffer[i++] = '=' + tmpCRC % 64;

        txd_buffer[i++] = '\r';

        txd_complete = FALSE;

        UDR0 = txd_buffer[0]; // initiates the transmittion (continued in the TXD ISR)

}

// --------------------------------------------------------------------------

void SendOutData(uint8_t cmd, uint8_t addr, uint8_t numofbuffers, ...) // uint8_t *pdata, uint8_t len, ...

{

        va_list ap;

        uint16_t pt = 0;

        uint8_t a,b,c;

        uint8_t ptr = 0;

        uint8_t *pdata = 0;

        int len = 0;

        txd_buffer[pt++] = '#';                 // Start character

        txd_buffer[pt++] = 'a' + addr;  // Address (a=0; b=1,...)

        txd_buffer[pt++] = cmd;                 // Command

        va_start(ap, numofbuffers);

        if(numofbuffers)

        {

                pdata = va_arg(ap, uint8_t*);

                len = va_arg(ap, int);

                ptr = 0;

                numofbuffers--;

        }

        while(len)

        {

                if(len)

                {

                        a = pdata[ptr++];

                        len--;

                        if((!len) && numofbuffers)

                        {

                                pdata = va_arg(ap, uint8_t*);

                                len = va_arg(ap, int);

                                ptr = 0;

                                numofbuffers--;

                        }

                }

                else a = 0;

                if(len)

                {

                        b = pdata[ptr++];

                        len--;

                        if((!len) && numofbuffers)

                        {

                                pdata = va_arg(ap, uint8_t*);

                                len = va_arg(ap, int);

                                ptr = 0;

                                numofbuffers--;

                        }

                }

                else b = 0;

                if(len)

                {

                        c = pdata[ptr++];

                        len--;

                        if((!len) && numofbuffers)

                        {

                                pdata = va_arg(ap, uint8_t*);

                                len = va_arg(ap, int);

                                ptr = 0;

                                numofbuffers--;

                        }

                }

                else c = 0;

                txd_buffer[pt++] = '=' + (a >> 2);

                txd_buffer[pt++] = '=' + (((a & 0x03) << 4) | ((b & 0xf0) >> 4));

                txd_buffer[pt++] = '=' + (((b & 0x0f) << 2) | ((c & 0xc0) >> 6));

                txd_buffer[pt++] = '=' + ( c & 0x3f);

        }

        va_end(ap);

        AddCRC(pt); // add checksum after data block and initates the transmission

}

// --------------------------------------------------------------------------

void Decode64(void)

{

        uint8_t a,b,c,d;

        uint8_t x,y,z;

        uint8_t ptrIn = 3;

        uint8_t ptrOut = 3;

        uint8_t len = ReceivedBytes - 6;

        while(len)

        {

                a = rxd_buffer[ptrIn++] - '=';

                b = rxd_buffer[ptrIn++] - '=';

                c = rxd_buffer[ptrIn++] - '=';

                d = rxd_buffer[ptrIn++] - '=';

                //if(ptrIn > ReceivedBytes - 3) break;

                x = (a << 2) | (b >> 4);

                y = ((b & 0x0f) << 4) | (c >> 2);

                z = ((c & 0x03) << 6) | d;

                if(len--) rxd_buffer[ptrOut++] = x; else break;

                if(len--) rxd_buffer[ptrOut++] = y; else break;

                if(len--) rxd_buffer[ptrOut++] = z; else break;

        }

        pRxData = &rxd_buffer[3];

        RxDataLen = ptrOut - 3;

}

// --------------------------------------------------------------------------

void USART0_ProcessRxData(void)

{

        // if data in the rxd buffer are not locked immediately return

        if(!rxd_buffer_locked) return;

        uint8_t tempchar1, tempchar2;

        Decode64(); // decode data block in rxd_buffer

        switch(rxd_buffer[1] - 'a')

        {

                case FC_ADDRESS:

                switch(rxd_buffer[2])

