]> git.donarmstrong.com Git - kiibohd-controller.git/blobdiff - Scan/MatrixARM/matrix_scan.c
Changed CK3 matrix scan to Config_Pullup, inverted rows and columns
[kiibohd-controller.git] / Scan / MatrixARM / matrix_scan.c
index 11ecba3511cac7d24dea9469c6d6612f09442904..669314329efff3079c93dc065e45800b54cae004 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (C) 2014 by Jacob Alexander
+/* Copyright (C) 2014-2015 by Jacob Alexander
  *
  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
 
 // Project Includes
 #include <cli.h>
+#include <kll_defs.h>
 #include <led.h>
 #include <print.h>
 #include <macro.h>
+#include <Lib/delay.h>
 
 // Local Includes
 #include "matrix_scan.h"
 
 
 
+// ----- Defines -----
+
+#if ( DebounceThrottleDiv_define > 0 )
+nat_ptr_t Matrix_divCounter = 0;
+#endif
+
+
+
 // ----- Function Declarations -----
 
 // CLI Functions
@@ -49,16 +59,27 @@ void cliFunc_matrixState( char* args );
 // ----- Variables -----
 
 // Scan Module command dictionary
-const char matrixCLIDictName[] = "Matrix Module Commands";
-const CLIDictItem matrixCLIDict[] = {
-       { "matrixDebug",  "Enables matrix debug mode, prints out each scan code." NL "\t\tIf argument \033[35mT\033[0m is given, prints out each scan code state transition.", cliFunc_matrixDebug },
-       { "matrixState",  "Prints out the current scan table N times." NL "\t\t \033[1mO\033[0m - Off, \033[1;33mP\033[0m - Press, \033[1;32mH\033[0m - Hold, \033[1;35mR\033[0m - Release, \033[1;31mI\033[0m - Invalid", cliFunc_matrixState },
+CLIDict_Entry( matrixDebug,  "Enables matrix debug mode, prints out each scan code." NL "\t\tIf argument \033[35mT\033[0m is given, prints out each scan code state transition." );
+CLIDict_Entry( matrixState,  "Prints out the current scan table N times." NL "\t\t \033[1mO\033[0m - Off, \033[1;33mP\033[0m - Press, \033[1;32mH\033[0m - Hold, \033[1;35mR\033[0m - Release, \033[1;31mI\033[0m - Invalid" );
+
+CLIDict_Def( matrixCLIDict, "Matrix Module Commands" ) = {
+       CLIDict_Item( matrixDebug ),
+       CLIDict_Item( matrixState ),
        { 0, 0, 0 } // Null entry for dictionary end
 };
 
 // Debounce Array
 KeyState Matrix_scanArray[ Matrix_colsNum * Matrix_rowsNum ];
 
+// Ghost Arrays
+#ifdef GHOSTING_MATRIX
+KeyGhost Matrix_ghostArray[ Matrix_colsNum * Matrix_rowsNum ];
+
+uint8_t col_use[Matrix_colsNum], row_use[Matrix_rowsNum];  // used count
+uint8_t col_ghost[Matrix_colsNum], row_ghost[Matrix_rowsNum];  // marked as having ghost if 1
+#endif
+
+
 // Matrix debug flag - If set to 1, for each keypress the scan code is displayed in hex
 //                     If set to 2, for each key state change, the scan code is displayed along with the state
 uint8_t matrixDebugMode = 0;
@@ -71,6 +92,9 @@ uint16_t matrixMaxScans  = 0;
 uint16_t matrixCurScans  = 0;
 uint16_t matrixPrevScans = 0;
 
+// System Timer used for delaying debounce decisions
+extern volatile uint32_t systick_millis_count;
+
 
