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/*
    Motacon 20200803 ver.2
    ver.1: ブラシレスモータ(BLDC), USBメモリ書き込み, LM61(インバータ温度測定), INA226(インバータ電流電圧測定), CAN
    ver.2 まともなプログラムになるように努力中
*/
#include "mbed.h"
#include "MSCFileSystem.h"  //USBメモリ操作のため
#include "INA226.hpp"       //INA226操作のため
#include "RateLimiter.h"    //モータ加減速調整のため
#include "BLDCmotorDriver.h"//BLDC操作のため

/*定数の設定*/
#define Vin1_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)
#define Cin1_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)
#define Vout1_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)
#define Cout1_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)
#define temp1_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)
#define temp2_LENGTH 20   //要素数(個数指定用の定数)

/*基本の設定*/
Serial pc(USBTX, USBRX);
DigitalOut myled(LED1); //
DigitalOut led2(LED2);  //
DigitalOut led3(LED3);  //
bool flagPrintf = 0;    //main関数でのprintf処理のためのフラグ
Ticker ticker1;     //割り込み設定用

/*BLDC設定*/
Timer timer;        //回転数計算用タイマ設定
BLDCmotorDriver M(p26, p24, p22, p25, p23, p21, p14, p17, p18, LED1);
AnalogIn Pot(p20);
InterruptIn HS_p16(p16);    
InterruptIn DIRECTION_SW(p8);
void initBLDC();  //BLDCの初期設定を行う関数
float rpm = 0, speed = 0;
double dc = 0.0;
bool direction = 0;//方向を決める
int begin, end; //
int HS_timer = 0;   //速度検出のために使う変数 
int HS_timer1 = 0;  //速度検出のために使う変数 
int reset_cnt = 0;  //Timerをリセットするために使うカウンタ

/*CANの設定*/
CAN canSlave(p30, p29); //CANのピン設定
void initCAN();  //CANの初期設定を行う関数
int forSend = 0;        //データ送信時に一時的に使用する変数
bool CANsendOK = 0;  //CAN受信完了時,セットする(mainでのprintfのため)
CANMessage msgSlave;    //CAN送信用
unsigned int  canSlaveID = 0x10;   //canSlaveの初期IDを0x10に設定  (モタコン:0x10, )
void Handler_canSlaveSend();

/*INA226設定*/    //GNDGND(G-G):0x80, Vs+Vs+(1-1):0x8A, SDASDA(D-D):0x94, SCLSCL(C-C):0x9E, GNDVs+(G-1):0x82
I2C i2c(p28,p27);
INA226 VCmonitor1(i2c,0x9E);        //GNDGND(G-G)に設定したINA226がVCmonitor1(1台目)
INA226 VCmonitor2(i2c,0x94);        //Vs+Vs+(1-1)に設定したINA226がVCmonitor2(2台目)
void initINA226();  //INA226の初期設定を行う関数
unsigned short val;
double V,C,Vin1,Cin1,Vout1,Cout1;
int count = 1;      //INA226動作確認用カウンタ
float data_Vin1[Vin1_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列
float data_Cin1[Cin1_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列
float data_Vout1[Vout1_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列
float data_Cout1[Cout1_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列
void get_VCin1(void);
void get_VCout1(void);

/*温度測定(LM61)設定*/
AnalogIn LM61(p15); ////set p15 to analog input to read LM61 sensor's voltage output
float temp1 = 0.0, temp2 = 0.0;
void get_temp(void);    //温度取得する関数
float data_temp1[temp1_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列
float data_temp2[temp2_LENGTH] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};        //一時的データ格納配列

/*ADCのピン設定*/    //also setting unused analog input pins to digital outputs reduces A/D noise a bit    //see http://mbed.org/users/chris/notebook/Getting-best-ADC-performance/
DigitalOut P19(p19);
    
 /*USBメモリの設定*/
MSCFileSystem msc("usb"); // Mount flash drive under the name "msc"
void write_toMSC(void); //MSC=USBメモリ
FILE *fp;   //ファイルの設定

