/************************************************************************ *********
 * Proiectarea cu Microprocesoare
 * Laborator 3
 * Programarea in C sub AVR, Interfatare LCD alfanumeric, Comunicatie seriala RS232
 *********************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <avr\io.h>
#include <avr\interrupt.h>

/************************************************************************ 
 * DEFINE-uri pentru parametrizarea modulului LCD
 ************************************************************************/
#define LcdDATA_DDR		DDRA			// Portul pe care conectam firele de date la LCD-ul
#define LcdDATA_PORT	PORTA
#define LcdDATA_PIN		PINA

#define LcdCMD_DDR		DDRA			// Portul pe care conectam firele de comenzi la LCD
#define LcdCMD_PORT		PORTA
#define LcdCMD_PIN		PINA

#define LcdD4			PA0				// Pin-ul pentru firul de date D4 de pe LCD
#define LcdD5			PA1				// Pin-ul pentru firul de date D5 de pe LCD
#define LcdD6			PA2				// Pin-ul pentru firul de date D6 de pe LCD
#define LcdD7			PA3				// Pin-ul pentru firul de date D7 de pe LCD

#define LcdRS			PA4				// Pinul pentru selectare operatie (LCD)
#define LcdRW			PA5				// Pinul pentru Read/ Write (LCD)
#define LcdE			PA6				// Pinul de Enable (LCD)

#define LCD_INSTR_4wire 		0x28 	// 4 fire date, font 5x8
#define LCD_INSTR_display 		0x0C 	// Display On, Cursor On, Blinking On ( 1 Display Cursor Blink )
#define LCD_INSTR_clearDisplay 	0x01 	// Clear Display
#define LCD_INSTR_returnHome 	0x02 	// Return Cursor and LCD to Home Position
#define LCD_INSTR_nextLine 		0xC0 	// Return Cursor and LCD to Home Position


/************************************************************************ 
 * REDIRECTARE stdin, stdout pentru receptie, transmisie seriala
 ************************************************************************/
int uart_putchar(char c, FILE *unused);
int uart_getchar(FILE* f);
FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(uart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
FILE mystdin =  FDEV_SETUP_STREAM(NULL, uart_getchar, _FDEV_SETUP_READ);


/************************************************************************ 
 * API LCD.. implementare este in partea de jos a fisierului
 ************************************************************************/
void LCD_init();											// Initializare modul LCD.. trebuie apelata inainte de a se face orice operatie cu LCD-ul
void LCD_writeInstruction(unsigned char _instruction);	// Trimite o instructiune catre lcd (vezi datasheet)
void LCD_writeData(unsigned char _data);					// Trimite date catre LCD pentru afisare
void LCD_write(unsigned char _byte);						// trimite un bute catre LCD la modul general (nu conteaza daca e instructiune sau date)
void LCD_waitNotBusy();									// Asteptam pana cand lcd-ul devine disponibil pt o noua comanda
void LCD_print(char* _msg);								// Afiseaza imformatia pe LCD (doar 1 linie, primele 16 caractere)
void LCD_print2(char* _msg1, char* _msg2);				// Afisare pe 2 lini pe LCD
void LCD_printDecimal2u(unsigned int _n);					// Afisare numar in baza 10 pe LCD
void LCD_printHexa(unsigned int _n);						// Afisare numar in baza 16 pe LCD
void LCD_waitInstructions(unsigned char _instructions);	// Asteapta un numar de cicli de tact.. loop


/************************************************************************ 
 * Vectorul de intreruperi... exemplu pt labroatorul 2, intreruperi
 ************************************************************************/
// Exemplu de functie ce se apeleaza la interval de 1 secunda, intrerupere generata de timerul 1 (vezi laboratorul 2) 
SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A)
{	
	// Cod ce se apeleaza 1 data pe secunda
	// Exemplu de implemenare in C pentru laboratorul nr 2 (ASM)
}

void initUsart();
void initTimer1();	

