James Heavey / 3875_Individualproject

Important changes to repositories hosted on mbed.com

Mbed hosted mercurial repositories are deprecated and are due to be permanently deleted in July 2026.

To keep a copy of this software download the repository Zip archive or clone locally using Mercurial.

It is also possible to export all your personal repositories from the account settings page.

Dependents:   3875_DISSERTATION

m3pi.cpp@7:b4fc73882a2a, 2017-07-05 (annotated)

Committer:
eencae
Date:
Wed Jul 05 13:02:24 2017 +0000
Revision:
7:b4fc73882a2a
Parent:
6:39daa09102a0
Child:
8:92167bd3eb44
Fixed serial buffer issue (TC)

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
eencae 0:56320ef879a6 1 #include "m3pi.h"
eencae 0:56320ef879a6 2
eencae 0:56320ef879a6 3 ////////////////////////// constructor/destructor //////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 4
eencae 0:56320ef879a6 5
eencae 0:56320ef879a6 6 m3pi::m3pi()
eencae 0:56320ef879a6 7 {
eencae 0:56320ef879a6 8 _serial = new Serial(p9,p10);
eencae 3:5015bc2d1cf8 9 _reset = new DigitalOut(p8);
eencae 2:26bf14f4dc84 10 _last_line_position = 0.0;
eencae 4:0abe81f5d9fd 11
eencae 4:0abe81f5d9fd 12 _bar_graph[0] = ' ';
eencae 4:0abe81f5d9fd 13 for (int i = 0; i < 6; i++) {
eencae 4:0abe81f5d9fd 14 _bar_graph[i+1] = i;
eencae 4:0abe81f5d9fd 15 }
eencae 0:56320ef879a6 16 }
eencae 0:56320ef879a6 17
eencae 0:56320ef879a6 18 m3pi::~m3pi()
eencae 0:56320ef879a6 19 {
eencae 0:56320ef879a6 20 delete _serial;
eencae 0:56320ef879a6 21 delete _reset;
eencae 3:5015bc2d1cf8 22
eencae 0:56320ef879a6 23 }
eencae 0:56320ef879a6 24
eencae 0:56320ef879a6 25 /////////////////////////////// public methods /////////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 26
eencae 0:56320ef879a6 27 void m3pi::init()
eencae 0:56320ef879a6 28 {
eencae 0:56320ef879a6 29 _serial->baud(115200);
eencae 0:56320ef879a6 30 reset(); // hard rest of 3pi
eencae 0:56320ef879a6 31 stop(); // stop motors
eencae 0:56320ef879a6 32 lcd_clear(); // clear LCD
eencae 0:56320ef879a6 33 }
eencae 0:56320ef879a6 34
eencae 2:26bf14f4dc84 35 /////////////////////////////// serial slave commands ////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 36
eencae 2:26bf14f4dc84 37
eencae 0:56320ef879a6 38 void m3pi::get_signature(char *signature)
eencae 0:56320ef879a6 39 {
eencae 0:56320ef879a6 40 _serial->putc(0x81);
eencae 0:56320ef879a6 41 _serial->gets(signature,7);
eencae 0:56320ef879a6 42 }
eencae 0:56320ef879a6 43
eencae 0:56320ef879a6 44 void m3pi::get_raw_values(unsigned int *values)
eencae 0:56320ef879a6 45 {
eencae 1:5523d6d1feec 46 char vals[10]; // array to receive 10 byte return message
eencae 1:5523d6d1feec 47 _serial->putc(0x86); // send command
eencae 0:56320ef879a6 48
eencae 1:5523d6d1feec 49 int n=0;
eencae 1:5523d6d1feec 50 while ( _serial->readable() ) { // keep looping while data on rx line
eencae 1:5523d6d1feec 51 vals[n] = _serial->getc(); // read into array
eencae 1:5523d6d1feec 52 n++; // increment index
eencae 1:5523d6d1feec 53 }
eencae 1:5523d6d1feec 54
eencae 1:5523d6d1feec 55 for(int i=0; i<5; i++) { // construct the 2-byte values
eencae 1:5523d6d1feec 56 values[i] = (vals[2*i+1] << 8) | vals[2*i];
eencae 0:56320ef879a6 57 }
eencae 0:56320ef879a6 58 }
eencae 0:56320ef879a6 59
eencae 0:56320ef879a6 60 void m3pi::get_calibrated_values(unsigned int *values)
eencae 0:56320ef879a6 61 {
