I2C / 静電容量式近接 & タッチセンサーAdafruit MPR121 / 自動(再)コンフィギュレーションを実行する

pp.614ff.

今度は自動(再)コンフィギュレーションを実行してみる。

充放電電流設定値CDCがグローバルデフォルト値から大きくずれて、ベースライン値が初期値とはだいぶ違う値になった。下の実行例ではターゲットレベルを181 (左に2ビットシフトすると724)に設定していて、ベースラインは実際それに近い値になっている。

#define F_CPU 8000000UL

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "USARTClass.h"

#include "MPR121Class.h"
MPR121Class pad(0x5A); // (I2Cスレーブアドレス)で実体化する。

// 全チャンネルのタッチステータスを端末に表示する函数。
void print_touch_status(){
    usart.printString("Touch (Prox) Status[12:0]: ");
    usart.printBinaryWord(pad.get_touch_status());
    usart.printString("\n");
}

// (n)本のチャンネルの電極データを端末に表示する函数。
void print_filtered_data(uint8_t n){
    usart.printString("Filtered Data: ");
    uint16_t buff_word[n];
    pad.get_filtered_data(n, buff_word);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printWord(buff_word[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// (n)本のチャンネルのベースライン値を端末に表示する函数。
void print_baseline_val(uint8_t n){
    usart.printString("Baseline Val : ");
    uint16_t buff_word[n];
    pad.get_baseline_val(n, buff_word);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printWord(buff_word[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// (n)本のチャンネルのタッチ閾値を端末に表示する函数。
void print_touch_threshold(uint8_t n){
    usart.printString("Touch   Threshold: ");
    uint8_t buff[n];
    pad.get_touch_threshold(n, buff);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// (n)本のチャンネルのリリース閾値を端末に表示する函数。
void print_release_threshold(uint8_t n){
    usart.printString("Release Threshold: ");
    uint8_t buff[n];
    pad.get_release_threshold(n, buff);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// (n)本のチャンネルのタッチ閾値、リリース閾値の両方を端末に表示する函数。
void print_both_threshold(uint8_t n){
    usart.printString("Touch   Threshold: ");
    uint8_t   touch_buff[n];
    uint8_t release_buff[n];
    pad.get_both_threshold(n, touch_buff, release_buff);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(touch_buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
    
    usart.printString("Release Threshold: ");
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(release_buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// タッチ、リリース両方のディバウンス回数(全チャンネル共通)を端末に表示する函数。
void print_both_debounce_num(){
    usart.printString("Touch   Debounce#: ");
    usart.printByte(pad.get_touch_debounce_num());
    usart.printString("\n");
    usart.printString("Release Debounce#: ");
    usart.printByte(pad.get_release_debounce_num());
    usart.printString("\n");
}

// フィルターのサンプリング回数、グローバルCDC値、グローバルCDT値を端末に表示する函数。
void print_filter_global_cdc_cdt(){
    usart.printString("First Filter#        : ");
    usart.printByte(pad.get_ffi());
    usart.printString("\n");

    usart.printString("Global CDC (uA)      : ");
    usart.printByte(pad.get_gloval_cdc());
    usart.printString("\n");

    usart.printString("Global CDT10 (0.1 us): ");
    usart.printByte(pad.get_gloval_cdt10());
    usart.printString("\n");
    
    usart.printString("Second Filter#       : ");
    usart.printByte(pad.get_sfi());
    usart.printString("\n");

    usart.printString("Sample Interval (ms) : ");
    usart.printByte(pad.get_esi());

    usart.printString("\n");
}

// (n)本の各チャンネルの充放電電流設定値を端末に表示する函数。
void print_cdc(uint8_t n){
    usart.printString("CDC (uA)      : ");
    uint8_t buff[n];
    pad.get_cdc(n, buff);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// (n)本の各チャンネルの充放電時感設定値(10倍値)を端末に表示する函数。
void print_cdt10(uint8_t n){
    usart.printString("CDT10 (0.1 us): ");
    uint8_t buff[n];
    pad.get_cdt10(n, buff);
    for(int i=0; i<n; i++){
        usart.printNibble(i);
        usart.printString("ch:");
        usart.printByte(buff[i]);
        usart.printString(", ");
    }
    usart.printString("\n");
}

// 自動(再)コンフィギュレーションを実行した結果、範囲外になったかどうかを端末に表示する函数。
void print_out_of_range_status_status(){
    usart.printString("Out-Of-Range Status[12:0]: ");
    usart.printBinaryWord(pad.get_out_of_range_status());
    usart.printString("\n");
}

// 自動コンフィギュレーションに失敗したかどうかを端末に表示する函数。
void print_auto_config_failed(){
    usart.printString("Auto Config   Failed?: ");
    usart.printNibble(pad.auto_config_failed());
    usart.printString("\n");
}

// 自動再コンフィギュレーションに失敗したかどうかを端末に表示する函数。
void print_auto_reconfig_failed(){
    usart.printString("Auto-ReConfig Failed?: ");
    usart.printNibble(pad.auto_reconfig_failed());
    usart.printString("\n");
}

const uint8_t n = 4; // 電極をn本使うことにする。

ISR(INT1_vect){             // 電極の状態が変化したら、
    print_touch_status();   // 全チャンネルのタッチ状態を端末に表示し、
    print_filtered_data(n); // 電極データを端末に表示し、
    print_baseline_val(n);  // ベースライン値を端末に表示する。
}
    
int main(){
    usart.init();

