git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/ao.h

   1 /*
   2  * Copyright © 2009 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; version 2 of the License
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  14  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  15  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  16  */
  17
  18 #ifndef _AO_H_
  19 #define _AO_H_
  20
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <stddef.h>
  25 #include "cc1111.h"
  26 #include "ao_pins.h"
  27
  28 #define TRUE 1
  29 #define FALSE 0
  30
  31 /* Convert a __data pointer into an __xdata pointer */
  32 #define DATA_TO_XDATA(a)        ((void __xdata *) ((uint8_t) (a) | 0xff00))
  33
  34 /* Stack runs from above the allocated __data space to 0xfe, which avoids
  35  * writing to 0xff as that triggers the stack overflow indicator
  36  */
  37 #define AO_STACK_START  0x90
  38 #define AO_STACK_END    0xfe
  39 #define AO_STACK_SIZE   (AO_STACK_END - AO_STACK_START + 1)
  40
  41 /* An AltOS task */
  42 struct ao_task {
  43         __xdata void *wchan;            /* current wait channel (NULL if running) */
  44         uint16_t alarm;                 /* abort ao_sleep time */
  45         uint8_t stack_count;            /* amount of saved stack */
  46         uint8_t task_id;                /* unique id */
  47         __code char *name;              /* task name */
  48         uint8_t stack[AO_STACK_SIZE];   /* saved stack */
  49 };
  50
  51 extern __xdata struct ao_task *__data ao_cur_task;
  52
  53 #define AO_NUM_TASKS            16      /* maximum number of tasks */
  54 #define AO_NO_TASK              0       /* no task id */
  55
  56 /*
  57  ao_task.c
  58  */
  59
  60 /* Suspend the current task until wchan is awoken.
  61  * returns:
  62  *  0 on normal wake
  63  *  1 on alarm
  64  */
  65 uint8_t
  66 ao_sleep(__xdata void *wchan);
  67
  68 /* Wake all tasks sleeping on wchan */
  69 void
  70 ao_wakeup(__xdata void *wchan);
  71
  72 /* set an alarm to go off in 'delay' ticks */
  73 void
  74 ao_alarm(uint16_t delay);
  75
  76 /* Yield the processor to another task */
  77 void
  78 ao_yield(void) __naked;
  79
  80 /* Add a task to the run queue */
  81 void
  82 ao_add_task(__xdata struct ao_task * task, void (*start)(void), __code char *name) __reentrant;
  83
  84 /* Terminate the current task */
  85 void
  86 ao_exit(void);
  87
  88 /* Dump task info to console */
  89 void
  90 ao_task_info(void);
  91
  92 /* Start the scheduler. This will not return */
  93 void
  94 ao_start_scheduler(void);
  95
  96 /*
  97  * ao_panic.c
  98  */
  99
 100 #define AO_PANIC_NO_TASK        1       /* AO_NUM_TASKS is not large enough */
 101 #define AO_PANIC_DMA            2       /* Attempt to start DMA while active */
 102 #define AO_PANIC_MUTEX          3       /* Mis-using mutex API */
 103 #define AO_PANIC_EE             4       /* Mis-using eeprom API */
 104 #define AO_PANIC_LOG            5       /* Failing to read/write log data */
 105 #define AO_PANIC_CMD            6       /* Too many command sets registered */
 106 #define AO_PANIC_STDIO          7       /* Too many stdio handlers registered */
 107 #define AO_PANIC_REBOOT         8       /* Reboot failed */
 108 #define AO_PANIC_FLASH          9       /* Invalid flash part (or wrong blocksize) */
 109 #define AO_PANIC_USB            10      /* Trying to send USB packet while busy */
 110
 111 /* Stop the operating system, beeping and blinking the reason */
 112 void
 113 ao_panic(uint8_t reason);
 114
 115 /*
 116  * ao_timer.c
 117  */
 118
 119 /* Our timer runs at 100Hz */
 120 #define AO_HERTZ                100
 121 #define AO_MS_TO_TICKS(ms)      ((ms) / (1000 / AO_HERTZ))
 122 #define AO_SEC_TO_TICKS(s)      ((s) * AO_HERTZ)
 123
 124 /* Returns the current time in ticks */
 125 uint16_t
 126 ao_time(void);
 127
 128 /* Suspend the current task until ticks time has passed */
 129 void
 130 ao_delay(uint16_t ticks);
 131
 132 /* Set the ADC interval */
 133 void
 134 ao_timer_set_adc_interval(uint8_t interval) __critical;
 135
 136 /* Timer interrupt */
 137 void
 138 ao_timer_isr(void) __interrupt 9;
 139
 140 /* Initialize the timer */
 141 void
 142 ao_timer_init(void);
 143
 144 /* Initialize the hardware clock. Must be called first */
 145 void
 146 ao_clock_init(void);
 147
 148 /*
 149  * One set of samples read from the A/D converter or telemetry
 150  */
 151 struct ao_adc {
 152         uint16_t        tick;           /* tick when the sample was read */
 153         int16_t         accel;          /* accelerometer */
 154         int16_t         pres;           /* pressure sensor */
 155         int16_t         temp;           /* temperature sensor */
 156         int16_t         v_batt;         /* battery voltage */
 157         int16_t         sense_d;        /* drogue continuity sense */
 158         int16_t         sense_m;        /* main continuity sense */