//Timer timer;  //処理時間測定用タイマ デバッグに使用する
int n = 0;  //移動平均算出に使うカウンタ

/*時間割り込み関数*/
void handler_0t2s(){   //0.2秒毎の割り込み
    if( direction == 0 ){    //正回転            
        dc = Pot.read(); 
    }
    if( direction == 1 ){    //逆回転            
        dc = -1 * Pot.read(); 
    } 
    reset_cnt++;
    if( reset_cnt >= 6000 ){
        timer.reset();
        reset_cnt = 0;
    }
    //flagPrintf = 1;
}
/*ホールセンサの立ち上がりから立ち上がりまでの時間計測する関数*/
void handler_HS(){  
    if( HS_timer == 0 ){
        begin = timer.read_us();
        HS_timer1 = 0;
    }
    if( HS_timer == 1 ){
        end = timer.read_us();
        HS_timer1 = 1;
    }
    if( HS_timer1 == 0 ){
        HS_timer = 1;
    }
    if( HS_timer1 == 1 ){
        HS_timer = 0;
        rpm = 3750 / (abs(end - begin) * 0.001);
        speed = rpm * 0.10518;
    }
}
/*Directionスイッチの割り込み 進行方向切り替え*/
void handler_directionSW(){
    if( dc <= 0 ){
        direction = !direction;
    }
}
/*CANでデータを送信する関数*/
void Handler_canSlaveSend() { 
    forSend = (int)(V/100);
    msgSlave.data[0] = forSend / 100;    //forSend / 100 = 15あまり43 となり,答えの方がデータ格納される
    msgSlave.data[1] = forSend % 100;    //forSend / 100 = 15あまり43 となり,あまりの方がデータ格納される
    
    forSend = (int)(C/10);  //mAで取得した値を10で割り、char2分割で送り切れるようにする。(例: 測定電流が199.99Aのとき,C=199900.00となるため,forSend=19990となり,199と90で分割することで送信できる)
    msgSlave.data[2] = forSend / 100;   //forSend / 100 = 5あまり54 となり,答えの方がデータ格納される
    msgSlave.data[3] = forSend % 100;   //forSend % 100 = 5あまり54 となり,あまりの方がデータ格納される
    
    forSend = (int)(speed*10);  //speed * 10 = 856.5だが,intにするため,856が代入される 
    msgSlave.data[4] = forSend / 100;   //forSend / 100 = 8あまり56 となり,8がデータ格納される
    msgSlave.data[5] = forSend % 100;   //forSend % 100 = 8あまり56 となり,56がデータ格納される
    
    forSend = (int)(dc*100);  //dc * 100 = 95
    msgSlave.data[6] = forSend;   //charの最大値である255以下になるため,そのままデータ格納される
    
    if(canSlave.write(msgSlave)){   //格納したデータを送信する
        CANsendOK = 1;
    }
}
/*CAN通信相手から送信要求がきたとき実行される*/
void Handler_canSlaveRecieve(){ //CANの通信相手から,送信要求がきたときに実行される関数
    if( canSlave.read( msgSlave ) ){ //msgに送られたデータが入る   
        led2 = !led2;
        if( msgSlave.id == canSlaveID ){ //IDがcanSlaveIDであれば処理する   
            Handler_canSlaveSend(); //送信処理をする関数に飛ぶ
        }
    }
}
/*電圧と電流測定する関数*/
void get_VCin1(){
    if((VCmonitor1.getVoltage(&V) == 0) && (VCmonitor1.getCurrent(&C) == 0)){     //1台目INA226の電圧電流測定
        Vin1 -= data_Vin1[n];    //移動平均処理
        Cin1 -= data_Cin1[n];    //移動平均処理
        data_Vin1[n] = V/Vin1_LENGTH;   //移動平均処理
        data_Cin1[n] = C/Cin1_LENGTH;   //移動平均処理
        Vin1 += data_Vin1[n];   //移動平均処理
        Cin1 += data_Cin1[n];   //移動平均処理
        pc.printf("\n%d, Vin1: %f, Cin1: %f\n",count,Vin1,Cin1);
    }
}
/*温度測定する関数*/
void get_temp(){
    temp1 -= data_temp1[n];     //移動平均処理
    data_temp1[n] = ( ((LM61*3.3)-0.600)*100.0 ) / temp1_LENGTH;    //移動平均処理
    temp1 += data_temp1[n];     //移動平均処理
    pc.printf("temp1:%5.2F C temp2:%5.2F C \n\r", temp1, temp2);
}
void write_toMSC(){
    if ( (fp= fopen( "/usb/MPPT.csv", "a")) == NULL ){  //ファイルを開く, aは上書きの命令(ファイルが存在しなければ新規作成する)
        pc.printf("USB error\r\n");
        exit(1);
    }
    pc.printf("USB file write!\r\n");
    //timer.start();    //書き込み時間測定開始
    fprintf(fp,"%f,%f,%f,%f,%f,%f\n", Vin1, Cin1, Vout1, Vout1, temp1, temp2);  //ファイル書き込み
    //timer.stop();     //書き込み時間測定終了    
    fclose(fp);         //ファイルを閉じる  
    //pc.printf("write time :%f\n\n\n",timer.read());  
}

