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//2021/12/18更新
//YUKA本番機用プログラム
//入力切替確認済み
//一定時間の入力なしで動作切替
//ジグザグ動作実装前
//エンコーダ読み取りによる入力
//加減速度調整パラメータ実装
//PID制御による機体角度補正_
//aoki 
 
#include "mbed.h"
#include "hcsr04.h"

#define ACC_B 1000
#define DEC_B 700
#define ACC_C 1000
#define DEC_C 1000

#define KICK 2000


 
DigitalOut led1(LED1);
DigitalOut led2(LED2);
DigitalOut led3(LED3);
DigitalOut led4(LED4);
 
Timer t;
double Time = 0;
#define Standby_Time 10
Serial pc(USBTX, USBRX);
char Serialdata;
BusOut myled(LED1, LED2, LED3, LED4);
 
//HCSR04 u1(p13, p14), u2(p11, p12), u3(p23, p24), u4(p25, p26); // Trigger(DO), Echo(PWMIN); LPC1768
HCSR04 u1(PA_0, PA_1),u2(PA_5, PA_6),u3(PB_0, PA_10); // Trigger(DO), Echo(PWMIN); f303k8
 
CANMessage canmsgTx;
CANMessage canmsgRx;
//CAN canPort(p30, p29);  //CAN name(PinName rd, PinName td) LPC1768
CAN canPort(PA_11, PA_12);  //CAN name(PinName rd, PinName td) F303k8
 
//プロトタイプ宣言
//------------------send関数-------------------
//mode Setting
void sendOPModeT(int);       //Operating Mode
void sendOPModeV(int);       //Operating Mode
//Control Word
void sendCtrlRS(int);       //Reset
void sendCtrlSD(int);       //Shutdown
void sendCtrlEN(int);       //Switch on & Enable
void sendCtrlQS(int);       //Quick Stop
void sendCtrlHL(int);       //Halt
//Velocity Setting
void sendTgtVel(int,int);   //Target Velocity
//Torque Setting
void sendTgtTrq(int,int);   //Target Torque
//Acceleration Setting
void sendProAcc(int,int);   //Plof Acceleration
void sendProDec(int,int);   //Plof Deceleration
//------------------read関数-------------------
void readActVel(int);       //Actual Velocity
void readActPos(int);       //Actual Position
//-------------------その他--------------------
void printCANTX(void);      //CAN送信データをPCに表示
void printCANRX(void);      //CAN受信データをPCに表示
void CANdataRX(void);       //CAN受信処理
void SerialRX(void);        //Serial受信処理
//---------------------------------------------
void set_ACC(int);
void set_DEC(int);
void set_MODE_V(void);
void set_MODE_T(void);

int nodeall=4;
 
int main(){
    //Serial
    pc.attach(SerialRX);
    //pc.baud(115200);
    
    //CAN
    canPort.frequency(1000000); //Bit Rate:1MHz
    canPort.attach(CANdataRX,CAN::RxIrq);
    int node1 = 1;  //CAN node Setting
    int node2 = 2;
    int node3 = 3;
    int node4 = 4;
    
    //モータ回転数
    int rpm = 600;
    
    //各モータ回転数
    int rpm1 = rpm; //Velocity Setting[rpm]
    int rpm2 = rpm; //Velocity Setting[rpm]
    int rpm3 = rpm; //Velocity Setting[rpm]
    int rpm4 = rpm; //Velocity Setting[rpm]
    
    //エンコーダ関係
    int ActPos = 0;
    int Init_Pos = 0;
    
    //超音波センサ関係パラメータ
    int max_rpm = rpm + 200;
    int min_rpm = rpm -200;
    int wall_distance = 0;
    int dist1, dist2,dist3, dist4;
    
    
    //PID制御関係
    //角度調整パラメータ
    int p1, i1, d1;
    int error_before1 = 0;
    int error_now1 = 0;
    int feedback_val1;
    int integral1;
    int pid_sum1;
    #define DELTA_T1  0.1
    #define target_val1  0
    #define Kp1  3
    #define Ki1  0
    #define Kd1  0
       
    pc.printf("YUKA PROGRAM START\r\n");
    wait(0.1);
    //-------------起動時に必ず送信---------------
    //オペレーティングモードを送信
    sendOPModeT(node1);
    sendOPModeT(node2);
    sendOPModeT(node3);
    sendOPModeT(node4);
        