 159 };
 160
 161 #ifndef HAS_ADC
 162 #error Please define HAS_ADC
 163 #endif
 164
 165 #if HAS_ADC
 166
 167 #if HAS_ACCEL
 168 #ifndef HAS_ACCEL_REF
 169 #error Please define HAS_ACCEL_REF
 170 #endif
 171 #else
 172 #define HAS_ACCEL_REF 0
 173 #endif
 174
 175 /*
 176  * ao_adc.c
 177  */
 178
 179 #define AO_ADC_RING     32
 180 #define ao_adc_ring_next(n)     (((n) + 1) & (AO_ADC_RING - 1))
 181 #define ao_adc_ring_prev(n)     (((n) - 1) & (AO_ADC_RING - 1))
 182
 183
 184 /*
 185  * A/D data is stored in a ring, with the next sample to be written
 186  * at ao_adc_head
 187  */
 188 extern volatile __xdata struct ao_adc   ao_adc_ring[AO_ADC_RING];
 189 extern volatile __data uint8_t          ao_adc_head;
 190 #if HAS_ACCEL_REF
 191 extern volatile __xdata uint16_t        ao_accel_ref[AO_ADC_RING];
 192 #endif
 193
 194 /* Trigger a conversion sequence (called from the timer interrupt) */
 195 void
 196 ao_adc_poll(void);
 197
 198 /* Suspend the current task until another A/D sample is converted */
 199 void
 200 ao_adc_sleep(void);
 201
 202 /* Get a copy of the last complete A/D sample set */
 203 void
 204 ao_adc_get(__xdata struct ao_adc *packet);
 205
 206 /* The A/D interrupt handler */
 207
 208 void
 209 ao_adc_isr(void) __interrupt 1;
 210
 211 /* Initialize the A/D converter */
 212 void
 213 ao_adc_init(void);
 214
 215 #endif /* HAS_ADC */
 216
 217 /*
 218  * ao_beep.c
 219  */
 220
 221 /*
 222  * Various pre-defined beep frequencies
 223  *
 224  * frequency = 1/2 (24e6/32) / beep
 225  */
 226
 227 #define AO_BEEP_LOW     150     /* 2500Hz */
 228 #define AO_BEEP_MID     94      /* 3989Hz */
 229 #define AO_BEEP_HIGH    75      /* 5000Hz */
 230 #define AO_BEEP_OFF     0       /* off */
 231
 232 #define AO_BEEP_g       240     /* 1562.5Hz */
 233 #define AO_BEEP_gs      227     /* 1652Hz (1655Hz) */
 234 #define AO_BEEP_aa      214     /* 1752Hz (1754Hz) */
 235 #define AO_BEEP_bbf     202     /* 1856Hz (1858Hz) */
 236 #define AO_BEEP_bb      190     /* 1974Hz (1969Hz) */
 237 #define AO_BEEP_cc      180     /* 2083Hz (2086Hz) */
 238 #define AO_BEEP_ccs     170     /* 2205Hz (2210Hz) */
 239 #define AO_BEEP_dd      160     /* 2344Hz (2341Hz) */
 240 #define AO_BEEP_eef     151     /* 2483Hz (2480Hz) */
 241 #define AO_BEEP_ee      143     /* 2622Hz (2628Hz) */
 242 #define AO_BEEP_ff      135     /* 2778Hz (2784Hz) */
 243 #define AO_BEEP_ffs     127     /* 2953Hz (2950Hz) */
 244 #define AO_BEEP_gg      120     /* 3125Hz */
 245 #define AO_BEEP_ggs     113     /* 3319Hz (3311Hz) */
 246 #define AO_BEEP_aaa     107     /* 3504Hz (3508Hz) */
 247 #define AO_BEEP_bbbf    101     /* 3713Hz (3716Hz) */
 248 #define AO_BEEP_bbb     95      /* 3947Hz (3937Hz) */
 249 #define AO_BEEP_ccc     90      /* 4167Hz (4171Hz) */
 250 #define AO_BEEP_cccs    85      /* 4412Hz (4419Hz) */
 251 #define AO_BEEP_ddd     80      /* 4688Hz (4682Hz) */
 252 #define AO_BEEP_eeef    76      /* 4934Hz (4961Hz) */
 253 #define AO_BEEP_eee     71      /* 5282Hz (5256Hz) */
 254 #define AO_BEEP_fff     67      /* 5597Hz (5568Hz) */
 255 #define AO_BEEP_fffs    64      /* 5859Hz (5899Hz) */
 256 #define AO_BEEP_ggg     60      /* 6250Hz */
 257
 258 /* Set the beeper to the specified tone */
 259 void
 260 ao_beep(uint8_t beep);
 261
 262 /* Turn on the beeper for the specified time */
 263 void
 264 ao_beep_for(uint8_t beep, uint16_t ticks) __reentrant;
 265
 266 /* Initialize the beeper */
 267 void
 268 ao_beep_init(void);
 269
 270 /*
 271  * ao_led.c
 272  */
 273
 274 #define AO_LED_NONE     0
 275
 276 /* Turn on the specified LEDs */
 277 void
 278 ao_led_on(uint8_t colors);
 279
 280 /* Turn off the specified LEDs */
 281 void
 282 ao_led_off(uint8_t colors);
 283
 284 /* Set all of the LEDs to the specified state */
 285 void
 286 ao_led_set(uint8_t colors);
 287
 288 /* Toggle the specified LEDs */
 289 void
 290 ao_led_toggle(uint8_t colors);
 291
 292 /* Turn on the specified LEDs for the indicated interval */
 293 void
 294 ao_led_for(uint8_t colors, uint16_t ticks) __reentrant;
 295
 296 /* Initialize the LEDs */
 297 void
 298 ao_led_init(uint8_t enable);
 299
 300 /*
 301  * ao_romconfig.c
 302  */
 303
 304 #define AO_ROMCONFIG_VERSION    2
 305
 306 extern __code __at (0x00a0) uint16_t ao_romconfig_version;
 307 extern __code __at (0x00a2) uint16_t ao_romconfig_check;
 308 extern __code __at (0x00a4) uint16_t ao_serial_number;
 309 extern __code __at (0x00a6) uint32_t ao_radio_cal;
 310
 311 #ifndef HAS_USB
 312 #error Please define HAS_USB
 313 #endif
 314
 315 #if HAS_USB
 316 extern __code __at (0x00aa) uint8_t ao_usb_descriptors [];
 317 #endif
 318
 319 /*
 320  * ao_usb.c
 321  */
 322
 323 /* Put one character to the USB output queue */
 324 void
 325 ao_usb_putchar(char c);
 326
 327 /* Get one character from the USB input queue */
 328 char
 329 ao_usb_getchar(void);
 330
 331 /* Poll for a charcter on the USB input queue.