/*INA226の初期設定*/
void initINA226(){
    //  1台目の設定
    if ( !VCmonitor1.isExist() ){
        pc.printf("VCmonitor1 INA226 Not Found.\n");
    }
    val = 0;
    if ( VCmonitor1.rawRead(0x00,&val) != 0){
        pc.printf("VCmonitor1 INA226 Read Error\n");
    }
    pc.printf("VCmonitor1 Reg 0x00 : 0x%04x\r\n",val);
    VCmonitor1.setCurrentCalibration();
}
/*CANの初期設定*/
void initCAN(){
    canSlave.attach(&Handler_canSlaveRecieve, CAN::RxIrq);   //CAN受信割り込みの設定
    msgSlave.id = canSlaveID; //CAN送信側(slave)のIDを決定
    msgSlave.len = 7;   //CAN送信側で送るデータのバイト数
}
void initBLDC(){
    timer.start();      //回転数計算用タイマスタート
    DIRECTION_SW.mode(PullUp);                //directionスイッチのモード設定
    DIRECTION_SW.fall(&handler_directionSW);  //directionスイッチの立ち上がり割り込み設定
    DIRECTION_SW.rise(&handler_directionSW);  //directionスイッチの立ち下がり割り込み設定   どちらも同じ関数に飛ぶ
    led3 = DIRECTION_SW.read();
//    HS_p16.rise(&handler_HS);       //ホールセンサ立ち上がり割り込み設定
}

/*メイン関数*/
int main()
{
    initINA226();        //INA226の初期設定
    initCAN();
    initBLDC();     //BLDC制御のための初期設定
    ticker1.attach(&handler_0t2s, 0.3); //0.3秒毎に飛ぶ「handler_0t3s」関数
    
    while(1) {
        get_VCin1();    //Vipm(IPMへの入力電圧)とCipm(IPMへの入力電流)を取得
        get_temp();     //温度測定
//        write_toMSC();  //データをUSBメモリに保存

        n++;
        if( n >= Vin1_LENGTH ){ //カウンタがサンプル数を超えたら,0に戻り,移動平均算出を続ける           
            n = 0;
        }
        
        M.setDutyCycle(dc);     //モータを駆動する関数    引数dcは,PWMのデューティ比
        flagPrintf = 1;
        if( flagPrintf ){   //flagPrntfが1なら,以下を処理する
            flagPrintf = 0;
            pc.printf("Duty Cycle: %1.2f, Sector: %d\n\r",dc, M.getSector());
            pc.printf("Toggle the led takes %d us\n", abs(end - begin));
            pc.printf("%f rpm\n",rpm);
            pc.printf("%f km/h\n",speed);
            pc.printf("V,%f,C,%f\n",V,C);
        }
        /*
        if( CANsendOK ) {
            CANsendOK = 0;     
            printf("Data in msgSlave.data[0] : %d\n\r", msgSlave.data[0]);    //CANで送信したデータをそのまま表示
            printf("Data in msgSlave.data[1] : %d\n\r", msgSlave.data[1]);    //上に同じ
            printf("Data in msgSlave.data[2] : %d\n\r", msgSlave.data[2]);    //上に同じ
            printf("Data in msgSlave.data[3] : %d\n\r", msgSlave.data[3]);    //上に同じ
            printf("Data in msgSlave.data[4] : %d\n\r", msgSlave.data[4]);    //上に同じ
            printf("Data in msgSlave.data[5] : %d\n\r", msgSlave.data[5]);    //上に同じ
            printf("Data in msgSlave.data[6] : %d\n\r", msgSlave.data[6]);    //上に同じ
            printf("\n\r");
        }
        */  
    }
}