eencae 7:b4fc73882a2a 62 while (_serial->readable() ) { // flush buffer
eencae 7:b4fc73882a2a 63 _serial->getc();
eencae 7:b4fc73882a2a 64 }
eencae 7:b4fc73882a2a 65
eencae 1:5523d6d1feec 66 char vals[10]; // array to receive 10 byte return message
eencae 1:5523d6d1feec 67 _serial->putc(0x87); // send command
eencae 5:847e6cbd458b 68
eencae 5:847e6cbd458b 69 for (int i=0; i < 10; i++) {
eencae 5:847e6cbd458b 70 vals[i] = _serial->getc();
eencae 5:847e6cbd458b 71 }
eencae 5:847e6cbd458b 72
eencae 1:5523d6d1feec 73 for(int i=0; i<5; i++) { // construct the 2-byte values
eencae 1:5523d6d1feec 74 values[i] = (vals[2*i+1] << 8) | vals[2*i];
eencae 1:5523d6d1feec 75 }
eencae 5:847e6cbd458b 76
eencae 0:56320ef879a6 77 }
eencae 0:56320ef879a6 78
eencae 0:56320ef879a6 79 float m3pi::get_trimpot_value()
eencae 0:56320ef879a6 80 {
eencae 0:56320ef879a6 81 _serial->putc(0xB0);
eencae 0:56320ef879a6 82 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 83 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 84 // trimpot value in the range 0 - 1023
eencae 0:56320ef879a6 85 float value = ( msb<<8 | lsb ) / 1023.0;
eencae 0:56320ef879a6 86 return value;
eencae 0:56320ef879a6 87 }
eencae 0:56320ef879a6 88
eencae 0:56320ef879a6 89
eencae 0:56320ef879a6 90 float m3pi::get_battery_voltage()
eencae 0:56320ef879a6 91 {
eencae 0:56320ef879a6 92 _serial->putc(0xB1);
eencae 0:56320ef879a6 93 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 94 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 95 // Battery in mV so convert to volts
eencae 0:56320ef879a6 96 float voltage = ( msb<<8 | lsb ) / 1000.0;
eencae 0:56320ef879a6 97 return voltage;
eencae 0:56320ef879a6 98 }
eencae 0:56320ef879a6 99
eencae 0:56320ef879a6 100 void m3pi::play_music(const char notes[],int length)
eencae 0:56320ef879a6 101 {
eencae 0:56320ef879a6 102 length = length < 0 ? 0 : length;
eencae 0:56320ef879a6 103 length = length > 100 ? 100 : length;
eencae 0:56320ef879a6 104
eencae 0:56320ef879a6 105 _serial->putc(0xB3);
eencae 0:56320ef879a6 106 _serial->putc(length);
eencae 0:56320ef879a6 107
eencae 0:56320ef879a6 108 for (int i = 0 ; i < length ; i++) {
eencae 0:56320ef879a6 109 _serial->putc(notes[i]);
eencae 0:56320ef879a6 110 }
eencae 0:56320ef879a6 111 }
eencae 0:56320ef879a6 112
eencae 0:56320ef879a6 113
eencae 0:56320ef879a6 114 void m3pi::calibrate()
eencae 0:56320ef879a6 115 {
eencae 3:5015bc2d1cf8 116 _serial->putc(0xB4);
eencae 0:56320ef879a6 117 }
eencae 0:56320ef879a6 118
eencae 0:56320ef879a6 119 void m3pi::reset_calibration()
eencae 0:56320ef879a6 120 {
eencae 0:56320ef879a6 121 _serial->putc(0xB5);
eencae 0:56320ef879a6 122 }
eencae 0:56320ef879a6 123
eencae 2:26bf14f4dc84 124 float m3pi::get_line_position()
eencae 0:56320ef879a6 125 {
eencae 0:56320ef879a6 126 _serial->putc(0xB6);
eencae 0:56320ef879a6 127
eencae 0:56320ef879a6 128 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 129 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 130 int position = (msb<<8 | lsb);
eencae 0:56320ef879a6 131
eencae 2:26bf14f4dc84 132 return float(position - 2000)/2000.0;
eencae 0:56320ef879a6 133 }
eencae 0:56320ef879a6 134
eencae 0:56320ef879a6 135 void m3pi::lcd_clear()
eencae 0:56320ef879a6 136 {
eencae 0:56320ef879a6 137 _serial->putc(0xB7);
eencae 0:56320ef879a6 138 }
eencae 0:56320ef879a6 139
eencae 0:56320ef879a6 140 void m3pi::lcd_print(char text[],int length)
eencae 0:56320ef879a6 141 {