 332  * returns AO_READ_AGAIN if none are available
 333  */
 334 char
 335 ao_usb_pollchar(void);
 336
 337 /* Flush the USB output queue */
 338 void
 339 ao_usb_flush(void);
 340
 341 #if HAS_USB
 342 /* USB interrupt handler */
 343 void
 344 ao_usb_isr(void) __interrupt 6;
 345 #endif
 346
 347 /* Enable the USB controller */
 348 void
 349 ao_usb_enable(void);
 350
 351 /* Disable the USB controller */
 352 void
 353 ao_usb_disable(void);
 354
 355 /* Initialize the USB system */
 356 void
 357 ao_usb_init(void);
 358
 359 /*
 360  * ao_cmd.c
 361  */
 362
 363 enum ao_cmd_status {
 364         ao_cmd_success = 0,
 365         ao_cmd_lex_error = 1,
 366         ao_cmd_syntax_error = 2,
 367 };
 368
 369 extern __xdata uint16_t ao_cmd_lex_i;
 370 extern __xdata uint32_t ao_cmd_lex_u32;
 371 extern __xdata char     ao_cmd_lex_c;
 372 extern __xdata enum ao_cmd_status ao_cmd_status;
 373
 374 void
 375 ao_cmd_lex(void);
 376
 377 void
 378 ao_cmd_put8(uint8_t v);
 379
 380 void
 381 ao_cmd_put16(uint16_t v);
 382
 383 void
 384 ao_cmd_white(void);
 385
 386 void
 387 ao_cmd_hex(void);
 388
 389 void
 390 ao_cmd_decimal(void);
 391
 392 uint8_t
 393 ao_match_word(__code char *word);
 394
 395 struct ao_cmds {
 396         void            (*func)(void);
 397         const char      *help;
 398 };
 399
 400 void
 401 ao_cmd_register(__code struct ao_cmds *cmds);
 402
 403 void
 404 ao_cmd_init(void);
 405
 406 /*
 407  * ao_dma.c
 408  */
 409
 410 /* Allocate a DMA channel. the 'done' parameter will be set when the
 411  * dma is finished and will be used to wakeup any waiters
 412  */
 413
 414 uint8_t
 415 ao_dma_alloc(__xdata uint8_t * done);
 416
 417 /* Setup a DMA channel */
 418 void
 419 ao_dma_set_transfer(uint8_t id,
 420                     void __xdata *srcaddr,
 421                     void __xdata *dstaddr,
 422                     uint16_t count,
 423                     uint8_t cfg0,
 424                     uint8_t cfg1);
 425
 426 /* Start a DMA channel */
 427 void
 428 ao_dma_start(uint8_t id);
 429
 430 /* Manually trigger a DMA channel */
 431 void
 432 ao_dma_trigger(uint8_t id);
 433
 434 /* Abort a running DMA transfer */
 435 void
 436 ao_dma_abort(uint8_t id);
 437
 438 /* DMA interrupt routine */
 439 void
 440 ao_dma_isr(void) __interrupt 8;
 441
 442 /*
 443  * ao_mutex.c
 444  */
 445
 446 void
 447 ao_mutex_get(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
 448
 449 void
 450 ao_mutex_put(__xdata uint8_t *ao_mutex) __reentrant;
 451
 452 /*
 453  * Storage interface, provided by one of the eeprom or flash
 454  * drivers
 455  */
 456
 457 /* Total bytes of available storage */
 458 extern __xdata uint32_t ao_storage_total;
 459
 460 /* Block size - device is erased in these units. At least 256 bytes */
 461 extern __xdata uint32_t ao_storage_block;
 462
 463 /* Byte offset of config block. Will be ao_storage_block bytes long */
 464 extern __xdata uint32_t ao_storage_config;
 465
 466 /* Storage unit size - device reads and writes must be within blocks of this size. Usually 256 bytes. */
 467 extern __xdata uint16_t ao_storage_unit;
 468
 469 #define AO_STORAGE_ERASE_LOG    (ao_storage_config + AO_CONFIG_MAX_SIZE)
 470
 471 /* Initialize above values. Can only be called once the OS is running */
 472 void
 473 ao_storage_setup(void) __reentrant;
 474
 475 /* Write data. Returns 0 on failure, 1 on success */
 476 uint8_t
 477 ao_storage_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 478
 479 /* Read data. Returns 0 on failure, 1 on success */
 480 uint8_t
 481 ao_storage_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 482
 483 /* Erase a block of storage. This always clears ao_storage_block bytes */
 484 uint8_t
 485 ao_storage_erase(uint32_t pos) __reentrant;
 486
 487 /* Flush any pending writes to stable storage */
 488 void
 489 ao_storage_flush(void) __reentrant;
 490
 491 /* Initialize the storage code */
 492 void
 493 ao_storage_init(void);
 494
 495 /*
 496  * Low-level functions wrapped by ao_storage.c
 497  */
 498
 499 /* Read data within a storage unit */
 500 uint8_t
 501 ao_storage_device_read(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 502
 503 /* Write data within a storage unit */
 504 uint8_t
 505 ao_storage_device_write(uint32_t pos, __xdata void *buf, uint16_t len) __reentrant;
 506
 507 /* Initialize low-level device bits */
 508 void
 509 ao_storage_device_init(void);
 510
 511 /* Print out information about flash chips */
 512 void
 513 ao_storage_device_info(void) __reentrant;
 514
 515 /*
 516  * ao_log.c
 517  */
 518
 519 /* We record flight numbers in the first record of
 520  * the log. Tasks may wait for this to be initialized
 521  * by sleeping on this variable.
