quantum/split_common/matrix.c

   1 /*
   2 Copyright 2012 Jun Wako <wakojun@gmail.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, either version 2 of the License, or
   7 (at your option) any later version.
   8
   9 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12 GNU General Public License for more details.
  13
  14 You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16 */
  17
  18 /*
  19  * scan matrix
  20  */
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <stdbool.h>
  23 #include <avr/io.h>
  24 #include "wait.h"
  25 #include "print.h"
  26 #include "debug.h"
  27 #include "util.h"
  28 #include "matrix.h"
  29 #include "split_util.h"
  30 #include "pro_micro.h"
  31 #include "config.h"
  32 #include "timer.h"
  33 #include "split_flags.h"
  34
  35 #ifdef RGBLIGHT_ENABLE
  36 #   include "rgblight.h"
  37 #endif
  38 #ifdef BACKLIGHT_ENABLE
  39 #   include "backlight.h"
  40     extern backlight_config_t backlight_config;
  41 #endif
  42
  43 #if defined(USE_I2C) || defined(EH)
  44 #  include "i2c.h"
  45 #else // USE_SERIAL
  46 #  include "serial.h"
  47 #endif
  48
  49 #ifndef DEBOUNCING_DELAY
  50 #   define DEBOUNCING_DELAY 5
  51 #endif
  52
  53 #if (DEBOUNCING_DELAY > 0)
  54     static uint16_t debouncing_time;
  55     static bool debouncing = false;
  56 #endif
  57
  58 #if (MATRIX_COLS <= 8)
  59 #    define print_matrix_header()  print("\nr/c 01234567\n")
  60 #    define print_matrix_row(row)  print_bin_reverse8(matrix_get_row(row))
  61 #    define matrix_bitpop(i)       bitpop(matrix[i])
  62 #    define ROW_SHIFTER ((uint8_t)1)
  63 #else
  64 #    error "Currently only supports 8 COLS"
  65 #endif
  66 static matrix_row_t matrix_debouncing[MATRIX_ROWS];
  67
  68 #define ERROR_DISCONNECT_COUNT 5
  69
  70 #define ROWS_PER_HAND (MATRIX_ROWS/2)
  71
  72 static uint8_t error_count = 0;
  73
  74 static uint8_t row_pins[MATRIX_ROWS] = MATRIX_ROW_PINS;
  75 static uint8_t col_pins[MATRIX_COLS] = MATRIX_COL_PINS;
  76
  77 /* matrix state(1:on, 0:off) */
  78 static matrix_row_t matrix[MATRIX_ROWS];
  79 static matrix_row_t matrix_debouncing[MATRIX_ROWS];
  80
  81 #if (DIODE_DIRECTION == COL2ROW)
  82     static void init_cols(void);
  83     static bool read_cols_on_row(matrix_row_t current_matrix[], uint8_t current_row);
  84     static void unselect_rows(void);
  85     static void select_row(uint8_t row);
  86     static void unselect_row(uint8_t row);
  87 #elif (DIODE_DIRECTION == ROW2COL)
  88     static void init_rows(void);
  89     static bool read_rows_on_col(matrix_row_t current_matrix[], uint8_t current_col);
  90     static void unselect_cols(void);
  91     static void unselect_col(uint8_t col);
  92     static void select_col(uint8_t col);
  93 #endif
  94
  95 __attribute__ ((weak))
  96 void matrix_init_kb(void) {
  97     matrix_init_user();
  98 }
  99
 100 __attribute__ ((weak))
 101 void matrix_scan_kb(void) {
 102     matrix_scan_user();
 103 }
 104
 105 __attribute__ ((weak))
 106 void matrix_init_user(void) {
 107 }
 108
 109 __attribute__ ((weak))
 110 void matrix_scan_user(void) {
 111 }
 112
 113 __attribute__ ((weak))
 114 void matrix_slave_scan_user(void) {
 115 }
 116
 117 inline
 118 uint8_t matrix_rows(void)
 119 {
 120     return MATRIX_ROWS;
 121 }
 122
 123 inline
 124 uint8_t matrix_cols(void)
 125 {
 126     return MATRIX_COLS;
 127 }
 128
 129 void matrix_init(void)
 130 {
 131 #ifdef DISABLE_JTAG
 132   // JTAG disable for PORT F. write JTD bit twice within four cycles.
