/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Project : MATLAB PID CONTROL                                                    //
// Version : 1.0                                                                   //
// Date    : 4/26/2008                                                             //
// Author  : Kirk Fitzpatrick                                                      //
// Company : Private user                                                          //
// Comments: This program will act as a communication buffer to recieve position   //
//           values from the slave via SPI and pass them to matlab via USART.      //
//           Matlab will exectute the control law and pass the new PWM values back //
//           to this chip, which will then send those values to the slave via SPI  //
// Chip type           : ATmega8                                                   //
// Program type        : Application                                               //
// Clock frequency     : 20.000000 MHz                                             //
// Memory model        : Small                                                     //
// External SRAM size  : 0                                                         //
// Data Stack size     : 256                                                       //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include <mega8.h>
#include <stdio.h>
#include <spi.h>
#include <delay.h>
#include <math.h>

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                      GLOBAL VARIABLE DECLARATION                                //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
char pen_pos_high, pen_pos_low;
char mot_pos_high, mot_pos_low;
char pwm_high, pwm_low;
int pwm, pen_position, mot_position;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                              INTERUPT DECLATATION                               //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void);

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                             FUNCTION DECLATATIONS                               //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void control_func();                                                               

void main(void)
{

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// PORTB contains the pinns for SPI comunication. The port is as follows:          //
//      PORTB.1         OCRA            OUTPUT                                     //
//      PORTB.2         SS              OUTPUT                                     //
//      PORTB.3         MOSI            OUTPUT                                     //
//      PORTB.4         MISO            INPUT                                      //
//      PORTB.5         SCK             OUTPUT                                     //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PORTB=0x04;
DDRB=0x2E;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Timer/Counter 1 initialization                                                  //
// Clock source: System Clock                                                      //
// Clock value: 78.125 kHz                                                         //
// Mode: Normal top=FFFFh                                                          //
// OC1A output: Toggle                                                             //
// Input Capture on Falling Edge                                                   //
// Compare A Match Interrupt: On                                                   //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
TCCR1A=0x40;
TCCR1B=0x04;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// USART initialization                                                            //
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity                             //
// USART Receiver: On                                                              //
// USART Transmitter: On                                                           //
// USART Mode: Asynchronous                                                        //
// USART Baud Rate: 115200                                                         //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
UCSRA=0x00;
UCSRB=0x18;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
UBRRL=0x0A;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//              Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization                    //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
TIMSK=0x10;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// SPI initialization                                                              //
// SPI Type: Master                                                                //
// SPI Clock Rate: 1250.000 kHz                                                    //
// SPI Clock Phase: Cycle Half                                                     //
// SPI Clock Polarity: Low                                                         //
// SPI Data Order: MSB First                                                       //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
SPCR=0x51;                                                                         
SPSR=0x00;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Analog Comparator initialization                                                //
// Analog Comparator: Off                                                          //
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off                         //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                      GLOBAL INTERUPTS ENABLED                                   //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#asm("sei")

while (1){
        putchar(pen_pos_high);
        putchar(pen_pos_low);
        putchar(mot_pos_high);
        putchar(mot_pos_low);
        pwm_high=getchar();
        pwm_low=getchar();
                     
        pwm = ((signed int) pwm_high<<8)|pwm_low; 
        
        pen_position=(((unsigned) pen_pos_high)<<8)|pen_pos_low;
        mot_position=(((unsigned) mot_pos_high)<<8)|mot_pos_low;
        }
}  

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                              CONTROL FUNCTION                                   //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void control_func(){
        PORTB&=0xFB;    // Set SS* low to indicate communication
        spi(0);         // Buffer
        spi(0);         // Buffer
        pen_pos_high=spi(pwm_high);   
        pen_pos_low=spi(pwm_low);
        mot_pos_high=spi(0);
        mot_pos_low=spi(0);          
        PORTB|=0x04;  
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//                     TIMER INTERUPTS FOR CONTROL TIMING                          //   
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)
{
        OCR1A+=39; //1kHz //78; // 500 Hz interupt
        control_func();
}