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205 Nick666 1
/*
256 Nick666 2
 
3
Copyright 2007, Niklas Nold
4
 
205 Nick666 5
This program (files compass.c and compass.h) is free software; you can redistribute it and/or modify
256 Nick666 6
it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation;
205 Nick666 7
either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
8
This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY;
9
without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
256 Nick666 10
GNU Lesser General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
205 Nick666 11
along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
12
 
257 Nick666 13
Please note: All the other files for the project "Mikrokopter" by H. Buss are under the license (license_buss.txt) published by www.mikrokopter.de
205 Nick666 14
*/
15
 
16
#include "main.h"
17
 
18
MM3_struct MM3;
341 Nick666 19
int8_t Kompass_Offset[2] EEMEM;         // X_off[0], Y_off[1], Z_off[2]
20
int8_t X_off, Y_off, Z_off;
205 Nick666 21
 
22
 
23
//############################################################################
341 Nick666 24
// Initialisierung
342 Nick666 25
void MM3_init(void)
205 Nick666 26
//############################################################################
27
{
226 Nick666 28
        SPCR = (1<<SPIE)|(1<<SPE)|(1<<MSTR)|(1<<SPR1)|(1<<SPR0);        //Interrupt an, Master, 156 kHz Oszillator
219 Nick666 29
        //SPSR = (1<<SPI2X);
226 Nick666 30
 
31
    DDRB |= (1<<PB7)|(1<<PB5)|(1<<PB2); // J8, MOSI, SCK Ausgang
32
 
239 Nick666 33
        PORTD &= ~(1<<PD3);     // J5 auf Low
34
 
205 Nick666 35
        MM3.AXIS = MM3_X;
36
        MM3.STATE = MM3_RESET;
341 Nick666 37
 
38
        // Kalibrierung aus dem EEprom lesen
39
        X_off = (int8_t)eeprom_read_byte(&Kompass_Offset[0]);
40
        Y_off = (int8_t)eeprom_read_byte(&Kompass_Offset[1]);
41
        Z_off = (int8_t)eeprom_read_byte(&Kompass_Offset[2]);
205 Nick666 42
}
43
 
44
 
45
//############################################################################
341 Nick666 46
// Wird in der SIGNAL (SIG_OVERFLOW0) aufgerufen
205 Nick666 47
void MM3_timer0(void)
48
//############################################################################
49
{
50
        switch (MM3.STATE)
51
        {
52
        case MM3_RESET:                        
53
                PORTB |= (1<<PB2);      // J8 auf High, MM3 Reset
54
                MM3.STATE = MM3_START_TRANSFER;
275 Nick666 55
                return;
205 Nick666 56
 
57
        case MM3_START_TRANSFER:
226 Nick666 58
                PORTB &= ~(1<<PB2);     // J8 auf Low (war ~125 µs auf High)            
205 Nick666 59
 
341 Nick666 60
                if (MM3.AXIS == MM3_X) SPDR = 0x31;                     // Schreiben ins SPDR löst automatisch Übertragung (MOSI und MISO) aus
61
                else if (MM3.AXIS == MM3_Y) SPDR = 0x32;                // Micromag Period Select ist auf 256 (0x30)
62
                else if (MM3.AXIS == MM3_Z) SPDR = 0x33;                // 1: x-Achse, 2: Y-Achse, 3: Z-Achse
205 Nick666 63
 
341 Nick666 64
                MM3.DRDY = SetDelay(8);         // Laut Datenblatt max. Zeit bis Messung fertig (bei PS 256 eigentlich 4 ms)
205 Nick666 65
                MM3.STATE = MM3_WAIT_DRDY;
275 Nick666 66
                return;
205 Nick666 67
 