    //Shutdown,Enableコマンド送信｜リセット
    sendCtrlSD(node1);
    sendCtrlSD(node2);
    sendCtrlSD(node3);
    sendCtrlSD(node4);
 
    sendCtrlEN(node1);
    sendCtrlEN(node2);
    sendCtrlEN(node3);
    sendCtrlEN(node4);
    
    //初期加減速度
    int Acc = 2000;
    int Dec = 2000;
    
    sendProAcc(1,Acc);
    sendProAcc(2,Acc);
    sendProAcc(3,Acc);
    sendProAcc(4,Acc);
           
    sendProDec(1,Dec);
    sendProDec(2,Dec);
    sendProDec(3,Dec);
    sendProDec(4,Dec);  
 
    //トルク設定
    int trq = 100;   //torque Setting[mA]
  
    sendTgtTrq(1,trq);
    sendTgtTrq(2,trq);
    sendTgtTrq(3,trq);
    sendTgtTrq(4,trq);
             
    while(1){  
                      
        ActPos = 0;
        Init_Pos = 0;
        dist1 = 0;
        readActPos(1);
        ActPos=canmsgRx.data[4]+canmsgRx.data[5]*256+canmsgRx.data[6]*65536;
        if(ActPos > 8388608){
            ActPos -= 0x1000000;//16進数でのマイナス処理 16^7 = 16,777,216 = 0x1000000
        }
        Init_Pos = ActPos;//起動時の角度を保存
            t.reset();
            t.start();
 
            while(1){
                 
                Time = t.read();
                 
                readActPos(1);
                ActPos=canmsgRx.data[4]+canmsgRx.data[5]*256+canmsgRx.data[6]*65536;
                if(ActPos > 8388608){
                    ActPos -= 0x1000000;//16進数でのマイナス処理 16^7 = 16,777,216 = 0x1000000
                   //printf("check\r\n");
                }
                 u1.start();
                 u2.start();
                            
                        dist1 = u1.get_dist_cm();
                        dist2 = u2.get_dist_cm();    
                        
                printf("dsit1 %d\r\n",dist1);
                /*--------------------------*/
                //前方向に入力があった時
                if(0){//ActPos < Init_Pos - KICK){
                                  
                    set_ACC(ACC_B);
                    set_DEC(ACC_C);

                    //速度制御モード送信    
                    set_MODE_V();
                 
                    while(1){
                     
                        u1.start();
                        u2.start();           
                        dist1 = u1.get_dist_cm();
                        dist2 = u2.get_dist_cm();    
   
                        //速度を指定
                        sendTgtVel(1,rpm*(-1));
                        sendTgtVel(2,rpm*(-1));
                        sendTgtVel(3,rpm);
                        sendTgtVel(4,rpm);
                        //指令値を送信
                        for(int i=1;i<= 4;i++){
                            sendCtrlEN(i);
                        }
                 
                        if(dist1 < 100 && dist1 >= 70){
                        break;
                        }
                        printf("dsit1 %d\r\n",dist1);
                    }
                 
                    //速度を指定
                    sendTgtVel(1,0);
                    sendTgtVel(2,0);
                    sendTgtVel(3,0);
                    sendTgtVel(4,0);
                    //指令値を送信
                    for(int i=1;i<= 4;i++){
                        sendCtrlEN(i);    
                    }
                    //実行時間
                    printf("stop!!\r\n");
                    wait(5.0);
                 
                    //printf("2\r\n");
                 
                    //速度を指定
                 
                    while(1){
                        readActPos(1);
                        ActPos=canmsgRx.data[4]+canmsgRx.data[5]*256+canmsgRx.data[6]*65536;
                        if(ActPos > 8388608){
                            ActPos -= 0x1000000;//16進数でのマイナス処理 16^7 = 16,777,216 = 0x1000000
                            //printf("check\r\n");
                        }
                 
                        if(ActPos > -10000){
                            break;
                        }    
 
                        sendTgtVel(1,rpm);
                        sendTgtVel(2,rpm);
                        sendTgtVel(3,rpm*(-1));
                        sendTgtVel(4,rpm*(-1));
                        //指令値を送信
                        for(int i=1;i<= 4;i++){
                            sendCtrlEN(i);    
                        }
                    //printf("3\r\n");
                    }
 
