Subversion Repositories FlightCtrl

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

// + 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 & 0x0D) != 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 & 0x0D) != 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);

}