 
 // ----- Functions -----
@@ -87,7 +111,9 @@ uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
        // Assumes 0x40 between GPIO Port registers and 0x1000 between PORT pin registers
        // See Lib/mk20dx.h
        volatile unsigned int *GPIO_PDDR = (unsigned int*)(&GPIOA_PDDR) + gpio_offset;
+       #ifndef GHOSTING_MATRIX
        volatile unsigned int *GPIO_PSOR = (unsigned int*)(&GPIOA_PSOR) + gpio_offset;
+       #endif
        volatile unsigned int *GPIO_PCOR = (unsigned int*)(&GPIOA_PCOR) + gpio_offset;
        volatile unsigned int *GPIO_PDIR = (unsigned int*)(&GPIOA_PDIR) + gpio_offset;
        volatile unsigned int *PORT_PCR  = (unsigned int*)(&PORTA_PCR0) + port_offset;
@@ -96,16 +122,30 @@ uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
        switch ( type )
        {
        case Type_StrobeOn:
+               #ifdef GHOSTING_MATRIX
+               *GPIO_PCOR |= (1 << gpio.pin);
+               *GPIO_PDDR |= (1 << gpio.pin);  // output, low
+               #else
                *GPIO_PSOR |= (1 << gpio.pin);
+               #endif
                break;
 
        case Type_StrobeOff:
+               #ifdef GHOSTING_MATRIX
+               // Ghosting martix needs to put not used (off) strobes in high impedance state
+               *GPIO_PDDR &= ~(1 << gpio.pin);  // input, high Z state
+               #endif
                *GPIO_PCOR |= (1 << gpio.pin);
                break;
 
        case Type_StrobeSetup:
+               #ifdef GHOSTING_MATRIX
+               *GPIO_PDDR &= ~(1 << gpio.pin);  // input, high Z state
+               *GPIO_PCOR |= (1 << gpio.pin);
+               #else
                // Set as output pin
                *GPIO_PDDR |= (1 << gpio.pin);
+               #endif
 
                // Configure pin with slow slew, high drive strength and GPIO mux
                *PORT_PCR = PORT_PCR_SRE | PORT_PCR_DSE | PORT_PCR_MUX(1);
@@ -124,7 +164,11 @@ uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
                break;
 
        case Type_Sense:
+               #ifdef GHOSTING_MATRIX  // inverted
+               return *GPIO_PDIR & (1 << gpio.pin) ? 0 : 1;
+               #else
                return *GPIO_PDIR & (1 << gpio.pin) ? 1 : 0;
+               #endif
 
        case Type_SenseSetup:
                // Set as input pin
@@ -182,14 +226,21 @@ void Matrix_setup()
        print( NL );
        info_msg("Max Keys: ");
        printHex( Matrix_maxKeys );
+       print( NL );
 
        // Clear out Debounce Array
        for ( uint8_t item = 0; item < Matrix_maxKeys; item++ )
        {
-               Matrix_scanArray[ item ].prevState     = KeyState_Off;
-               Matrix_scanArray[ item ].curState      = KeyState_Off;
-               Matrix_scanArray[ item ].activeCount   = 0;
-               Matrix_scanArray[ item ].inactiveCount = 0xFFFF; // Start at 'off' steady state
+               Matrix_scanArray[ item ].prevState        = KeyState_Off;
+               Matrix_scanArray[ item ].curState         = KeyState_Off;
+               Matrix_scanArray[ item ].activeCount      = 0;
+               Matrix_scanArray[ item ].inactiveCount    = DebounceDivThreshold_define; // Start at 'off' steady state
+               Matrix_scanArray[ item ].prevDecisionTime = 0;
+               #ifdef GHOSTING_MATRIX
+               Matrix_ghostArray[ item ].prev            = KeyState_Off;
+               Matrix_ghostArray[ item ].cur             = KeyState_Off;
+               Matrix_ghostArray[ item ].saved           = KeyState_Off;
+               #endif
        }
 