                    //ブレーキ
                    sendTgtVel(1,0);
                    sendTgtVel(2,0);
                    sendTgtVel(3,0);
                    sendTgtVel(4,0);
                    for(int i=1;i<= 4;i++){
                        sendCtrlEN(i);    
                    }
                 
                    wait(0.5);
                 
                    set_MODE_T();
                 
                    dist1 = 0;
                 
                    wait(3.0);
                    break;
                }

                 /*--------------------------*/
                 
                 /*--------------------------*/
                 //右方向に入力があった時
                
           }     
                 wait(0.5);   
        }
}
 
void set_ACC(int setACC_val){
    sendProAcc(1,setACC_val);
    sendProAcc(2,setACC_val);
    sendProAcc(3,setACC_val);
    sendProAcc(4,setACC_val);
}

void set_DEC(int setDEC_val){
    sendProDec(1,setDEC_val);
    sendProDec(2,setDEC_val);
    sendProDec(3,setDEC_val);
    sendProDec(4,setDEC_val); 
}

void set_MODE_V(){
    sendOPModeV(1);
    sendOPModeV(2);
    sendOPModeV(3);
    sendOPModeV(4);
}

void set_MODE_T(){
    sendOPModeT(1);
    sendOPModeT(2);
    sendOPModeT(3);
    sendOPModeT(4);
}

//0x2F-6060-00-fd-//-//-//
void sendOPModeT(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 5;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2F;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x60;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0xFD;//data:fd = "current Mode"
    /*
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
 
//0x2F-6060-00-03-//-//-//
void sendOPModeV(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 5;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2F;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x60;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x03;//data:0x03 = "Profile Velocity Mode"
    /*
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
//0x2B-6040-00-0000-//-//
void sendCtrlRS(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x40;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x80;//data:0x00"80" = "Controlword(Shutdown)"
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:0x"00"80
    /*
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
 
//0x2B-6040-00-0006-//-//
void sendCtrlSD(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x40;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x06;//data:0x00"06" = "Controlword(Shutdown)"
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:0x"00"06
    /*
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
//0x2B-6040-00-000F-//-//
void sendCtrlEN(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x40;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x0F;//data:0x00"0F" = "Controlword(Enable)"
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:0x"00"0F
    /*
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    //printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
//0x2B-6040-00-000B-//-//
void sendCtrlQS(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x40;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x0B;//data:0x00"0B" = "Quick Stop"
    canmsgTx.data[5] = 0x00;//data:0x"00"0B
    /*
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
//0x2B-6040-00-010F-//-//
void sendCtrlHL(int nodeID){
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x40;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canmsgTx.data[4] = 0x0F;//data:0x01"0F" = "Halt"
    canmsgTx.data[5] = 0x01;//data:0x"01"0F
    /*
    canmsgTx.data[6] = 0x00;//data:(user value)
    canmsgTx.data[7] = 0x00;//data:(user value)
    */
    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
}
 
//0x2B-60FF-00-[user data(4Byte)]
void sendTgtTrq(int nodeID,int trq){
    //pc.printf("%dmA0x%08x\r\n",trq,trq);  //回転数送信データの表示
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 6;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x2B;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x30;//Index LowByte 71
    canmsgTx.data[2] = 0x20;//Index HighByte 60
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    //下位から1Byteずつdataに格納
    if(trq<0){
    trq=0xFFFF+trq+1;
    }
    
    //pc.printf("iii%d\r\n",trq);
    //canmsgTx.data[7]=((trq>>24)&0xFF);
    //canmsgTx.data[6]=((trq>>16)&0xFF);
    
    canmsgTx.data[5]=((trq>>8)&0xFF);
    canmsgTx.data[4]=((trq>>0)&0xFF);
    //printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(2);
    //send Enable
    //pc.printf("Send Enable Command\r\n");
    //sendCtrlEN(nodeID);
    //wait(0.5);
}
 
 
 
 
//0x2B-60FF-00-[user data(4Byte)]
void sendTgtVel(int nodeID,int rpm){
    //pc.printf("%drpm|0x%08x\r\n",rpm,rpm);  //回転数送信データの表示
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 8;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x23;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0xFF;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    //下位から1Byteずつdataに格納
    