 522  */
 523 extern __xdata uint16_t ao_flight_number;
 524
 525 extern __pdata uint32_t ao_log_current_pos;
 526 extern __pdata uint32_t ao_log_end_pos;
 527 extern __pdata uint32_t ao_log_start_pos;
 528 extern __xdata uint8_t  ao_log_running;
 529 extern __xdata enum flight_state ao_log_state;
 530
 531 /* required functions from the underlying log system */
 532
 533 /* Return the flight number from the given log slot, 0 if none */
 534 uint16_t
 535 ao_log_flight(uint8_t slot);
 536
 537 /* Flush the log */
 538 void
 539 ao_log_flush(void);
 540
 541 /* Logging thread main routine */
 542 void
 543 ao_log(void);
 544
 545 /* functions provided in ao_log.c */
 546
 547 /* Figure out the current flight number */
 548 void
 549 ao_log_scan(void) __reentrant;
 550
 551 /* Return the position of the start of the given log slot */
 552 uint32_t
 553 ao_log_pos(uint8_t slot);
 554
 555 /* Start logging to eeprom */
 556 void
 557 ao_log_start(void);
 558
 559 /* Stop logging */
 560 void
 561 ao_log_stop(void);
 562
 563 /* Initialize the logging system */
 564 void
 565 ao_log_init(void);
 566
 567 /* Write out the current flight number to the erase log */
 568 void
 569 ao_log_write_erase(uint8_t pos);
 570
 571 /* Returns true if there are any logs stored in eeprom */
 572 uint8_t
 573 ao_log_present(void);
 574
 575 /* Returns true if there is no more storage space available */
 576 uint8_t
 577 ao_log_full(void);
 578
 579 /*
 580  * ao_log_big.c
 581  */
 582
 583 /*
 584  * The data log is recorded in the eeprom as a sequence
 585  * of data packets.
 586  *
 587  * Each packet starts with a 4-byte header that has the
 588  * packet type, the packet checksum and the tick count. Then
 589  * they all contain 2 16 bit values which hold packet-specific
 590  * data.
 591  *
 592  * For each flight, the first packet
 593  * is FLIGHT packet, indicating the serial number of the
 594  * device and a unique number marking the number of flights
 595  * recorded by this device.
 596  *
 597  * During flight, data from the accelerometer and barometer
 598  * are recorded in SENSOR packets, using the raw 16-bit values
 599  * read from the A/D converter.
 600  *
 601  * Also during flight, but at a lower rate, the deployment
 602  * sensors are recorded in DEPLOY packets. The goal here is to
 603  * detect failure in the deployment circuits.
 604  *
 605  * STATE packets hold state transitions as the flight computer
 606  * transitions through different stages of the flight.
 607  */
 608 #define AO_LOG_FLIGHT           'F'
 609 #define AO_LOG_SENSOR           'A'
 610 #define AO_LOG_TEMP_VOLT        'T'
 611 #define AO_LOG_DEPLOY           'D'
 612 #define AO_LOG_STATE            'S'
 613 #define AO_LOG_GPS_TIME         'G'
 614 #define AO_LOG_GPS_LAT          'N'
 615 #define AO_LOG_GPS_LON          'W'
 616 #define AO_LOG_GPS_ALT          'H'
 617 #define AO_LOG_GPS_SAT          'V'
 618 #define AO_LOG_GPS_DATE         'Y'
 619
 620 #define AO_LOG_POS_NONE         (~0UL)
 621
 622 struct ao_log_record {
 623         char                    type;
 624         uint8_t                 csum;
 625         uint16_t                tick;
 626         union {
 627                 struct {
 628                         int16_t         ground_accel;
 629                         uint16_t        flight;
 630                 } flight;
 631                 struct {
 632                         int16_t         accel;
 633                         int16_t         pres;
 634                 } sensor;
 635                 struct {
 636                         int16_t         temp;
 637                         int16_t         v_batt;
 638                 } temp_volt;
 639                 struct {
 640                         int16_t         drogue;
 641                         int16_t         main;
 642                 } deploy;
 643                 struct {
 644                         uint16_t        state;
 645                         uint16_t        reason;
 646                 } state;
 647                 struct {
 648                         uint8_t         hour;
 649                         uint8_t         minute;
 650                         uint8_t         second;
 651                         uint8_t         flags;
 652                 } gps_time;
 653                 int32_t         gps_latitude;
 654                 int32_t         gps_longitude;
 655                 struct {
 656                         int16_t         altitude;
 657                         uint16_t        unused;
 658                 } gps_altitude;
 659                 struct {
 660                         uint16_t        svid;
 661                         uint8_t         unused;