 133   MCUCR |= (1<<JTD);
 134   MCUCR |= (1<<JTD);
 135 #endif
 136
 137     debug_enable = true;
 138     debug_matrix = true;
 139     debug_mouse = true;
 140
 141     // Set pinout for right half if pinout for that half is defined
 142     if (!isLeftHand) {
 143 #ifdef MATRIX_ROW_PINS_RIGHT
 144         const uint8_t row_pins_right[MATRIX_ROWS] = MATRIX_ROW_PINS_RIGHT;
 145         for (uint8_t i = 0; i < MATRIX_ROWS; i++)
 146             row_pins[i] = row_pins_right[i];
 147 #endif
 148 #ifdef MATRIX_COL_PINS_RIGHT
 149         const uint8_t col_pins_right[MATRIX_COLS] = MATRIX_COL_PINS_RIGHT;
 150         for (uint8_t i = 0; i < MATRIX_COLS; i++)
 151             col_pins[i] = col_pins_right[i];
 152 #endif
 153     }
 154
 155     // initialize row and col
 156 #if (DIODE_DIRECTION == COL2ROW)
 157     unselect_rows();
 158     init_cols();
 159 #elif (DIODE_DIRECTION == ROW2COL)
 160     unselect_cols();
 161     init_rows();
 162 #endif
 163
 164     // initialize matrix state: all keys off
 165     for (uint8_t i=0; i < MATRIX_ROWS; i++) {
 166         matrix[i] = 0;
 167         matrix_debouncing[i] = 0;
 168     }
 169
 170     matrix_init_quantum();
 171
 172 }
 173
 174 uint8_t _matrix_scan(void)
 175 {
 176     int offset = isLeftHand ? 0 : (ROWS_PER_HAND);
 177 #if (DIODE_DIRECTION == COL2ROW)
 178     // Set row, read cols
 179     for (uint8_t current_row = 0; current_row < ROWS_PER_HAND; current_row++) {
 180 #       if (DEBOUNCING_DELAY > 0)
 181             bool matrix_changed = read_cols_on_row(matrix_debouncing+offset, current_row);
 182
 183             if (matrix_changed) {
 184                 debouncing = true;
 185                 debouncing_time = timer_read();
 186             }
 187
 188 #       else
 189             read_cols_on_row(matrix+offset, current_row);
 190 #       endif
 191
 192     }
 193
 194 #elif (DIODE_DIRECTION == ROW2COL)
 195     // Set col, read rows
 196     for (uint8_t current_col = 0; current_col < MATRIX_COLS; current_col++) {
 197 #       if (DEBOUNCING_DELAY > 0)
 198             bool matrix_changed = read_rows_on_col(matrix_debouncing+offset, current_col);
 199             if (matrix_changed) {
 200                 debouncing = true;
 201                 debouncing_time = timer_read();
 202             }
 203 #       else
 204              read_rows_on_col(matrix+offset, current_col);
 205 #       endif
 206
 207     }
 208 #endif
 209
 210 #   if (DEBOUNCING_DELAY > 0)
 211         if (debouncing && (timer_elapsed(debouncing_time) > DEBOUNCING_DELAY)) {
 212             for (uint8_t i = 0; i < ROWS_PER_HAND; i++) {
 213                 matrix[i+offset] = matrix_debouncing[i+offset];
 214             }
 215             debouncing = false;
 216         }
 217 #   endif
 218
 219     return 1;
 220 }
 221
 222 #if defined(USE_I2C) || defined(EH)
 223
 224 // Get rows from other half over i2c
 225 int i2c_transaction(void) {
 226     int slaveOffset = (isLeftHand) ? (ROWS_PER_HAND) : 0;
 227     int err = 0;
 228
 229     // write backlight info
 230     #ifdef BACKLIGHT_ENABLE
 231         if (BACKLIT_DIRTY) {
 232             err = i2c_master_start(SLAVE_I2C_ADDRESS + I2C_WRITE);
 233             if (err) goto i2c_error;
 234
 235             // Backlight location
 236             err = i2c_master_write(I2C_BACKLIT_START);
 237             if (err) goto i2c_error;
 238
 239             // Write backlight
 240             i2c_master_write(get_backlight_level());
 241
 242             BACKLIT_DIRTY = false;
 243         }
 244     #endif
 245
 246     err = i2c_master_start(SLAVE_I2C_ADDRESS + I2C_WRITE);
 247     if (err) goto i2c_error;
 248
 249     // start of matrix stored at I2C_KEYMAP_START
 250     err = i2c_master_write(I2C_KEYMAP_START);
 251     if (err) goto i2c_error;
 252
 253     // Start read
 254     err = i2c_master_start(SLAVE_I2C_ADDRESS + I2C_READ);
 255     if (err) goto i2c_error;
 256
 257     if (!err) {
 258         int i;
 259         for (i = 0; i < ROWS_PER_HAND-1; ++i) {
 260             matrix[slaveOffset+i] = i2c_master_read(I2C_ACK);
 261         }
 262         matrix[slaveOffset+i] = i2c_master_read(I2C_NACK);
 263         i2c_master_stop();
 264     } else {
 265 i2c_error: // the cable is disconnceted, or something else went wrong
 266         i2c_reset_state();
 267         return err;
 268     }
 269
 270     #ifdef RGBLIGHT_ENABLE
 271         if (RGB_DIRTY) {
 272             err = i2c_master_start(SLAVE_I2C_ADDRESS + I2C_WRITE);
 273             if (err) goto i2c_error;
 274
 275             // RGB Location
 276             err = i2c_master_write(I2C_RGB_START);
