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//Programa para hacer control PID simple, ingresa parámetros con teclado 4x4. Imprime resultados en LCD 16x2
 
#include "mbed.h"
#include "TextLCD.h" 
#include"keypad.h" //Librería del teclado 4x4
#include"FPointer.h"  //Librería complementaria para libreria keypad
 
TextLCD lcd(PTB10, PTB11, PTE2, PTE3, PTE4, PTE5);  // rs, e, d4-d7
Keypad keypad(PTA2,PTD4,PTD3,PTD7,PTA13,PTD5,PTD0,PTD2); //Entradas del teclado (4r,3r,2r,1r,8,7,6,5)
 
 
float Tdo=1/2093.005;
float Pdo=Tdo/2;
float Tre=1/2637.02;
float Pre=Tre/2;
float Tmi=1/3135.963;
float Pmi=Tmi/2;
 
AnalogIn Vin(PTB0);  //Voltaje de alimentación
AnalogOut Vout(PTE30); //Marcar la salida analógica
 //DigitalOut Vparlante(PTC5);
PwmOut pw(PTA12);
//ASIGNACION DE  VARIABLES
Timer t;
int cero;
int flag;
int q;
int k;
int C1=0x0E;    //configurar el lcd para mostrar el guin bajo
int C2=0x0C;    //configurar el lcd para QUITAR el guion bajo
float sp=0;       //set point
float kp=0;       //ganancia proporcional
float ki=0;       //ganancia integral
float kd=0;       //ganancia derivativa
int ind=0;      //vector de caracteres.
float err, med, yr, ap, ai, ad, err_v, cycle; //Variable de control PID
float pid;
 
//MATRIZ DEL TECLADO
float  Keytable[] = {1,2,3,11,
                   4,5,6,12,
                   7,8,9,13,
                   0,0,0,0};
                   
//Se crea una función que incremente los valores
void increment(int j){             
if(j==0){
        if (q!=1 && sp<10){
        sp=ind;
        q=1;
        }
        else {
            sp=10*sp+ind;
            }
         if(sp>999)sp=999;
                
              
        lcd.locate(3,0); lcd.printf("   ");
        lcd.locate(3,0); lcd.printf("%.0f",sp);
        
        pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
         }
else if(j==1){
        if (q!=1 && kp<10){
        kp=ind;
        q=1;
        }
        else{
         kp=10*kp+ind;
         }
         if(kp>999)kp=999;
        lcd.locate(11,0); lcd.printf("   ");
        lcd.locate(11,0); lcd.printf("%.0f",kp);
          pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
      }
else if(j==2){
        if (q!=1 && ki<10){
        ki=ind;
        q=1;
        }
        else{
         ki=10*ki+ind;
         }
         if(ki>999)ki=999;
        lcd.locate(3,1); lcd.printf("   ");
        lcd.locate(3,1); lcd.printf("%.0f",ki);
          pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
             
      }
else{
        if (q!=1 && kd<10){
        kd=ind;
        q=1;
        }
        else{
         kd=10*kd+ind;
         }
         if(kd>999)kd=999;
        lcd.locate(11,1); lcd.printf("   ");
        lcd.locate(11,1); lcd.printf("%.0f",kd);
    }
    ind=0; cero=0;
      pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
}
 
uint32_t cbAfterInput(uint32_t index) {
    ind=Keytable[index];
    cero=index;
    return 0;
}
 
void def_posicion(int j){
    if (j==0){
    lcd.locate(3,0); lcd.printf("%.0f",sp);
    lcd.locate(3,0); 
    }
    else if(j==1){
    lcd.locate(11,0);   lcd.printf("%.0f",kp);
    lcd.locate(11,0);   
    }
    else if (j==2){
    lcd.locate(3,1); lcd.printf("%.0f",ki);
    lcd.locate(3,1); 
    }
    else {
    lcd.locate(11,1);   lcd.printf("%.0f",kd);
    lcd.locate(11,1);  
    }
}
 