 662                         uint8_t         c_n;
 663                 } gps_sat;
 664                 struct {
 665                         uint8_t         year;
 666                         uint8_t         month;
 667                         uint8_t         day;
 668                         uint8_t         extra;
 669                 } gps_date;
 670                 struct {
 671                         uint16_t        d0;
 672                         uint16_t        d1;
 673                 } anon;
 674         } u;
 675 };
 676
 677 /* Write a record to the eeprom log */
 678 uint8_t
 679 ao_log_data(__xdata struct ao_log_record *log) __reentrant;
 680
 681 /*
 682  * ao_flight.c
 683  */
 684
 685 enum ao_flight_state {
 686         ao_flight_startup = 0,
 687         ao_flight_idle = 1,
 688         ao_flight_pad = 2,
 689         ao_flight_boost = 3,
 690         ao_flight_fast = 4,
 691         ao_flight_coast = 5,
 692         ao_flight_drogue = 6,
 693         ao_flight_main = 7,
 694         ao_flight_landed = 8,
 695         ao_flight_invalid = 9
 696 };
 697
 698 extern __pdata enum ao_flight_state     ao_flight_state;
 699
 700 extern __pdata uint16_t                 ao_launch_time;
 701 extern __xdata uint8_t                  ao_flight_force_idle;
 702
 703 /* Flight thread */
 704 void
 705 ao_flight(void);
 706
 707 /* Initialize flight thread */
 708 void
 709 ao_flight_init(void);
 710
 711 /*
 712  * ao_sample.c
 713  */
 714
 715 /*
 716  * Barometer calibration
 717  *
 718  * We directly sample the barometer. The specs say:
 719  *
 720  * Pressure range: 15-115 kPa
 721  * Voltage at 115kPa: 2.82
 722  * Output scale: 27mV/kPa
 723  *
 724  * If we want to detect launch with the barometer, we need
 725  * a large enough bump to not be fooled by noise. At typical
 726  * launch elevations (0-2000m), a 200Pa pressure change cooresponds
 727  * to about a 20m elevation change. This is 5.4mV, or about 3LSB.
 728  * As all of our calculations are done in 16 bits, we'll actually see a change
 729  * of 16 times this though
 730  *
 731  * 27 mV/kPa * 32767 / 3300 counts/mV = 268.1 counts/kPa
 732  */
 733
 734 /* Accelerometer calibration
 735  *
 736  * We're sampling the accelerometer through a resistor divider which
 737  * consists of 5k and 10k resistors. This multiplies the values by 2/3.
 738  * That goes into the cc1111 A/D converter, which is running at 11 bits
 739  * of precision with the bits in the MSB of the 16 bit value. Only positive
 740  * values are used, so values should range from 0-32752 for 0-3.3V. The
 741  * specs say we should see 40mV/g (uncalibrated), multiply by 2/3 for what
 742  * the A/D converter sees (26.67 mV/g). We should see 32752/3300 counts/mV,
 743  * for a final computation of:
 744  *
 745  * 26.67 mV/g * 32767/3300 counts/mV = 264.8 counts/g
 746  *
 747  * Zero g was measured at 16000 (we would expect 16384).
 748  * Note that this value is only require to tell if the
 749  * rocket is standing upright. Once that is determined,
 750  * the value of the accelerometer is averaged for 100 samples
 751  * to find the resting accelerometer value, which is used
 752  * for all further flight computations
 753  */
 754
 755 #define GRAVITY 9.80665
 756
 757 /*
 758  * Above this height, the baro sensor doesn't work
 759  */
 760 #define AO_MAX_BARO_HEIGHT      12000
 761
 762 /*
 763  * Above this speed, baro measurements are unreliable
 764  */
 765 #define AO_MAX_BARO_SPEED       200
 766
 767 #define ACCEL_NOSE_UP   (ao_accel_2g >> 2)
 768
 769 /*
 770  * Speed and acceleration are scaled by 16 to provide a bit more
 771  * resolution while still having reasonable range. Note that this
 772  * limits speed to 2047m/s (around mach 6) and acceleration to
 773  * 2047m/s² (over 200g)
 774  */
 775
 776 #define AO_M_TO_HEIGHT(m)       ((int16_t) (m))
 777 #define AO_MS_TO_SPEED(ms)      ((int16_t) ((ms) * 16))
 778 #define AO_MSS_TO_ACCEL(mss)    ((int16_t) ((mss) * 16))
 779
 780 extern __pdata uint16_t ao_sample_tick;         /* time of last data */
 781 extern __pdata int16_t  ao_sample_pres;         /* most recent pressure sensor reading */
 782 extern __pdata int16_t  ao_sample_alt;          /* MSL of ao_sample_pres */
 783 extern __pdata int16_t  ao_sample_height;       /* AGL of ao_sample_pres */
 784 extern __data uint8_t   ao_sample_adc;          /* Ring position of last processed sample */
 785
 786 #if HAS_ACCEL
 787 extern __pdata int16_t  ao_sample_accel;        /* most recent accel sensor reading */
 788 #endif
 789
 790 extern __xdata int16_t  ao_ground_pres;         /* startup pressure */
 791 extern __xdata int16_t  ao_ground_height;       /* MSL of ao_ground_pres */
 792
 793 #if HAS_ACCEL