 277             if (err) goto i2c_error;
 278
 279             uint32_t dword = eeconfig_read_rgblight();
 280
 281             // Write RGB
 282             err = i2c_master_write_data(&dword, 4);
 283             if (err) goto i2c_error;
 284
 285             RGB_DIRTY = false;
 286             i2c_master_stop();
 287         }
 288     #endif
 289
 290     return 0;
 291 }
 292
 293 #else // USE_SERIAL
 294
 295 int serial_transaction(void) {
 296     int slaveOffset = (isLeftHand) ? (ROWS_PER_HAND) : 0;
 297
 298     if (serial_update_buffers()) {
 299         return 1;
 300     }
 301
 302     for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 303         matrix[slaveOffset+i] = serial_slave_buffer[i];
 304     }
 305
 306     #ifdef RGBLIGHT_ENABLE
 307         // Code to send RGB over serial goes here (not implemented yet)
 308     #endif
 309
 310     #ifdef BACKLIGHT_ENABLE
 311         // Write backlight level for slave to read
 312         serial_master_buffer[SERIAL_BACKLIT_START] = backlight_config.enable ? backlight_config.level : 0;
 313     #endif
 314
 315     return 0;
 316 }
 317 #endif
 318
 319 uint8_t matrix_scan(void)
 320 {
 321     uint8_t ret = _matrix_scan();
 322
 323 #if defined(USE_I2C) || defined(EH)
 324     if( i2c_transaction() ) {
 325 #else // USE_SERIAL
 326     if( serial_transaction() ) {
 327 #endif
 328
 329         error_count++;
 330
 331         if (error_count > ERROR_DISCONNECT_COUNT) {
 332             // reset other half if disconnected
 333             int slaveOffset = (isLeftHand) ? (ROWS_PER_HAND) : 0;
 334             for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 335                 matrix[slaveOffset+i] = 0;
 336             }
 337         }
 338     } else {
 339         error_count = 0;
 340     }
 341     matrix_scan_quantum();
 342     return ret;
 343 }
 344
 345 void matrix_slave_scan(void) {
 346     _matrix_scan();
 347
 348     int offset = (isLeftHand) ? 0 : ROWS_PER_HAND;
 349
 350 #if defined(USE_I2C) || defined(EH)
 351     for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 352         i2c_slave_buffer[I2C_KEYMAP_START+i] = matrix[offset+i];
 353     }
 354 #else // USE_SERIAL
 355     for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 356         serial_slave_buffer[i] = matrix[offset+i];
 357     }
 358 #endif
 359 #ifdef USE_I2C
 360 #ifdef BACKLIGHT_ENABLE
 361     // Read backlight level sent from master and update level on slave
 362     backlight_set(i2c_slave_buffer[0]);
 363 #endif
 364     for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 365         i2c_slave_buffer[i+1] = matrix[offset+i];
 366     }
 367 #else // USE_SERIAL
 368     for (int i = 0; i < ROWS_PER_HAND; ++i) {
 369         serial_slave_buffer[i] = matrix[offset+i];
 370     }
 371
 372 #ifdef BACKLIGHT_ENABLE
 373     // Read backlight level sent from master and update level on slave
 374     backlight_set(serial_master_buffer[SERIAL_BACKLIT_START]);
 375 #endif
 376 #endif
 377     matrix_slave_scan_user();
 378 }
 379
 380 bool matrix_is_modified(void)
 381 {
 382     if (debouncing) return false;
 383     return true;
 384 }
 385
 386 inline
 387 bool matrix_is_on(uint8_t row, uint8_t col)
 388 {
 389     return (matrix[row] & ((matrix_row_t)1<<col));
 390 }
 391
 392 inline
 393 matrix_row_t matrix_get_row(uint8_t row)
 394 {
 395     return matrix[row];
 396 }
 397
 398 void matrix_print(void)
 399 {
 400     print("\nr/c 0123456789ABCDEF\n");
 401     for (uint8_t row = 0; row < MATRIX_ROWS; row++) {
 402         phex(row); print(": ");
 403         pbin_reverse16(matrix_get_row(row));
 404         print("\n");
 405     }
 406 }
 407
 408 uint8_t matrix_key_count(void)
 409 {
 410     uint8_t count = 0;
 411     for (uint8_t i = 0; i < MATRIX_ROWS; i++) {
 412         count += bitpop16(matrix[i]);
 413     }
 414     return count;
 415 }
 416
 417 #if (DIODE_DIRECTION == COL2ROW)
 418
 419 static void init_cols(void)
 420 {
 421     for(uint8_t x = 0; x < MATRIX_COLS; x++) {
 422         uint8_t pin = col_pins[x];
 423         _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 424         _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 425     }
 426 }
 427
 428 static bool read_cols_on_row(matrix_row_t current_matrix[], uint8_t current_row)
 429 {
 430     // Store last value of row prior to reading
 431     matrix_row_t last_row_value = current_matrix[current_row];
 432
 433     // Clear data in matrix row
 434     current_matrix[current_row] = 0;
 435
 436     // Select row and wait for row selecton to stabilize
 437     select_row(current_row);
 438     wait_us(30);
 439
 440     // For each col...