/************************************************************************ 
 * PROGRAMUL PRINCIPAL
 ************************************************************************/
int main(void)
{
	// Mesajul ce este citit pe seriala si afisat pe LCD
	char message[33];		

	// Initializare
	
	initUsart();
	initTimer1();									
	
	stdin = &mystdin;
	stdout = &mystdout;

	// Activare sistem de intreruperi
	sei(); 

	// Functie pentru initializarea LCD-ului si afisarea mesajului WELCOME
	LCD_init();
	LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_clearDisplay);
	LCD_print("WELCOME");
	
	// Asteptam dupa un mesaj si apoi il afisam pe LCD, dupa care reluam ciclul
	for(;;)
	{
		printf("\nEnter message: ");
		scanf("%s",message);
		LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_clearDisplay);
		LCD_print(message);
	}
    return 0;
}


void initUsart() // Initializare modul USART pt comunicatie la 9600bps, 8 biti de date, la 16MHz		
{
	//TODO
}
void initTimer1() // Initializare timer 1 compare match A pentru a avea un timer la nivel de 1 secunda, 16MHz
{
	OCR1A = 15624;
	TCCR1A = 0;
	TCCR1B = (1<<WGM12)|(1<<CS12)|(1<<CS10);
	TIMSK |= _BV(OCIE1A);
}

/************************************************************************ 
 * IMPLEMENTARE FUNCTII TRANSMISIE/RECEPTIE SERIALA, pentru mapare stdin, stdout
 ************************************************************************/
// Functie ce trateaza trimiterea unui caracter pe seriala
int uart_putchar(char c, FILE *unused)      
{
	//TODO
}

// Functie ce trateaza primirea unui caracter pe seriala
int uart_getchar(FILE* f)
{
	//TODO
}




/************************************************************************ 
 * IMPLEMENTARE API LCD.. implementare este in partea de jos a fisierului
 ************************************************************************/

void LCD_init()
{
	LcdDATA_DDR |=  (1<<LcdD4)|(1<<LcdD5)|(1<<LcdD6)|(1<<LcdD7);	// setam pinii de date ca pini de iesire
	LcdCMD_DDR  |=  (1<<LcdRS)|(1<<LcdRW)|(1<<LcdE);				// setam pinii de comenzi ca pini de iesire

	LCD_waitNotBusy();
	
	LcdCMD_PORT   &= ~(1<<LcdRS);									// Setam linia RS pe low
	LcdCMD_PORT   &= ~(1<<LcdRW);									// Setam linia RW pe low (acum suntem in modul de trimis instructiuni)
	LcdDATA_PORT  &= ~(1<<LcdD4)&~(1<<LcdD6)&~(1<<LcdD7); 		// Specificam ca vrem 4 fire de date, prima comanda (LcdD5 activ, restul nu)
	LcdDATA_PORT  |=  (1<<LcdD5);									// setam pinii de comenzi ca pini de iesire
	
	LcdCMD_PORT |=  (1<<LcdE);					// Setam linia E(nable) pe high; aceasta ii specifica LCD-ului sa preia datele
	LCD_waitInstructions(6);					// Asteptam o perioada de timp T
	LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE );				// Setam linia E(nable) pe low; transferul s-a terminat

	LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_4wire); 		// Incarcam comanda: 4 bit data, 2 lines, 5x8 font
	LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_display); 	// Display On, Cursor On, Blinking On
	LCD_writeInstruction(0x06);					// Increment, no shift
	LCD_writeInstruction(0x01);					// Clear Display
}

void LCD_writeInstruction(unsigned char _instruction)
{
	//TODO			
	// asteptam ca LCD-ul sa fie liber sa primeasca comenzile
	// setam pinul RS pe low.. low=instructiuni, high=date
	// setam pinul RW pe low (suntem in modul de comenzi acum)
	// apelam procedura ce trimite byte-ul pe firele de date
}


void LCD_writeData(unsigned char _data)
{
	//TODO
	// asteptam ca LCD-ul sa fie liber sa primeasca comenzile
	// setam pinul RS pe high
	// setam pinu RW pe low (suntem in modul de date acum)
	// apelam procedura ce trimite byte-ul pe firele de date
}

void LCD_write(unsigned char _byte)
{
	unsigned char _byte2;
	