 794 extern __xdata int16_t  ao_ground_accel;        /* startup acceleration */
 795 extern __xdata int16_t  ao_accel_2g;            /* factory accel calibration */
 796 extern __xdata int32_t  ao_accel_scale;         /* sensor to m/s² conversion */
 797 #endif
 798
 799 void ao_sample_init(void);
 800
 801 /* returns FALSE in preflight mode, TRUE in flight mode */
 802 uint8_t ao_sample(void);
 803
 804 /*
 805  * ao_kalman.c
 806  */
 807
 808 #define to_fix16(x) ((int16_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
 809 #define to_fix32(x) ((int32_t) ((x) * 65536.0 + 0.5))
 810 #define from_fix(x)     ((x) >> 16)
 811
 812 extern __pdata int16_t                  ao_height;      /* meters */
 813 extern __pdata int16_t                  ao_speed;       /* m/s * 16 */
 814 extern __pdata int16_t                  ao_accel;       /* m/s² * 16 */
 815 extern __pdata int16_t                  ao_max_height;  /* max of ao_height */
 816
 817 extern __pdata int16_t                  ao_error_h;
 818 extern __pdata int16_t                  ao_error_h_sq_avg;
 819
 820 #if HAS_ACCEL
 821 extern __pdata int16_t                  ao_error_a;
 822 #endif
 823
 824 void ao_kalman(void);
 825
 826 /*
 827  * ao_report.c
 828  */
 829
 830 void
 831 ao_report_init(void);
 832
 833 /*
 834  * ao_convert.c
 835  *
 836  * Given raw data, convert to SI units
 837  */
 838
 839 /* pressure from the sensor to altitude in meters */
 840 int16_t
 841 ao_pres_to_altitude(int16_t pres) __reentrant;
 842
 843 int16_t
 844 ao_altitude_to_pres(int16_t alt) __reentrant;
 845
 846 int16_t
 847 ao_temp_to_dC(int16_t temp) __reentrant;
 848
 849 /*
 850  * ao_dbg.c
 851  *
 852  * debug another telemetrum board
 853  */
 854
 855 /* Send a byte to the dbg target */
 856 void
 857 ao_dbg_send_byte(uint8_t byte);
 858
 859 /* Receive a byte from the dbg target */
 860 uint8_t
 861 ao_dbg_recv_byte(void);
 862
 863 /* Start a bulk transfer to/from dbg target memory */
 864 void
 865 ao_dbg_start_transfer(uint16_t addr);
 866
 867 /* End a bulk transfer to/from dbg target memory */
 868 void
 869 ao_dbg_end_transfer(void);
 870
 871 /* Write a byte to dbg target memory */
 872 void
 873 ao_dbg_write_byte(uint8_t byte);
 874
 875 /* Read a byte from dbg target memory */
 876 uint8_t
 877 ao_dbg_read_byte(void);
 878
 879 /* Enable dbg mode, switching use of the pins */
 880 void
 881 ao_dbg_debug_mode(void);
 882
 883 /* Reset the dbg target */
 884 void
 885 ao_dbg_reset(void);
 886
 887 void
 888 ao_dbg_init(void);
 889
 890 /*
 891  * ao_serial.c
 892  */
 893
 894 #ifndef HAS_SERIAL_1
 895 #error Please define HAS_SERIAL_1
 896 #endif
 897
 898 #if HAS_SERIAL_1
 899 void
 900 ao_serial_rx1_isr(void) __interrupt 3;
 901
 902 void
 903 ao_serial_tx1_isr(void) __interrupt 14;
 904
 905 char
 906 ao_serial_getchar(void) __critical;
 907
 908 void
 909 ao_serial_putchar(char c) __critical;
 910
 911 #define AO_SERIAL_SPEED_4800    0
 912 #define AO_SERIAL_SPEED_9600    1
 913 #define AO_SERIAL_SPEED_57600   2
 914
 915 void
 916 ao_serial_set_speed(uint8_t speed);
 917
 918 void
 919 ao_serial_init(void);
 920 #endif
 921
 922 /*
 923  * ao_spi.c
 924  */
 925
 926 void
 927 ao_spi_send(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
 928
 929 void
 930 ao_spi_recv(void __xdata *block, uint16_t len) __reentrant;
 931
 932 void
 933 ao_spi_init(void);
 934
 935 /*
 936  * ao_gps.c
 937  */
 938
 939 #define AO_GPS_NUM_SAT_MASK     (0xf << 0)
 940 #define AO_GPS_NUM_SAT_SHIFT    (0)
 941
 942 #define AO_GPS_VALID            (1 << 4)
 943 #define AO_GPS_RUNNING          (1 << 5)
 944 #define AO_GPS_DATE_VALID       (1 << 6)
 945 #define AO_GPS_COURSE_VALID     (1 << 7)
 946
 947 extern __xdata uint16_t ao_gps_tick;
 948
 949 struct ao_gps_data {
 950         uint8_t                 year;
 951         uint8_t                 month;
 952         uint8_t                 day;
 953         uint8_t                 hour;
 954         uint8_t                 minute;
 955         uint8_t                 second;
 956         uint8_t                 flags;
 957         int32_t                 latitude;       /* degrees * 10⁷ */
 958         int32_t                 longitude;      /* degrees * 10⁷ */
 959         int16_t                 altitude;       /* m */
 960         uint16_t                ground_speed;   /* cm/s */
 961         uint8_t                 course;         /* degrees / 2 */
 962         uint8_t                 hdop;           /* * 5 */
 963         int16_t                 climb_rate;     /* cm/s */
 964         uint16_t                h_error;        /* m */
 965         uint16_t                v_error;        /* m */
 966 };
 967
 968 struct ao_gps_sat_data {
 969         uint8_t         svid;
