Raspberry pi pico/pico2をVScode PlatformIOでC++開発② PIO/interrupt/周期回転計の製作

.pio_version 0 // only requires PIO version 0

.program periodic

begin:
	pull block			; FIFO からデータを OSR に読み込む
	mov x, osr			; x レジスタに初期カウント値を格納
	wait 0 pin 0		; pin 0 がローになるまで待機（ハイからロー）
	wait 1 pin 0		; pin 0 がハイになるまで待機（ローからハイ）

high_to_low:
	jmp pin count		; pin 0 がローなら count ラベルにジャンプ
	jmp low_to_high		; pin 0 がハイなら low_to_high ラベルにジャンプ

count:
	jmp x-- high_to_low	; x レジスタをデクリメントし、ゼロでない限り high_to_low に戻る

low_to_high:
	jmp pin exitloop	; pin 0 がローなら count ラベルにジャンプ
	jmp x-- low_to_high	; pin 0 がハイなら exitloop にジャンプ

exitloop:
	mov isr, x			; カウント結果を ISR に格納
	push block			; 結果を FIFO に送信

% c-sdk {
static inline void periodic_program_init(PIO pio, uint sm, uint offset, uint pin) {
	pio_sm_config c = periodic_program_get_default_config(offset);
//	sm_config_set_out_pins(&c, pin, 1);
	pio_gpio_init(pio, pin);
	// Set the pin direction to output at the PIO
	pio_sm_set_consecutive_pindirs(pio, sm, pin, 1, false);
	sm_config_set_in_pins(&c, pin);
	sm_config_set_jmp_pin(&c, pin);
	// クロック分周なしでステートマシン実行
	sm_config_set_clkdiv(&c, 1.0f);
	pio_sm_init(pio, sm, offset, &c);
	// Set the state machine running
	pio_sm_set_enabled(pio, sm, true);
}
%}

#include <Arduino.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <FreeRTOS.h>
#include <task.h>
#include "periodic.pio.h"
#include "hardware/adc.h"
#include "hardware/pwm.h"

//	SEG A-DP -> GPIO2-9, COL 1-4 -> GPIO10-13
#define SEG_GPIO	2
#define	COL_GPIO	10
#define	MON			16
#define	PLSIN		15

PIO pio = pio0;
uint32_t sm;
uint32_t COUNT_START = 2147483648;
TaskHandle_t	mloopTaskHandle = NULL;
TaskHandle_t	blinkTaskHandle = NULL;

// 0-9 & blank 7segment pattern
uint8_t bits[11] = {
		0x3f,	// 0
		0x06,	// 1
		0x5b,	// 2
		0x4f,	// 3
		0x66,	// 4
		0x6d,	// 5
		0x7d,	// 6
		0x07,	// 7
		0x7f,	// 8
		0x67,	// 9
		0x00	// blank
};

uint32_t	col[4] = {0xe, 0xd, 0xb, 0x7};
volatile	uint8_t		ledbuf[4] = {0};
volatile int	timec;

bool event_timer(__unused struct repeating_timer *t) {
	static	uint8_t	scanc = 0;

//	gpio_put(MON,1);	// digitalWrite(MON,1);でも可
	uint32_t mask = 0b0011111111111100;	// GP2-13 clear
	gpio_clr_mask(mask);
	mask = (bits[ledbuf[scanc]] << SEG_GPIO) | (col[scanc] << COL_GPIO);
	gpio_set_mask(mask);
	scanc = ++scanc & 0x3;
//	gpio_put(MON,0);	// digitalWrite(MON,0);でも可
	return true;
}

void dispLED(int val) {
	ledbuf[3] = val % 10;
	ledbuf[2] = val / 10 % 10;
	ledbuf[1] = val / 100 % 10;
	ledbuf[0] = val / 1000 % 10;
	for (int i = 0; i < 3; i++) {	// 0サプレス処理（先頭の'0'をスペースに置き換え）
		if (ledbuf[i] == 0) {
			ledbuf[i] = 10; 	// 先頭の'0'をスペースに置換
		} else {
			break; // 最初に'0'でない桁が現れたら終了
		}
	}
}

uint slice_num;

void blink_task(void *pvParameters) {
	bool isOn = false;
	while (1) {
		digitalWrite(25, isOn = !isOn);
		vTaskDelay(500);
	}
}

void mloop_task(void *pvParameters) {
	while(1) {
		vTaskDelay(500);
		if (pio_sm_get_rx_fifo_level(pio, sm) > 0) {
			uint32_t count = pio_sm_get(pio, sm);
			pio_sm_set_enabled(pio, sm, false);	// ステートマシン停止
			float fval = round(1.0 / ((COUNT_START - count) * (1.0f / (double)clock_get_hz(clk_sys)) * 2.0f / 60.0f));
//			fval /= 20.0f;	// 12000rpmMax x2パルスのBLDM用
			Serial.printf("%5.0frpm ", fval);
			dispLED((int)fval);
			pio_sm_clear_fifos(pio, sm);		// ステートマシン再起動
			pio_sm_set_enabled(pio, sm, true);
			pio_sm_put(pio, sm, COUNT_START);
		} else {
			dispLED(0);		// パルスカウント無しのときは0表示
		}
		// adc値->10～200Hz
		uint16_t result = adc_read();
		float f = 10.0f + ((float)result-20.0f) / 4075.0f * 190.0f;
		uint32_t top = 125000000/(125*(uint32_t)f)-1;
		top /= 2;
		pwm_set_wrap(slice_num, top);	// 1/adc読取値を正規化してPWM出力（周期を調整する）
		pwm_set_chan_level(slice_num, PWM_CHAN_A, top / 2);
		Serial.printf("result:%d, wrap:%d chan:%d\r\n", result, top,  top/2);
	}
}

void setup() {
	uint32_t offset = pio_add_program(pio, &periodic_program);
	sm = pio_claim_unused_sm(pio, true);
	periodic_program_init(pio, sm, offset, PLSIN);
	// ステートマシン起動
	pio_sm_clear_fifos(pio, sm);
	pio_sm_set_enabled(pio, sm, true);
	pio_sm_put(pio, sm, COUNT_START);

	adc_init();
	adc_gpio_init(26);		// Make sure GPIO is high-impedance, no pullups etc
	adc_select_input(0);	// Select ADC input 0 (GPIO26)

	for (int gpio = SEG_GPIO; gpio < SEG_GPIO + 12; gpio++) {
		gpio_init(gpio);
		gpio_set_dir(gpio, GPIO_OUT);
		gpio_set_outover(gpio, GPIO_OVERRIDE_NORMAL);
	}

	gpio_set_function(0, GPIO_FUNC_PWM);
	slice_num = pwm_gpio_to_slice_num(0);
	pwm_set_clkdiv(slice_num, 255.0f);	// PWM周期を設定
	pwm_set_wrap(slice_num, 48921);
	pwm_set_chan_level(slice_num, PWM_CHAN_A, 24460);
	pwm_set_enabled(slice_num, true);	// PWM出力イネーブル

 	pinMode(25, OUTPUT);
	pinMode(MON, OUTPUT);
	gpio_init(PLSIN);
	gpio_set_dir(PLSIN,GPIO_IN);
	static repeating_timer_t timer;
	add_repeating_timer_us(1000, &event_timer, NULL, &timer);
	xTaskCreate(mloop_task, "mloop", 1024, NULL, 1, &mloopTaskHandle);
	xTaskCreate(blink_task, "blink", 256, NULL, 1, &blinkTaskHandle);
}

void wait_timec(unsigned int n) {
	timec = n;
	while(timec != 0) vTaskDelay(1);
}

void loop() {}