        // Clear scan stats counters
@@ -230,6 +281,15 @@ void Matrix_keyPositionDebug( KeyPosition pos )
 // NOTE: scanNum should be reset to 0 after a USB send (to reset all the counters)
 void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
 {
+#if ( DebounceThrottleDiv_define > 0 )
+       // Scan-rate throttling
+       // By scanning using a divider, the scan rate slowed down
+       // DebounceThrottleDiv_define == 1 means -> /2 or half scan rate
+       // This helps with bouncy switches on fast uCs
+       if ( !( Matrix_divCounter++ & (1 << ( DebounceThrottleDiv_define - 1 )) ) )
+               return;
+#endif
+
        // Increment stats counters
        if ( scanNum > matrixMaxScans ) matrixMaxScans = scanNum;
        if ( scanNum == 0 )
@@ -242,12 +302,25 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                matrixCurScans++;
        }
 
+       // Read systick for event scheduling
+       uint8_t currentTime = (uint8_t)systick_millis_count;
+
        // For each strobe, scan each of the sense pins
        for ( uint8_t strobe = 0; strobe < Matrix_colsNum; strobe++ )
        {
+               #ifdef STROBE_DELAY
+               uint32_t start = micros();
+               while ((micros() - start) < STROBE_DELAY);
+               #endif
+
                // Strobe Pin
                Matrix_pin( Matrix_cols[ strobe ], Type_StrobeOn );
 
+               #ifdef STROBE_DELAY
+               start = micros();
+               while ((micros() - start) < STROBE_DELAY);
+               #endif
+
                // Scan each of the sense pins
                for ( uint8_t sense = 0; sense < Matrix_rowsNum; sense++ )
                {
@@ -273,23 +346,28 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                        if ( Matrix_pin( Matrix_rows[ sense ], Type_Sense ) )
                        {
                                // Only update if not going to wrap around
-                               if ( state->activeCount < 0xFFFF ) state->activeCount += 1;
+                               if ( state->activeCount < DebounceDivThreshold_define ) state->activeCount += 1;
                                state->inactiveCount >>= 1;
                        }
                        // Signal Not Detected
                        else
                        {
                                // Only update if not going to wrap around
-                               if ( state->inactiveCount < 0xFFFF ) state->inactiveCount += 1;
+                               if ( state->inactiveCount < DebounceDivThreshold_define ) state->inactiveCount += 1;
                                state->activeCount >>= 1;
                        }
 
                        // Check for state change if it hasn't been set
+                       // But only if enough time has passed since last state change
                        // Only check if the minimum number of scans has been met
                        //   the current state is invalid
                        //   and either active or inactive count is over the debounce threshold
                        if ( state->curState == KeyState_Invalid )
                        {
+                               // Determine time since last decision
+                               uint8_t lastTransition = currentTime - state->prevDecisionTime;
+
+                               // Attempt state transition
                                switch ( state->prevState )
                                {
                                case KeyState_Press:
@@ -300,6 +378,15 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                                        }
                                        else
                                        {
+                                               // If not enough time has passed since Hold
+                                               // Keep previous state
+                                               if ( lastTransition < MinDebounceTime_define )
+                                               {
+                                                       //warn_print("FAST Release stopped");
+                                                       state->curState = state->prevState;
+                                                       continue;
+                                               }
+
                                                state->curState = KeyState_Release;
                                        }
                                        break;
@@ -308,6 +395,15 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                                case KeyState_Off:
                                        if ( state->activeCount > state->inactiveCount )
                                        {
+                                               // If not enough time has passed since Hold
+                                               // Keep previous state
+                                               if ( lastTransition < MinDebounceTime_define )
+                                               {
+                                                       //warn_print("FAST Press stopped");
+                                                       state->curState = state->prevState;
+                                                       continue;
+                                               }
+
                                                state->curState = KeyState_Press;
                                        }
                                        else
@@ -322,8 +418,13 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                                        break;
                                }
 
+                               // Update decision time
+                               state->prevDecisionTime = currentTime;
+
                                // Send keystate to macro module
+                               #ifndef GHOSTING_MATRIX
                                Macro_keyState( key, state->curState );
+                               #endif
 
                                // Matrix Debug, only if there is a state change
                                if ( matrixDebugMode && state->curState != state->prevState )
@@ -349,6 +450,97 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
                Matrix_pin( Matrix_cols[ strobe ], Type_StrobeOff );
        }
 