68
        case MM3_WAIT_DRDY:
278 Nick666 69
                if (CheckDelay(MM3.DRDY)) {SPDR = 0x00;MM3.STATE = MM3_DRDY;} // Irgendwas ins SPDR, damit Übertragung ausgelöst wird, wenn Wartezeit vorbei
341 Nick666 70
                return;                                                 // Jetzt gehts weiter in SIGNAL (SIG_SPI)
349 Nick666 71
        /*
341 Nick666 72
        case MM3_TILT:                                          // Zeitnahe Speicherung der aktuellen Neigung in °
261 Nick666 73
                MM3.NickGrad = IntegralNick/(EE_Parameter.UserParam1*8);
74
                MM3.RollGrad = IntegralRoll/(EE_Parameter.UserParam2*8);
281 Nick666 75
 
261 Nick666 76
                MM3.AXIS = MM3_X;
77
                MM3.STATE = MM3_RESET;
275 Nick666 78
                return;
349 Nick666 79
        */
205 Nick666 80
        }
81
}
82
 
341 Nick666 83
 
205 Nick666 84
//############################################################################
341 Nick666 85
// SPI byte ready
205 Nick666 86
SIGNAL (SIG_SPI)
87
//############################################################################
206 Nick666 88
{      
205 Nick666 89
        switch (MM3.STATE)
90
        {      
280 Nick666 91
        case MM3_DRDY:          // 1. Byte ist da, abspeichern, an die MSB-Stelle rücken                
92
                if (MM3.AXIS == MM3_X)
93
                {
94
                        MM3.x_axis = SPDR;
95
                        MM3.x_axis <<= 8;
96
                }
97
                else if (MM3.AXIS == MM3_Y)
98
                {
99
                        MM3.y_axis = SPDR;
100
                        MM3.y_axis <<= 8;
101
                }
341 Nick666 102
                else    // if (MM3.AXIS == MM3_Z)
280 Nick666 103
                {
104
                        MM3.z_axis = SPDR;
105
                        MM3.z_axis <<= 8;
106
                }
107
 
108
                SPDR=0x00;              // Übertragung von 2. Byte auslösen
109
                MM3.STATE=MM3_BYTE2;
275 Nick666 110
                return;
280 Nick666 111
 
112
        case MM3_BYTE2:         // 2. Byte der entsprechenden Achse ist da              
113
                if (MM3.AXIS == MM3_X)
114
                {
115
                        MM3.x_axis |= SPDR;
341 Nick666 116
                        // Spikes filtern
117
                        if (abs(MM3.x_axis) < Max_Axis_Value) MM3.x_axis_old = MM3.x_axis;
118
                        else MM3.x_axis = MM3.x_axis_old;
280 Nick666 119
                        MM3.AXIS = MM3_Y;
120
                        MM3.STATE = MM3_RESET;
121
                }
122
                else if (MM3.AXIS == MM3_Y)
123
                {
341 Nick666 124
                        MM3.y_axis |= SPDR;
125
                        if (abs(MM3.y_axis) < Max_Axis_Value) MM3.y_axis_old = MM3.y_axis;
126
                        else MM3.y_axis = MM3.y_axis_old;              
280 Nick666 127
                        MM3.AXIS = MM3_Z;
128
                        MM3.STATE = MM3_RESET;
129
                }
341 Nick666 130
                else    // if (MM3.AXIS == MM3_Z) 
280 Nick666 131
                {
132
                        MM3.z_axis |= SPDR;
341 Nick666 133
                        if (abs(MM3.z_axis) < Max_Axis_Value) MM3.z_axis_old = MM3.z_axis;
134
                        else MM3.z_axis = MM3.z_axis_old;
349 Nick666 135
                        MM3.AXIS = MM3_X;
136
                        MM3.STATE = MM3_RESET;
280 Nick666 137
                }
138
 
278 Nick666 139
                return;
205 Nick666 140
        }
226 Nick666 141
}
205 Nick666 142
 
341 Nick666 143
//############################################################################
144
// Kompass kalibrieren
145
void MM3_calib(void)
146
//############################################################################
147
{
148
        signed int x_min=0,x_max=0,y_min=0,y_max=0,z_min=0,z_max=0;
149
        uint8_t measurement=50,beeper=0;
150
        unsigned int timer;
151
 