    //pc.printf("%d\r\n",rpm);
    if(rpm<0){
    rpm=0xFFFFFFFF+rpm+1;
    } 
    canmsgTx.data[7]=((rpm>>24)&0xFF);
    canmsgTx.data[6]=((rpm>>16)&0xFF);
    canmsgTx.data[5]=((rpm>>8)&0xFF);
    canmsgTx.data[4]=((rpm>>0)&0xFF);
    
    //printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait_ms(1);
    
}
 
void readActVel(int nodeID){
    //値が欲しいobjectのアドレスを送る
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 4;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x40;//|0Byte:40|
    canmsgTx.data[1] = 0x6C;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canPort.write(canmsgTx);
    wait_ms(1);
}
 
void readActPos(int nodeID){
    //値が欲しいobjectのアドレスを送る
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 4;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x40;//|0Byte:40|
    canmsgTx.data[1] = 0x64;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    canPort.write(canmsgTx);
    wait_ms(1);
}
 
//加速度指定
void sendProAcc(int nodeID,int rpm){
    if(rpm < 0){
        rpm += 0xFFFFFFFF;
        }
//    pc.printf("%drpm|0x%08x\r\n",rpm,rpm);  //回転数送信データの表示
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 8;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x23;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x83;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    //下位から1Byteずつdataに格納
    canmsgTx.data[4] = (rpm >> 0) & 0xFF;
    canmsgTx.data[5] = (rpm >> 8) & 0xFF;
    canmsgTx.data[6] = (rpm >> 16) & 0xFF;
    canmsgTx.data[7] = (rpm >> 24) & 0xFF;
//    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait(0.01);
    //send Enable
//    pc.printf("Send Enable Command\r\n");
    sendCtrlEN(nodeID);
    wait(0.01);
}
 
//減速度指定
void sendProDec(int nodeID,int rpm){
    if(rpm < 0){
        rpm += 0xFFFFFFFF;
        }
//    pc.printf("%drpm|0x%08x\r\n",rpm,rpm);  //回転数送信データの表示
    canmsgTx.id = 0x600+nodeID;
    canmsgTx.len = 8;       //Data Length
    canmsgTx.data[0] = 0x23;//|0Byte:40|1Byte:2F|2Byte:2B|4Byte:23|other:22|
    canmsgTx.data[1] = 0x84;//Index LowByte
    canmsgTx.data[2] = 0x60;//Index HighByte
    canmsgTx.data[3] = 0x00;//sub-Index
    //下位から1Byteずつdataに格納
    canmsgTx.data[4] = (rpm >> 0) & 0xFF;
    canmsgTx.data[5] = (rpm >> 8) & 0xFF;
    canmsgTx.data[6] = (rpm >> 16) & 0xFF;
    canmsgTx.data[7] = (rpm >> 24) & 0xFF;
//    printCANTX();          //CAN送信データをPCに表示
    canPort.write(canmsgTx);//CANでデータ送信
    wait(0.01);
    //send Enable
//    pc.printf("Send Enable Command\r\n");
    sendCtrlEN(nodeID);
    wait(0.01);
}
 
 
//送信データの表示
void printCANTX(void){
  //0x canID|Byte0|Byte1|Byte2|Byte3|Byte4|Byte5|Byte6|Byte7|
    pc.printf("0x%3x|",canmsgTx.id);
    for(char i=0;i < canmsgTx.len;i++){
        pc.printf("%02x|",canmsgTx.data[i]);
    }
    //pc.printf("\r\n");
}
 
//受信データの表示
 
void printCANRX(void){
  //0x canID|Byte0|Byte1|Byte2|Byte3|Byte4|Byte5|Byte6|Byte7|
    //pc.printf("0x%3x|",canmsgRx.id);
    for(char i=0;i < canmsgRx.len;i++){
      //pc.printf("%02x|",canmsgRx.data[i]);
    }
    pc.printf("\r\n");
}
 
void CANdataRX(void){
    canPort.read(canmsgRx);
    printCANRX();
}
 
void SerialRX(void){
    Serialdata = pc.getc();
    //pc.printf("%c\r\n",Serialdata);
}