+
+       // Matrix ghosting check and elimination
+       // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
+#ifdef GHOSTING_MATRIX
+       // strobe = column, sense = row
+
+       // Count (rows) use for columns
+       //print("C ");
+       for ( uint8_t col = 0; col < Matrix_colsNum; col++ )
+       {
+               uint8_t used = 0;
+               for ( uint8_t row = 0; row < Matrix_rowsNum; row++ )
+               {
+                       uint8_t key = Matrix_colsNum * row + col;
+                       KeyState *state = &Matrix_scanArray[ key ];
+                       if ( keyOn(state->curState) )
+                               used++;
+               }
+               //printInt8(used);
+               col_use[col] = used;
+               col_ghost[col] = 0;  // clear
+       }
+
+       // Count (columns) use for rows
+       //print("  R ");
+       for ( uint8_t row = 0; row < Matrix_rowsNum; row++ )
+       {
+               uint8_t used = 0;
+               for ( uint8_t col = 0; col < Matrix_colsNum; col++ )
+               {
+                       uint8_t key = Matrix_colsNum * row + col;
+                       KeyState *state = &Matrix_scanArray[ key ];
+                       if ( keyOn(state->curState) )
+                               used++;
+               }
+               //printInt8(used);
+               row_use[row] = used;
+               row_ghost[row] = 0;  // clear
+       }
+       
+       // Check if matrix has ghost
+       // Happens when key is pressed and some other key is pressed in same row and another in same column
+       //print("  G ");
+       for ( uint8_t col = 0; col < Matrix_colsNum; col++ )
+       {
+               for ( uint8_t row = 0; row < Matrix_rowsNum; row++ )
+               {
+                       uint8_t key = Matrix_colsNum * row + col;
+                       KeyState *state = &Matrix_scanArray[ key ];
+                       if ( keyOn(state->curState) && col_use[col] >= 2 && row_use[row] >= 2 )
+                       {
+                               // mark col and row as having ghost
+                               col_ghost[col] = 1;
+                               row_ghost[row] = 1;
+                               //print(" ");  printInt8(col);  print(",");  printInt8(row);
+                       }
+               }
+       }
+       //print( NL );
+
+       // Send keys
+       for ( uint8_t col = 0; col < Matrix_colsNum; col++ )
+       {
+               for ( uint8_t row = 0; row < Matrix_rowsNum; row++ )
+               {
+                       uint8_t key = Matrix_colsNum * row + col;
+                       KeyState *state = &Matrix_scanArray[ key ];
+                       KeyGhost *st = &Matrix_ghostArray[ key ];
+                       
+                       // col or row is ghosting (crossed)
+                       uint8_t ghost = (col_ghost[col] > 0 || row_ghost[row] > 0) ? 1 : 0;
+                       
+                       st->prev = st->cur;  // previous
+                       // save state if no ghost or outside ghosted area
+                       if ( ghost == 0 )
+                               st->saved = state->curState;  // save state if no ghost
+                       // final
+                       // use saved state if ghosting, or current if not
+                       st->cur = ghost > 0 ? st->saved : state->curState;
+                       
+                       //  Send keystate to macro module
+                       KeyPosition k = !st->cur 
+                               ? (!st->prev ? KeyState_Off : KeyState_Release)
+                               : ( st->prev ? KeyState_Hold : KeyState_Press);
+                       Macro_keyState( key, k );
+               }
+       }
+#endif
+       // . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
+
+
        // State Table Output Debug
        if ( matrixDebugStateCounter > 0 )
        {
@@ -444,7 +636,7 @@ void cliFunc_matrixState ( char* args )
 
        if ( arg1Ptr[0] != '\0' )
        {
-               matrixDebugStateCounter = (uint16_t)decToInt( arg1Ptr );
+               matrixDebugStateCounter = (uint16_t)numToInt( arg1Ptr );
        }
 }