//Dado que hay parámetros que no varía en el display en esta parte del código, se crea una función que los mantenga.
void star_patch1(void){ 
lcd.cls();
lcd.locate(8,0);
lcd.printf("Kp=%.0f",kp);
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("Ki=%.0f",ki);
lcd.locate(8,1);
lcd.printf("Kd=%.0f",kd);
lcd.writeCommand(C1);   //cursor se vea y sea intermitente
lcd.locate(0,0); 
lcd.printf("Sp=%.0f",sp);
}
 
void star_patch2(void){  // uso nuevamente función que imprime los caracteres que no van a variar en el display
lcd.writeCommand(C2);
lcd.cls();
lcd.printf("Iniciamos el PID |m|"); 
wait(2);
lcd.cls();
lcd.printf("Er%=f",err);
lcd.locate(8,0);    lcd.printf("Me=%.0f",med); 
lcd.locate(0,1);    lcd.printf("Sp=%.0f",sp);
lcd.locate(8,1);    lcd.printf("Co=%.0f",pid);
wait(3);
}
 
int main(){
ini:
ind=0;
star_patch1();
    keypad.CallAfterInput(&cbAfterInput);
    keypad.Start();
ini1:
  if(ind==12){
    if (k<3) k++;
    else k=0;
    def_posicion(k);
    ind=0;
    q=0;
    pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
  }
  if(ind==13){
      pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
  ind=0;
  goto PID;
    
  }
  if(ind==11){
   pw.period(Tdo);
            pw.pulsewidth(Pdo);
            wait(0.1);
            pw=0;
            
    if (k==0){
    sp=0;
    lcd.locate(3,0); lcd.printf("   ");
    lcd.locate(3,0); lcd.printf("%.0f",sp);
    }
    else if(k==1){
    kp=0;
    lcd.locate(11,0); lcd.printf("   ");  
    lcd.locate(11,0); lcd.printf("%.0f",kp);
    }
    else if (k==2){
    ki=0;
    lcd.locate(3,1); lcd.printf("   ");
    lcd.locate(3,1); lcd.printf("%.0f",ki);
    }
    else {
    kd=0;
    lcd.locate(11,1);  lcd.printf("   "); 
    lcd.locate(11,1);  lcd.printf("%.0f",kd);
    }
    q=0; ind=0; 
  }
  if (ind!=0 && ind!=12 && ind!=13 && ind!=11 || cero==13 ){
  increment(k);
  } 
  goto ini1;
    
PID:    
    star_patch2();
    
    while (1){
    
    med=Vin.read()*1000;
    err =sp-med;
    ap = kp*err;           
    ai =(ki*0.001*err)+ai;    //calculo de la integral del error
    // VERIFICAMOS QUE LA ACCION INTEGRAL NO SEA MUY GRANDE!!!
    if(ai>0.5){
       ai=0.5;
       }
    ad = kd*(err-err_v); //calculo de la accion derivativa
    pid =(ap+ai+ad);
    
    //MOSTRAMOS LAS VARIABLES
    if (pid > 999)pid=1000; 
    if (pid<0)pid=0;
    
    
    Vout.write(pid/1000);
    if(flag==0){
    t.start();
    flag=1;
    }
    if (t>0.3){
    lcd.locate(3,0);
    lcd.printf("     ");
    lcd.locate(3,0);
    lcd.printf("%.0f",err);
    lcd.locate(11,0);
    lcd.printf("     ");
    lcd.locate(11,0);
    lcd.printf("%.0f",med);
    lcd.locate(3,1);
    lcd.printf("     ");
    lcd.locate(3,1);
    lcd.printf("%.0f",sp);
    lcd.locate(11,1);
    lcd.printf("     ");
    lcd.locate(11,1);
    lcd.printf("%.2f ",pid/1000);
    t.reset();
    flag=0;
    wait(.3);
    }
    
    //ACTUALIZACION DE LAS VARIABLES
    err_v = err;
    if(ind==13)goto ini;
    }
}