 970         uint8_t         c_n_1;
 971 };
 972
 973 #define AO_MAX_GPS_TRACKING     12
 974
 975 struct ao_gps_tracking_data {
 976         uint8_t                 channels;
 977         struct ao_gps_sat_data  sats[AO_MAX_GPS_TRACKING];
 978 };
 979
 980 extern __xdata uint8_t ao_gps_mutex;
 981 extern __xdata struct ao_gps_data ao_gps_data;
 982 extern __xdata struct ao_gps_tracking_data ao_gps_tracking_data;
 983
 984 void
 985 ao_gps(void);
 986
 987 void
 988 ao_gps_print(__xdata struct ao_gps_data *gps_data);
 989
 990 void
 991 ao_gps_tracking_print(__xdata struct ao_gps_tracking_data *gps_tracking_data);
 992
 993 void
 994 ao_gps_init(void);
 995
 996 /*
 997  * ao_gps_report.c
 998  */
 999
1000 void
1001 ao_gps_report(void);
1002
1003 void
1004 ao_gps_report_init(void);
1005
1006 /*
1007  * ao_telemetry.c
1008  */
1009
1010 #define AO_MAX_CALLSIGN                 8
1011
1012 struct ao_telemetry {
1013         uint16_t                serial;
1014         uint16_t                flight;
1015         uint8_t                 flight_state;
1016         int16_t                 accel;
1017         int16_t                 ground_accel;
1018         union {
1019                 struct {
1020                         int16_t                 speed;
1021                         int16_t                 unused;
1022                 } k;
1023                 int32_t         flight_vel;
1024         } u;
1025         int16_t                 height;
1026         int16_t                 ground_pres;
1027         int16_t                 accel_plus_g;
1028         int16_t                 accel_minus_g;
1029         struct ao_adc           adc;
1030         struct ao_gps_data      gps;
1031         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1032         struct ao_gps_tracking_data     gps_tracking;
1033 };
1034
1035 struct ao_telemetry_tiny {
1036         uint16_t                serial;
1037         uint16_t                flight;
1038         uint8_t                 flight_state;
1039         int16_t                 height;         /* AGL in meters */
1040         int16_t                 speed;          /* in m/s * 16 */
1041         int16_t                 accel;          /* in m/s² * 16 */
1042         int16_t                 ground_pres;    /* sensor units */
1043         struct ao_adc           adc;            /* raw ADC readings */
1044         char                    callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1045 };
1046
1047 /*
1048  * ao_radio_recv tacks on rssi and status bytes
1049  */
1050 struct ao_telemetry_recv {
1051         struct ao_telemetry     telemetry;
1052         int8_t                  rssi;
1053         uint8_t                 status;
1054 };
1055
1056 struct ao_telemetry_tiny_recv {
1057         struct ao_telemetry_tiny        telemetry_tiny;
1058         int8_t                          rssi;
1059         uint8_t                         status;
1060 };
1061
1062 /* Set delay between telemetry reports (0 to disable) */
1063
1064 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_PAD       AO_MS_TO_TICKS(1000)
1065 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_FLIGHT    AO_MS_TO_TICKS(100)
1066 #define AO_TELEMETRY_INTERVAL_RECOVER   AO_MS_TO_TICKS(1000)
1067
1068 void
1069 ao_telemetry_set_interval(uint16_t interval);
1070
1071 void
1072 ao_rdf_set(uint8_t rdf);
1073
1074 void
1075 ao_telemetry_init(void);
1076
1077 void
1078 ao_telemetry_tiny_init(void);
1079
1080 /*
1081  * ao_radio.c
1082  */
1083
1084 extern __xdata uint8_t  ao_radio_dma;
1085 extern __xdata uint8_t ao_radio_dma_done;
1086 extern __xdata uint8_t ao_radio_done;
1087 extern __xdata uint8_t ao_radio_mutex;
1088
1089 void
1090 ao_radio_general_isr(void) __interrupt 16;
1091
1092 void
1093 ao_radio_get(uint8_t len);
1094
1095 #define ao_radio_put() ao_mutex_put(&ao_radio_mutex)
1096
1097 void
1098 ao_radio_set_packet(void);
1099
1100 void
1101 ao_radio_send(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1102
1103 uint8_t
1104 ao_radio_recv(__xdata void *data, uint8_t size) __reentrant;
1105
1106 void
1107 ao_radio_recv_abort(void);
1108
1109 void
1110 ao_radio_rdf(int ms);
1111
1112 void
1113 ao_radio_rdf_abort(void);
1114
1115 void
1116 ao_radio_idle(void);
1117
1118 void
1119 ao_radio_init(void);
1120
1121 /*
1122  * ao_monitor.c
1123  */
1124
1125 extern const char const * const ao_state_names[];
1126
1127 void
1128 ao_monitor(void);
1129
1130 #define AO_MONITORING_OFF       0
1131 #define AO_MONITORING_FULL      1
1132 #define AO_MONITORING_TINY      2
1133
1134 void
1135 ao_set_monitor(uint8_t monitoring);
1136
1137 void
1138 ao_monitor_init(uint8_t led, uint8_t monitoring) __reentrant;
1139
1140 /*
1141  * ao_stdio.c
1142  */