eencae 0:56320ef879a6 142 length = length < 0 ? 0 : length;
eencae 0:56320ef879a6 143 length = length > 8 ? 8 : length;
eencae 0:56320ef879a6 144
eencae 0:56320ef879a6 145 _serial->putc(0xB8);
eencae 0:56320ef879a6 146 _serial->putc(length);
eencae 0:56320ef879a6 147
eencae 0:56320ef879a6 148 for (int i = 0 ; i < length ; i++) {
eencae 0:56320ef879a6 149 _serial->putc(text[i]);
eencae 0:56320ef879a6 150 }
eencae 0:56320ef879a6 151 }
eencae 0:56320ef879a6 152
eencae 0:56320ef879a6 153 void m3pi::lcd_goto_xy(int x, int y)
eencae 0:56320ef879a6 154 {
eencae 0:56320ef879a6 155 _serial->putc(0xB9);
eencae 0:56320ef879a6 156 _serial->putc(x);
eencae 0:56320ef879a6 157 _serial->putc(y);
eencae 0:56320ef879a6 158 }
eencae 0:56320ef879a6 159
eencae 0:56320ef879a6 160 void m3pi::auto_calibrate()
eencae 0:56320ef879a6 161 {
eencae 0:56320ef879a6 162 _serial->putc(0xBA);
eencae 3:5015bc2d1cf8 163
eencae 3:5015bc2d1cf8 164 while(1) { // wait for serial response
eencae 0:56320ef879a6 165 if (_serial->readable()) {
eencae 0:56320ef879a6 166 break;
eencae 0:56320ef879a6 167 }
eencae 0:56320ef879a6 168 }
eencae 0:56320ef879a6 169 }
eencae 0:56320ef879a6 170
eencae 2:26bf14f4dc84 171 /////////////////////////////// motor methods ////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 172
eencae 0:56320ef879a6 173 void m3pi::left_motor(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 174 {
eencae 0:56320ef879a6 175 // check within bounds
eencae 0:56320ef879a6 176 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 177 speed = speed < -1.0 ? -1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 178
eencae 0:56320ef879a6 179 if (speed > 0.0) { // forward
eencae 0:56320ef879a6 180 _serial->putc(0xC1);
eencae 0:56320ef879a6 181 char s = char(127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 182 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 183 } else { // backward - speed is negative
eencae 0:56320ef879a6 184 _serial->putc(0xC2);
eencae 0:56320ef879a6 185 char s = char(-127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 186 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 187 }
eencae 0:56320ef879a6 188
eencae 0:56320ef879a6 189 }
eencae 0:56320ef879a6 190
eencae 0:56320ef879a6 191 void m3pi::right_motor(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 192 {
eencae 0:56320ef879a6 193 // check within bounds
eencae 0:56320ef879a6 194 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 195 speed = speed < -1.0 ? -1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 196
eencae 0:56320ef879a6 197 if (speed > 0.0) { // forward
eencae 0:56320ef879a6 198 _serial->putc(0xC5);
eencae 0:56320ef879a6 199 char s = char(127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 200 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 201 } else { // backward - speed is negative
eencae 0:56320ef879a6 202 _serial->putc(0xC6);
eencae 0:56320ef879a6 203 char s = char(-127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 204 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 205 }
eencae 0:56320ef879a6 206
eencae 0:56320ef879a6 207 }
eencae 0:56320ef879a6 208
eencae 0:56320ef879a6 209 // speeds from -1.0 to 1.0 (0 is stop)
eencae 0:56320ef879a6 210 void m3pi::motors(float left_speed,float right_speed)
eencae 0:56320ef879a6 211 {
eencae 0:56320ef879a6 212 left_motor(left_speed);
eencae 0:56320ef879a6 213 right_motor(right_speed);