                {

                        #ifdef USE_MK3MAG

                        case 'K':// compass value

                                CompassHeading = ((Heading_t *)pRxData)->Heading;

                                CompassOffCourse = ((540 + CompassHeading - CompassCourse) % 360) - 180;

                                break;

                        #endif

                        case 't':// motor test

                                memcpy(&MotorTest[0], (uint8_t*)pRxData, sizeof(MotorTest));

                                //Request_MotorTest = TRUE;

                                PcAccess = 255;

                                break;

                        case 'p': // get PPM channels

                                Request_PPMChannels = TRUE;

                                break;

                        case 'q':// request settings

                                if(pRxData[0] == 0xFF)

                                {

                                        pRxData[0] = GetParamByte(PID_ACTIVE_SET);

                                }

                                // limit settings range

                                if(pRxData[0] < 1) pRxData[0] = 1; // limit to 1

                                else if(pRxData[0] > 5) pRxData[0] = 5; // limit to 5

                                // load requested parameter set

                                ParamSet_ReadFromEEProm(pRxData[0]);

                                tempchar1 = pRxData[0];

                                tempchar2 = EEPARAM_VERSION;

                                while(!txd_complete); // wait for previous frame to be sent

                                SendOutData('Q', FC_ADDRESS,3, &tempchar1, sizeof(tempchar1), &tempchar2, sizeof(tempchar2), (uint8_t *) &ParamSet, sizeof(ParamSet));

                                break;

                        case 's': // save settings

                                if((1 <= pRxData[0]) && (pRxData[0] <= 5) && (pRxData[1] == EEPARAM_VERSION)) // check for setting to be in range and version of settings

                                {

                                        memcpy(&ParamSet, (uint8_t*)&pRxData[2], sizeof(ParamSet));

                                        ParamSet_WriteToEEProm(pRxData[0]);

                                        TurnOver180Nick = (int32_t) ParamSet.AngleTurnOverNick * 2500L;

                                        TurnOver180Roll = (int32_t) ParamSet.AngleTurnOverRoll * 2500L;

                                        tempchar1 = GetActiveParamSet();

                                        Beep(tempchar1);

                                }

                                else

                                {

                                        tempchar1 = 0;  //indicate bad data

                                }

                                while(!txd_complete); // wait for previous frame to be sent

                                SendOutData('S', FC_ADDRESS,1, &tempchar1, sizeof(tempchar1));

                                break;

                        default:

                                //unsupported command received

                                break;

                } // case FC_ADDRESS:

                default: // any Slave Address

                switch(rxd_buffer[2])

                {

                        case 'a':// request for labels of the analog debug outputs

                                Request_DebugLabel = pRxData[0];

                                if(Request_DebugLabel > 31) Request_DebugLabel = 31;

                                PcAccess = 255;

                                break;

                        case 'b': // submit extern control

                                memcpy(&ExternControl, (uint8_t*)pRxData, sizeof(ExternControl));

                                ConfirmFrame = ExternControl.Frame;

                                PcAccess = 255;

                                break;

                        case 'h':// request for display columns

                                PcAccess = 255;

                                RemoteKeys |= pRxData[0];

                                if(RemoteKeys) DisplayLine = 0;

                                Request_Display = TRUE;

                                break;

                        case 'l':// request for display columns

                                PcAccess = 255;

                                MenuItem = pRxData[0];

                                Request_Display1 = TRUE;

                                break;

                        case 'v': // request for version and board release

                                Request_VerInfo = TRUE;

                                break;

                        case 'g':// get external control data

                                Request_ExternalControl = TRUE;

                                break;

                        case 'd': // request for the debug data

                                DebugData_Interval = (uint16_t) pRxData[0] * 10;

                                if(DebugData_Interval > 0) Request_DebugData = TRUE;

                                break;

                        default:

                                //unsupported command received

                                break;

                }

                break; // default:

        }

        // unlock the rxd buffer after processing

        pRxData = 0;

        RxDataLen = 0;

        rxd_buffer_locked = FALSE;