1143
1144 #define AO_READ_AGAIN   ((char) -1)
1145
1146 struct ao_stdio {
1147         char    (*pollchar)(void);
1148         void    (*putchar)(char c) __reentrant;
1149         void    (*flush)(void);
1150 };
1151
1152 void
1153 flush(void);
1154
1155 extern __xdata uint8_t ao_stdin_ready;
1156
1157 void
1158 ao_add_stdio(char (*pollchar)(void),
1159              void (*putchar)(char) __reentrant,
1160              void (*flush)(void)) __reentrant;
1161
1162 /*
1163  * ao_ignite.c
1164  */
1165
1166 enum ao_igniter {
1167         ao_igniter_drogue = 0,
1168         ao_igniter_main = 1
1169 };
1170
1171 void
1172 ao_ignite(enum ao_igniter igniter);
1173
1174 enum ao_igniter_status {
1175         ao_igniter_unknown,     /* unknown status (ambiguous voltage) */
1176         ao_igniter_ready,       /* continuity detected */
1177         ao_igniter_active,      /* igniter firing */
1178         ao_igniter_open,        /* open circuit detected */
1179 };
1180
1181 enum ao_igniter_status
1182 ao_igniter_status(enum ao_igniter igniter);
1183
1184 void
1185 ao_igniter_init(void);
1186
1187 /*
1188  * ao_config.c
1189  */
1190
1191 #define AO_CONFIG_MAJOR 1
1192 #define AO_CONFIG_MINOR 4
1193
1194 struct ao_config {
1195         uint8_t         major;
1196         uint8_t         minor;
1197         uint16_t        main_deploy;
1198         int16_t         accel_plus_g;           /* changed for minor version 2 */
1199         uint8_t         radio_channel;
1200         char            callsign[AO_MAX_CALLSIGN + 1];
1201         uint8_t         apogee_delay;           /* minor version 1 */
1202         int16_t         accel_minus_g;          /* minor version 2 */
1203         uint32_t        radio_cal;              /* minor version 3 */
1204         uint32_t        flight_log_max;         /* minor version 4 */
1205 };
1206
1207 extern __xdata struct ao_config ao_config;
1208
1209 #define AO_CONFIG_MAX_SIZE      128
1210
1211 void
1212 ao_config_get(void);
1213
1214 void
1215 ao_config_put(void);
1216
1217 void
1218 ao_config_init(void);
1219
1220 /*
1221  * ao_rssi.c
1222  */
1223
1224 void
1225 ao_rssi_set(int rssi_value);
1226
1227 void
1228 ao_rssi_init(uint8_t rssi_led);
1229
1230 /*
1231  * ao_product.c
1232  *
1233  * values which need to be defined for
1234  * each instance of a product
1235  */
1236
1237 extern const char ao_version[];
1238 extern const char ao_manufacturer[];
1239 extern const char ao_product[];
1240
1241 /*
1242  * Fifos
1243  */
1244
1245 #define AO_FIFO_SIZE    32
1246
1247 struct ao_fifo {
1248         uint8_t insert;
1249         uint8_t remove;
1250         char    fifo[AO_FIFO_SIZE];
1251 };
1252
1253 #define ao_fifo_insert(f,c) do { \
1254         (f).fifo[(f).insert] = (c); \
1255         (f).insert = ((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1256 } while(0)
1257
1258 #define ao_fifo_remove(f,c) do {\
1259         c = (f).fifo[(f).remove]; \
1260         (f).remove = ((f).remove + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1); \
1261 } while(0)
1262
1263 #define ao_fifo_full(f)         ((((f).insert + 1) & (AO_FIFO_SIZE-1)) == (f).remove)
1264 #define ao_fifo_empty(f)        ((f).insert == (f).remove)
1265
1266 /*
1267  * ao_packet.c
1268  *
1269  * Packet-based command interface
1270  */
1271
1272 #define AO_PACKET_MAX           64
1273 #define AO_PACKET_SYN           (uint8_t) 0xff
1274
1275 struct ao_packet {
1276         uint8_t         addr;
1277         uint8_t         len;
1278         uint8_t         seq;
1279         uint8_t         ack;
1280         uint8_t         d[AO_PACKET_MAX];
1281         uint8_t         callsign[AO_MAX_CALLSIGN];
1282 };
1283
1284 struct ao_packet_recv {
1285         struct ao_packet        packet;
1286         int8_t                  rssi;
1287         uint8_t                 status;
1288 };
1289
1290 extern __xdata struct ao_packet_recv ao_rx_packet;
1291 extern __xdata struct ao_packet ao_tx_packet;
1292 extern __xdata struct ao_task   ao_packet_task;
1293 extern __xdata uint8_t ao_packet_enable;
1294 extern __xdata uint8_t ao_packet_master_sleeping;
1295 extern __pdata uint8_t ao_packet_rx_len, ao_packet_rx_used, ao_packet_tx_used;
1296
1297 void
1298 ao_packet_send(void);
1299
1300 uint8_t
1301 ao_packet_recv(void);
1302
1303 void
1304 ao_packet_flush(void);
1305
1306 void
1307 ao_packet_putchar(char c) __reentrant;
1308
1309 char
1310 ao_packet_pollchar(void) __critical;
1311
1312 /* ao_packet_master.c */
1313
1314 void
1315 ao_packet_master_init(void);
1316
1317 /* ao_packet_slave.c */
1318
1319 void
1320 ao_packet_slave_start(void);
1321
1322 void
1323 ao_packet_slave_stop(void);
1324
1325 void
1326 ao_packet_slave_init(uint8_t enable);
1327
1328 #endif /* _AO_H_ */