	_byte2 = _byte>>4;

	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD4);
	if ( bit_is_set( _byte2, 0 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD4);
		
	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD5);
	if ( bit_is_set( _byte2, 1 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD5);

	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD6);
	if ( bit_is_set( _byte2, 2 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD6);

	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD7);
	if ( bit_is_set( _byte2, 3 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD7);

	LcdCMD_PORT |= (1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe high
	LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
	LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe low

	LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
	
	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD4);
	if ( bit_is_set( _byte, 0 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD4);
	
	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD5);
	if ( bit_is_set( _byte, 1 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD5);

	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD6);
	if ( bit_is_set( _byte, 2 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD6);

	LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD7);
	if ( bit_is_set( _byte, 3 ) )
		LcdDATA_PORT |= (1<<LcdD7);

	LcdCMD_PORT |= (1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe high
	LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
	LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe low
}


void LCD_waitNotBusy()
{
	unsigned char _loop = 1;

	while (_loop)
	{
		LcdDATA_DDR &= ~(1<<LcdD4 | 1<<LcdD5 | 1<<LcdD6 | 1<<LcdD7);	// Setam pinii de date de la LCD pe in pt a citi busy flag
		LcdDATA_PORT &= ~(1<<LcdD4 | 1<<LcdD5 | 1<<LcdD6 | 1<<LcdD7); // Dezactivam pullup resistor pentru pinii de in
		
		LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE);						// Setam pin-ul e pe low; ar trebui sa fie deja low, doar ne asiguram
		LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdRS);					// Setam pinul RS pe low
		LcdCMD_PORT |=  (1<<LcdRW);					// Setam pinul RW pe high (acum suntem in modul de interogare busy/adr)
		
		LcdCMD_PORT |= (1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe high
		LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
		_loop = LcdDATA_PIN & (1<<LcdD7);				// Citim busy flag-ul
		LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe low
		
		LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
		
		LcdCMD_PORT |= (1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe high
		LCD_waitInstructions(6);						// Asteptam o perioada de timp T
		LcdCMD_PORT &= ~(1<<LcdE);						// Setam Pinul E pe low

		LcdDATA_DDR |= (1<<LcdD4 | 1<<LcdD5 | 1<<LcdD6 | 1<<LcdD7); // Setam Portul de LCD ca port de iesire la loc
	}
}




void LCD_printDecimal2u(unsigned int _n)
{
	unsigned char tmp=0;
	
	// Extragem sutele
	while(_n>=100)
		_n-=100;

	while(_n>=10){
		tmp++;
		_n-=10;
	}

	LCD_writeData(tmp+'0');
	LCD_writeData(_n+'0');
}

void LCD_printHexa(unsigned int _n)
{
	unsigned char _tmp = _n>>4;
	if (_tmp>9)
		_tmp += 'A'-10;
	else
		_tmp += '0';
	LCD_writeData( _tmp );
	_tmp = _n & 0x0F;
	if (_tmp>9)
		_tmp += 'A'-10;
	else
		_tmp += '0';
	LCD_writeData( _tmp );
}


void LCD_print(char* _msg)
{
	unsigned char i=0;
	for( ; _msg[i]!=0 && i<16; i++)
		LCD_writeData( _msg[i] );
}

void LCD_print2(char* _msg1, char* _msg2)
{
	LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_clearDisplay);
	LCD_print(_msg1);
	LCD_writeInstruction(LCD_INSTR_nextLine);
	LCD_print(_msg2);
}


void LCD_waitInstructions(unsigned char _instructions)
{
	while (_instructions--)
		;
}