eencae 0:56320ef879a6 214 }
eencae 0:56320ef879a6 215
eencae 0:56320ef879a6 216 void m3pi::stop()
eencae 0:56320ef879a6 217 {
eencae 0:56320ef879a6 218 left_motor(0.0);
eencae 0:56320ef879a6 219 right_motor(0.0);
eencae 0:56320ef879a6 220 }
eencae 0:56320ef879a6 221
eencae 0:56320ef879a6 222 // speed in range 0.0 to 1.0
eencae 0:56320ef879a6 223 void m3pi::forward(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 224 {
eencae 0:56320ef879a6 225 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 226 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 227
eencae 0:56320ef879a6 228 left_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 229 right_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 230 }
eencae 0:56320ef879a6 231
eencae 0:56320ef879a6 232 // speed in range 0 to 1.0
eencae 0:56320ef879a6 233 void m3pi::reverse(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 234 {
eencae 0:56320ef879a6 235 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 236 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 237
eencae 0:56320ef879a6 238 left_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 239 right_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 240 }
eencae 0:56320ef879a6 241
eencae 0:56320ef879a6 242 void m3pi::spin_right(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 243 {
eencae 0:56320ef879a6 244 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 245 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 246
eencae 0:56320ef879a6 247 left_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 248 right_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 249 }
eencae 0:56320ef879a6 250
eencae 0:56320ef879a6 251 void m3pi::spin_left(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 252 {
eencae 0:56320ef879a6 253 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 254 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 255
eencae 0:56320ef879a6 256 left_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 257 right_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 258 }
eencae 0:56320ef879a6 259
eencae 2:26bf14f4dc84 260 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 261
eencae 0:56320ef879a6 262 void m3pi::display_battery_voltage(int x,int y)
eencae 0:56320ef879a6 263 {
eencae 0:56320ef879a6 264 float voltage = get_battery_voltage();
eencae 0:56320ef879a6 265
eencae 0:56320ef879a6 266 char buffer[8];
eencae 0:56320ef879a6 267 sprintf(buffer,"%3.1f V",voltage);
eencae 0:56320ef879a6 268
eencae 0:56320ef879a6 269 lcd_goto_xy(x,y);
eencae 0:56320ef879a6 270 lcd_print(buffer,5);
eencae 0:56320ef879a6 271 }
eencae 0:56320ef879a6 272
eencae 0:56320ef879a6 273 void m3pi::display_signature(int x,int y)
eencae 0:56320ef879a6 274 {
eencae 0:56320ef879a6 275 _serial->putc(0x81);
eencae 0:56320ef879a6 276 char buffer[7]; // including NULL terminator
eencae 0:56320ef879a6 277 _serial->gets(buffer,7);
eencae 0:56320ef879a6 278
eencae 0:56320ef879a6 279 lcd_goto_xy(x,y);
eencae 0:56320ef879a6 280 lcd_print(buffer,6);
eencae 0:56320ef879a6 281 }
eencae 0:56320ef879a6 282
eencae 2:26bf14f4dc84 283 void m3pi::display_sensor_values(unsigned int values[],int y)
eencae 2:26bf14f4dc84 284 {
eencae 2:26bf14f4dc84 285 // initialise array to ASCII '0'
eencae 4:0abe81f5d9fd 286 lcd_goto_xy(1,y);
eencae 4:0abe81f5d9fd 287
eencae 4:0abe81f5d9fd 288 char sensor_values[5];
eencae 4:0abe81f5d9fd 289