 441     for(uint8_t col_index = 0; col_index < MATRIX_COLS; col_index++) {
 442
 443         // Select the col pin to read (active low)
 444         uint8_t pin = col_pins[col_index];
 445         uint8_t pin_state = (_SFR_IO8(pin >> 4) & _BV(pin & 0xF));
 446
 447         // Populate the matrix row with the state of the col pin
 448         current_matrix[current_row] |=  pin_state ? 0 : (ROW_SHIFTER << col_index);
 449     }
 450
 451     // Unselect row
 452     unselect_row(current_row);
 453
 454     return (last_row_value != current_matrix[current_row]);
 455 }
 456
 457 static void select_row(uint8_t row)
 458 {
 459     uint8_t pin = row_pins[row];
 460     _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) |=  _BV(pin & 0xF); // OUT
 461     _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) &= ~_BV(pin & 0xF); // LOW
 462 }
 463
 464 static void unselect_row(uint8_t row)
 465 {
 466     uint8_t pin = row_pins[row];
 467     _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 468     _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 469 }
 470
 471 static void unselect_rows(void)
 472 {
 473     for(uint8_t x = 0; x < ROWS_PER_HAND; x++) {
 474         uint8_t pin = row_pins[x];
 475         _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 476         _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 477     }
 478 }
 479
 480 #elif (DIODE_DIRECTION == ROW2COL)
 481
 482 static void init_rows(void)
 483 {
 484     for(uint8_t x = 0; x < ROWS_PER_HAND; x++) {
 485         uint8_t pin = row_pins[x];
 486         _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 487         _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 488     }
 489 }
 490
 491 static bool read_rows_on_col(matrix_row_t current_matrix[], uint8_t current_col)
 492 {
 493     bool matrix_changed = false;
 494
 495     // Select col and wait for col selecton to stabilize
 496     select_col(current_col);
 497     wait_us(30);
 498
 499     // For each row...
 500     for(uint8_t row_index = 0; row_index < ROWS_PER_HAND; row_index++)
 501     {
 502
 503         // Store last value of row prior to reading
 504         matrix_row_t last_row_value = current_matrix[row_index];
 505
 506         // Check row pin state
 507         if ((_SFR_IO8(row_pins[row_index] >> 4) & _BV(row_pins[row_index] & 0xF)) == 0)
 508         {
 509             // Pin LO, set col bit
 510             current_matrix[row_index] |= (ROW_SHIFTER << current_col);
 511         }
 512         else
 513         {
 514             // Pin HI, clear col bit
 515             current_matrix[row_index] &= ~(ROW_SHIFTER << current_col);
 516         }
 517
 518         // Determine if the matrix changed state
 519         if ((last_row_value != current_matrix[row_index]) && !(matrix_changed))
 520         {
 521             matrix_changed = true;
 522         }
 523     }
 524
 525     // Unselect col
 526     unselect_col(current_col);
 527
 528     return matrix_changed;
 529 }
 530
 531 static void select_col(uint8_t col)
 532 {
 533     uint8_t pin = col_pins[col];
 534     _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) |=  _BV(pin & 0xF); // OUT
 535     _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) &= ~_BV(pin & 0xF); // LOW
 536 }
 537
 538 static void unselect_col(uint8_t col)
 539 {
 540     uint8_t pin = col_pins[col];
 541     _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 542     _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 543 }
 544
 545 static void unselect_cols(void)
 546 {
 547     for(uint8_t x = 0; x < MATRIX_COLS; x++) {
 548         uint8_t pin = col_pins[x];
 549         _SFR_IO8((pin >> 4) + 1) &= ~_BV(pin & 0xF); // IN
 550         _SFR_IO8((pin >> 4) + 2) |=  _BV(pin & 0xF); // HI
 551     }
 552 }
 553
 554 #endif