}

//############################################################################

//Routine für die Serielle Ausgabe

int16_t uart_putchar (int8_t c)

//############################################################################

{

        if (c == '\n')

                uart_putchar('\r');

        // wait until previous character was send

        loop_until_bit_is_set(UCSR0A, UDRE0);

        // send character

        UDR0 = c;

        return (0);

}

//---------------------------------------------------------------------------------------------

void USART0_TransmitTxData(void)

{

        if(!txd_complete) return;

        if(Request_VerInfo && txd_complete)

        {

                SendOutData('V', FC_ADDRESS, 1, (uint8_t *) &UART_VersionInfo, sizeof(UART_VersionInfo));

                Request_VerInfo = FALSE;

        }

        if(Request_Display && txd_complete)

        {

                LCD_PrintMenu();

                SendOutData('H', FC_ADDRESS, 2, &DisplayLine, sizeof(DisplayLine), &DisplayBuff[DisplayLine * 20], 20);

                DisplayLine++;

                if(DisplayLine >= 4) DisplayLine = 0;

                Request_Display = FALSE;

        }

        if(Request_Display1 && txd_complete)

        {

                LCD_PrintMenu();

                SendOutData('L', FC_ADDRESS, 3, &MenuItem, sizeof(MenuItem), &MaxMenuItem, sizeof(MaxMenuItem), DisplayBuff, sizeof(DisplayBuff));

                Request_Display1 = FALSE;

        }

        if(Request_DebugLabel != 0xFF) // Texte für die Analogdaten

        {

                SendOutData('A', FC_ADDRESS, 2, (uint8_t *) &Request_DebugLabel, sizeof(Request_DebugLabel), ANALOG_LABEL[Request_DebugLabel], 16);

                Request_DebugLabel = 0xFF;

        }

        if(ConfirmFrame && txd_complete)   // Datensatz ohne CRC bestätigen

        {

                SendOutData('B', FC_ADDRESS, 1, (uint8_t*)&ConfirmFrame, sizeof(ConfirmFrame));

                ConfirmFrame = 0;

        }

        if( ((DebugData_Interval && CheckDelay(DebugData_Timer)) || Request_DebugData) && txd_complete)

        {

                SendOutData('D', FC_ADDRESS, 1,(uint8_t *) &DebugOut, sizeof(DebugOut));

                DebugData_Timer = SetDelay(DebugData_Interval);

                Request_DebugData = FALSE;

    }

        if(Request_ExternalControl && txd_complete)

        {

                SendOutData('G', FC_ADDRESS, 1,(uint8_t *) &ExternControl, sizeof(ExternControl));

                Request_ExternalControl = FALSE;

        }

        #ifdef USE_MK3MAG

    if((CheckDelay(Compass_Timer)) && txd_complete)

        {

                ToMk3Mag.Attitude[0] = (int16_t) (IntegralNick / 130L);  // approx. 0.1 deg

                ToMk3Mag.Attitude[1] = (int16_t) (IntegralRoll / 130L);  // approx. 0.1 deg

                ToMk3Mag.UserParam[0] = FCParam.UserParam1;

                ToMk3Mag.UserParam[1] = FCParam.UserParam2;

                ToMk3Mag.CalState = CompassCalState;

                SendOutData('w', MK3MAG_ADDRESS, 1,(uint8_t *) &ToMk3Mag,sizeof(ToMk3Mag));

                // the last state is 5 and should be send only once to avoid multiple flash writing

                if(CompassCalState > 4)  CompassCalState = 0;

                Compass_Timer = SetDelay(99);

        }

        #endif

        if(Request_MotorTest && txd_complete)

        {

                SendOutData('T', FC_ADDRESS, 0);

                Request_MotorTest = FALSE;

        }

        if(Request_PPMChannels && txd_complete)

        {

                SendOutData('P', FC_ADDRESS, 1, (uint8_t *)&PPM_in, sizeof(PPM_in));

                Request_PPMChannels = FALSE;

        }

}