eencae 4:0abe81f5d9fd 290 // loop through sensor
eencae 4:0abe81f5d9fd 291 for (int sensor = 0 ; sensor < 5 ; sensor++) {
eencae 4:0abe81f5d9fd 292 // get the value and put it in the correct bin
eencae 4:0abe81f5d9fd 293 // (7 bins in the range 0 to 1000
eencae 4:0abe81f5d9fd 294 char value = char(values[sensor]/(1000.0/7.0));
eencae 4:0abe81f5d9fd 295 // use the bin to select the bar graph icon to display
eencae 4:0abe81f5d9fd 296 sensor_values[sensor] = _bar_graph[value];
eencae 4:0abe81f5d9fd 297 }
eencae 4:0abe81f5d9fd 298
eencae 4:0abe81f5d9fd 299 lcd_print(sensor_values,5);
eencae 2:26bf14f4dc84 300
eencae 2:26bf14f4dc84 301 }
eencae 2:26bf14f4dc84 302
eencae 2:26bf14f4dc84 303 unsigned int m3pi::get_sensor_array_value(unsigned int values[])
eencae 2:26bf14f4dc84 304 {
eencae 2:26bf14f4dc84 305 unsigned int value = 0;
eencae 2:26bf14f4dc84 306
eencae 2:26bf14f4dc84 307 // loop through each bit, starting from PC4
eencae 2:26bf14f4dc84 308 for (int i = 4; i >= 0; i--) {
eencae 2:26bf14f4dc84 309
eencae 2:26bf14f4dc84 310 unsigned int weight = pow(2.0,4-i);
eencae 2:26bf14f4dc84 311
eencae 2:26bf14f4dc84 312 // check if over threshold
eencae 2:26bf14f4dc84 313 if (values[i] > 500) {
eencae 2:26bf14f4dc84 314 // add equivalent binary weight to value
eencae 2:26bf14f4dc84 315 value += weight;
eencae 2:26bf14f4dc84 316 }
eencae 2:26bf14f4dc84 317
eencae 2:26bf14f4dc84 318 }
eencae 2:26bf14f4dc84 319
eencae 2:26bf14f4dc84 320 return value;
eencae 2:26bf14f4dc84 321 }
eencae 2:26bf14f4dc84 322
eencae 2:26bf14f4dc84 323 float m3pi::calc_line_position(unsigned int values[])
eencae 2:26bf14f4dc84 324 {
eencae 2:26bf14f4dc84 325 // calculate weighted average
eencae 2:26bf14f4dc84 326 unsigned int value =
eencae 2:26bf14f4dc84 327 (0*values[0]+1e3*values[1]+2e3*values[2]+3e3*values[3]+4e3*values[4])/
eencae 2:26bf14f4dc84 328 (values[0]+values[1]+values[2]+values[3]+values[4]);
eencae 2:26bf14f4dc84 329
eencae 2:26bf14f4dc84 330 // scale to between -1.0 and 1.0
eencae 2:26bf14f4dc84 331 float position = (int(value) - 2000)/2000.0;
eencae 2:26bf14f4dc84 332
eencae 2:26bf14f4dc84 333 float is_on_line = false;
eencae 2:26bf14f4dc84 334
eencae 2:26bf14f4dc84 335 // loop through and check if any sensor reading is above the threshold
eencae 2:26bf14f4dc84 336 for (int i = 0; i<5; i++) {
eencae 2:26bf14f4dc84 337 if (values[i] > 500) {
eencae 2:26bf14f4dc84 338 is_on_line = true;
eencae 2:26bf14f4dc84 339 }
eencae 2:26bf14f4dc84 340 }
eencae 2:26bf14f4dc84 341
eencae 2:26bf14f4dc84 342 // update last line position if over line
eencae 2:26bf14f4dc84 343 if (is_on_line) {
eencae 2:26bf14f4dc84 344 _last_line_position = position;
eencae 2:26bf14f4dc84 345 }
eencae 2:26bf14f4dc84 346
eencae 2:26bf14f4dc84 347 // if not on line then the last line position will have the last value when over line
eencae 2:26bf14f4dc84 348 return _last_line_position;
eencae 2:26bf14f4dc84 349 }
eencae 2:26bf14f4dc84 350
eencae 0:56320ef879a6 351 /////////////////////////////// private methods ////////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 352
eencae 0:56320ef879a6 353 void m3pi::reset()
eencae 0:56320ef879a6 354 {
eencae 0:56320ef879a6 355 // pulse the reset line (active-high)
eencae 3:5015bc2d1cf8 356 _reset->write(1);
eencae 3:5015bc2d1cf8 357 wait_ms(100);
eencae 0:56320ef879a6 358 _reset->write(0);
eencae 0:56320ef879a6 359 wait_ms(100);
eencae 0:56320ef879a6 360 }