embedded-systems-labs/prekol-display/main.c

#include "main.h"
#include "tm1637.h"
#include "keyboard.h"

volatile uint32_t tickCount;


// Режимы отображения
typedef enum {
  MODE_BIN = 0,
  MODE_DEC = 1,
  MODE_HEX = 2
} DisplayMode;

DisplayMode currentMode = MODE_BIN;

// --- SysTick прерывание ---

void osSystickHandler(void) {
  tickCount++;
}

// --- Инициализация GPIO ---

void initGPIO(void) {
  // Включаем тактирование портов A, B, C
  RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN
              |  RCC_AHBENR_GPIOBEN
              |  RCC_AHBENR_GPIOCEN;

  // PA5 - встроенный LED
  GPIOA->MODER   = (GPIOA->MODER & ~(3U << (5 * 2))) | (1U << (5 * 2));
  GPIOA->OTYPER &= ~(1U << 5);
  GPIOA->OSPEEDR |= (1U << (5 * 2));

  // Светодиоды режимов:
  // BIN  - PA15
  // DEC  - PA9
  // HEX  - PC7
  GPIOA->MODER   = (GPIOA->MODER & ~(3U << (15 * 2))) | (1U << (15 * 2));
  GPIOA->OTYPER &= ~(1U << 15);
  GPIOA->OSPEEDR |= (1U << (15 * 2));

  GPIOA->MODER   = (GPIOA->MODER & ~(3U << (9 * 2))) | (1U << (9 * 2));
  GPIOA->OTYPER &= ~(1U << 9);
  GPIOA->OSPEEDR |= (1U << (9 * 2));

  GPIOC->MODER   = (GPIOC->MODER & ~(3U << (7 * 2))) | (1U << (7 * 2));
  GPIOC->OTYPER &= ~(1U << 7);
  GPIOC->OSPEEDR |= (1U << (7 * 2));

  // Входы от DIP-переключателя (8 каналов):
  // ch0 - PA12, ch1 - PA11, ch2 - PB1, ch3 - PA4,
  // ch4 - PA1,  ch5 - PA0,  ch6 - PC14, ch7 - PC13
  GPIOA->MODER &= ~(3U << (12 * 2) |
                    3U << (11 * 2) |
                    3U << (4  * 2) |
                    3U << (1  * 2) |
                    3U << (0  * 2));
  GPIOB->MODER &= ~(3U << (1 * 2));
  GPIOC->MODER &= ~(3U << (14 * 2) |
                    3U << (13 * 2));

  // Подтяжка вниз (так как верхние выводы DIP сидят на 3V3)
  GPIOA->PUPDR = (GPIOA->PUPDR &
                  ~(3U << (12 * 2) |
                    3U << (11 * 2) |
                    3U << (4  * 2) |
                    3U << (1  * 2) |
                    3U << (0  * 2)))
               |  (2U << (12 * 2))   // pull-down
               |  (2U << (11 * 2))
               |  (2U << (4  * 2))
               |  (2U << (1  * 2))
               |  (2U << (0  * 2));

  GPIOB->PUPDR = (GPIOB->PUPDR & ~(3U << (1 * 2)))
               | (2U << (1 * 2));

  GPIOC->PUPDR = (GPIOC->PUPDR &
                 ~(3U << (14 * 2) |
                   3U << (13 * 2)))
               | (2U << (14 * 2))
               | (2U << (13 * 2));
}

// --- USART2 под printf() ---

void initUSART2(void) {
  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_USART2EN;

  // PA2/PA3 - альтернативная функция (AF1)
  GPIOA->MODER = (GPIOA->MODER & ~(0xFU << 4)) | (0xAU << 4);
  GPIOA->AFR[0] = (GPIOA->AFR[0] & ~(0xFFU << 8)) | (1U << 8) | (1U << 12);

  USART2->BRR = 417;                    // 48MHz / 115200
  USART2->CR1 = USART_CR1_TE | USART_CR1_UE;
}

int _write(int file, uint8_t *ptr, int len) {
  (void)file;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    while (!(USART2->ISR & USART_ISR_TXE));
    USART2->TDR = ptr[i];
  }
  return len;
}