152
        while (measurement)
153
        {
154
                //H_earth = MM3.x_axis*MM3.x_axis + MM3.y_axis*MM3.y_axis + MM3.z_axis*MM3.z_axis;
155
 
156
                if (MM3.x_axis > x_max) x_max = MM3.x_axis;
157
                else if (MM3.x_axis < x_min) x_min = MM3.x_axis;
158
 
159
                if (MM3.y_axis > y_max) y_max = MM3.y_axis;
160
                else if (MM3.y_axis < y_min) y_min = MM3.y_axis;
161
 
162
                if (MM3.z_axis > z_max) z_max = MM3.z_axis;
163
                else if (MM3.z_axis < z_min) z_min = MM3.z_axis;
164
 
165
                if (!beeper)
166
                {
167
                        beeper = 50;
168
                        beeptime = 50;
169
                }
170
                beeper--;
171
 
172
                // Schleife mit 100 Hz voll ausreichend
173
                timer = SetDelay(10);
174
                while(!CheckDelay(timer));
175
 
176
                // Wenn Gas zurück genommen wird, Kalibrierung mit Verzögerung beenden
177
                if (PPM_in[EE_Parameter.Kanalbelegung[K_GAS]] < 100) measurement--;
178
        }
179
 
343 Nick666 180
        // Offset der Achsen berechnen
341 Nick666 181
        X_off = (x_max + x_min) / 2;
182
        Y_off = (y_max + y_min) / 2;
183
        Z_off = (z_max + z_min) / 2;
184
 
343 Nick666 185
        // und im EEProm abspeichern
341 Nick666 186
        eeprom_write_byte(&Kompass_Offset[0], X_off);
187
        eeprom_write_byte(&Kompass_Offset[1], Y_off);
188
        eeprom_write_byte(&Kompass_Offset[2], Z_off);
189
 
190
}
191
 
192
 
193
//############################################################################
194
// Neigungskompensierung und Berechnung der Ausrichtung
226 Nick666 195
signed int MM3_heading(void)
341 Nick666 196
//############################################################################
226 Nick666 197
{
198
        float sin_nick, cos_nick, sin_roll, cos_roll;
384 Nick666 199
        float x_corr, y_corr;
200
        signed int x_axis,y_axis,z_axis, heading;
349 Nick666 201
 
384 Nick666 202
        // Berechung von sinus und cosinus
349 Nick666 203
        MM3.NickGrad = IntegralNick/(EE_Parameter.UserParam1*8);
240 Nick666 204
        sin_nick = sin_f(MM3.NickGrad);
205
        cos_nick = cos_f(MM3.NickGrad);
384 Nick666 206
 
207
        MM3.RollGrad = IntegralRoll/(EE_Parameter.UserParam2*8);
240 Nick666 208
        sin_roll = sin_f(MM3.RollGrad);
341 Nick666 209
        cos_roll = cos_f(MM3.RollGrad);
210
 
343 Nick666 211
        // Offset der Achsen nur bei Bedarf (also hier) berücksichtigen
341 Nick666 212
        x_axis = MM3.x_axis - X_off;
213
        y_axis = MM3.y_axis - Y_off;
214
        z_axis = MM3.z_axis - Z_off;   
226 Nick666 215
 
384 Nick666 216
        // Neigungskompensation
217
        x_corr = x_axis * cos_nick;
218
        x_corr += y_axis * sin_roll * sin_nick;
219
        x_corr -= z_axis * cos_roll * sin_nick;
220
        y_corr = y_axis * cos_roll;
221
        y_corr += z_axis * sin_roll;
235 Nick666 222
 
255 Nick666 223
        // Winkelberechnung
282 Nick666 224
        heading = atan2_i(x_corr, y_corr);
384 Nick666 225
 
226
        // Wertebereich 0° bis 360°
388 Nick666 227
        if (heading < 0) heading = -heading;
228
        else heading = 360 - heading;
226 Nick666 229
 
230
return (heading);
205 Nick666 231
}