    EIMSK |= (1 << INT1);  // INT1 (外部割り込み要求1)を有効化する。
    EICRA |= (1 << ISC11); // falling edgeで割り込む。
    sei();                 // グローバル割り込みを有効化する。

    usart.printString("\n**********************************");
    usart.printString("\n********** TOUCH SENSOR **********");
    usart.printString("\n**********************************\n");
    
    // ソフトリセットをかける。
    pad.soft_reset();

    // 自動(再)コンフィギュレーションの設定をする。
    pad.set_up_side_limit(202);
    pad.set_low_side_limit(117);
    pad.set_target_level(181);
    pad.set_auto_config_0(6, 4, 1, 1); // (ffi=6,10,18,34回; retry=0,2,4,8回; are=1,0; ace=1,0);
    pad.set_auto_config_1(0, 1, 1, 1);// (scts=1,0; oorie=1,0; arfie=1,0; acfie=1,0);

    pad.set_baseline_tracking(2);                                // 初回電極データの上位5ビットを初期ベースライン値としてロードする。
    pad.set_touch_debounce_num(3);                               // タッチ時のディバウンス回数(0～7)をセットする。
    pad.set_release_debounce_num(2);                             // リリース時のディバウンス回数(0～7)をセットする。
    for(int ch=0; ch<n; ch++){pad.set_touch_threshold(ch, 6);}   // (チャンネル0～12)にタッチ閾値(0～255)をセットする。
    for(int ch=0; ch<n; ch++){pad.set_release_threshold(ch, 1);} // (チャンネル0～12)にリリース閾値(0～255)をセットする。
    pad.enable_touch(n);                                         // (n)本の電極をタッチセンサーとして有効化する。
    
    print_out_of_range_status_status(); // 自動(再)コンフィギュレーションの範囲外ステータスを端末に表示する。
    print_auto_config_failed();         // 自動コンフィギュレーションに失敗したかどうかを端末に表示する。
    //print_auto_reconfig_failed();

    /*
   print_touch_threshold(n);   // (n)本のチャンネルのタッチ閾値を端末に表示する。
   print_release_threshold(n); // (n)本のチャンネルのリリース閾値を端末に表示する。
   */
    print_both_threshold(n);       // (n)本のチャンネルのタッチ閾値、リリース閾値の両方を端末に表示する。
    print_both_debounce_num();     // タッチ、リリース両方のディバウンス回数を端末に表示する。
    print_filter_global_cdc_cdt(); // フィルターのサンプリング回数、グローバルCDC値、グローバルCDT値を端末に表示する。
    print_cdc(n);                  // (n)本の各チャンネルの充放電電流値設定値を端末に表示する。
    print_cdt10(n);                // (n)本の各チャンネルの各充放電時間設定値(10倍値)を端末に表示する。

    while(1);
    return 0;
}

void MPR121Class::set_auto_config_0(uint8_t ffi, uint8_t retry, uint8_t are, uint8_t ace){
    uint8_t ffi_n; // ffi回数を、レジスタに書き込む値に変換する。
    switch(ffi){
        case  6: ffi_n = 0; break;
        case 10: ffi_n = 1; break;
        case 18: ffi_n = 2; break;
        case 34: ffi_n = 3; break;
        default: ffi_n = 0; break;
    }
    uint8_t retry_n; // retry回数を、レジスタに書き込む値に変換する。
    switch(retry){
        case 0 : retry_n = 0; break;
        case 2 : retry_n = 1; break;
        case 4 : retry_n = 2; break;
        case 8 : retry_n = 3; break;
        default: retry_n = 0; break;
    }
    uint8_t auto0 = (ffi_n << 6) | (retry_n << 4) | (_CL << 2) | (are < 1) | ace;
    i2c.write(_SLA, AUTOCONFIG_CONTROL_0, auto0);
}
void MPR121Class::set_auto_config_1(uint8_t scts, uint8_t oorie, uint8_t arfie, uint8_t acfie){
    uint8_t auto1 = (scts << 7) | (oorie << 2) | (arfie <<1) | acfie;
    i2c.write(_SLA, AUTOCONFIG_CONTROL_1, auto1);
}
void MPR121Class::set_up_side_limit(uint8_t usl){
    i2c.write(_SLA, UP_SIDE_LIMIT, usl);
}
void MPR121Class::set_low_side_limit(uint8_t lsl){
    i2c.write(_SLA, LOW_SIDE_LIMIT, lsl);
}
void MPR121Class::set_target_level(uint8_t tl){
    i2c.write(_SLA, TARGET_LEVEL, tl);
}
uint16_t MPR121Class::get_out_of_range_status(){
    uint8_t buff[2];
    i2c.read(_SLA, OOR_STATUS, 2, buff);
    return ((uint16_t)(buff[1] & 0b11111) << 8) | buff[0];
}
uint8_t MPR121Class::auto_config_failed(){
    return (i2c.read(_SLA, OOR_STATUS + 1) >> 7) & 1;
}
uint8_t MPR121Class::auto_reconfig_failed(){
    return (i2c.read(_SLA, OOR_STATUS + 1) >> 6) & 1;
}