// --- SysTick 1 мс ---

void initSysTick(void) {
  SysTick->LOAD = 47999; // 1 мс при 48 МГц
  SysTick->VAL  = 0;
  SysTick->CTRL = (1U << 2) | (1U << 1) | (1U << 0);
}

// --- Отладочное мигание встроенным светодиодом ---

void checkTickCount(void) {
  if ((tickCount % 2000U) == 0U) { // раз в 2 секунды
    GPIOA->ODR ^= (1U << 5);
    printf("tickCount = %lu\n", (unsigned long)tickCount);
  }
}

// --- Чтение 8-ми дискретных входов ---

static uint8_t readInputs(void) {
  uint8_t value = 0;

  if (GPIOA->IDR & (1U << 12)) value |= (1U << 0); // ch0
  if (GPIOA->IDR & (1U << 11)) value |= (1U << 1); // ch1
  if (GPIOB->IDR & (1U << 1))  value |= (1U << 2); // ch2
  if (GPIOA->IDR & (1U << 4))  value |= (1U << 3); // ch3
  if (GPIOA->IDR & (1U << 1))  value |= (1U << 4); // ch4
  if (GPIOA->IDR & (1U << 0))  value |= (1U << 5); // ch5
  if (GPIOC->IDR & (1U << 14)) value |= (1U << 6); // ch6
  if (GPIOC->IDR & (1U << 13)) value |= (1U << 7); // ch7

  return value;
}

// --- Светодиоды режимов ---

static void updateModeLEDs(void) {
  // Гасим все
  GPIOA->BRR = (1U << 15) | (1U << 9);
  GPIOC->BRR = (1U << 7);

  switch (currentMode) {
    case MODE_BIN:
      GPIOA->BSRR = (1U << 15); // BIN
      break;
    case MODE_DEC:
      GPIOA->BSRR = (1U << 9);  // DEC
      break;
    case MODE_HEX:
      GPIOC->BSRR = (1U << 7);  // HEX
      break;
  }
}

// --- Обработка нажатий клавиш B / D / H ---

static void handleKey(char key) {
  switch (key) {
    case 'B':
      currentMode = MODE_BIN;
      printf("Mode: BIN\n");
      break;
    case 'D':
      currentMode = MODE_DEC;
      printf("Mode: DEC\n");
      break;
    case 'H':
      currentMode = MODE_HEX;
      printf("Mode: HEX\n");
      break;
    default:
      return;
  }
  updateModeLEDs();
}

// реагируем только на изменение lastKey
static void processKeyboard(void) {
  static char prevKey = '\0';

  if (lastKey != prevKey) {
    if (lastKey != '\0') {
      handleKey(lastKey);
    }
    prevKey = lastKey;
  }
}

// --- Обновление индикации TM1637 ---

static void updateDisplay(void) {
  static uint32_t lastInputScan = 0;
  static uint8_t  lastValue = 0;
  static uint8_t  currentChannel = 0;

  // Считываем входы примерно раз в 10 мс
  if ((tickCount - lastInputScan) >= 10U) {
    lastInputScan = tickCount;
    lastValue = readInputs();
  }

  // Обновляем дисплей
  if ((tickCount - last_display_update) >= 250U) { // 4 Гц
    last_display_update = tickCount;

    switch (currentMode) {
      case MODE_BIN: {
        uint8_t bit = (lastValue >> currentChannel) & 0x01;
        tm1637_display_channel_state(currentChannel, bit);
        currentChannel = (currentChannel + 1) & 0x07; // 0..7 по кругу
        break;
      }
      case MODE_DEC:
        tm1637_display_number(lastValue); // 0..255
        break;

      case MODE_HEX:
        tm1637_display_hex(lastValue);
        break;
    }
  }
}

// --- main() ---

int main(void) {
  initGPIO();
  initUSART2();
  initSysTick();
  initKeyboard();
  tm1637_init();

  printf("Oh shi here we go again\n");

  // Включаем встроенный LED
  GPIOA->ODR |= (1U << 5);

  updateModeLEDs(); // по умолчанию BIN

  while (1) {
    checkTickCount();
    scanKeyboard();      // обновляет lastKey
    processKeyboard();   // переключает режимы
    updateDisplay();     // показывает состояние 8 входов
  }

  return 0;
}