]> git.donarmstrong.com Git - kiibohd-controller.git/commitdiff
Matrix scanning for ARM now functional.
authorJacob Alexander <haata@kiibohd.com>
Sun, 3 Aug 2014 05:19:33 +0000 (22:19 -0700)
committerJacob Alexander <haata@kiibohd.com>
Sun, 3 Aug 2014 05:19:33 +0000 (22:19 -0700)
- CLI Debugging options added
- Various bug fixes for the matrix scanning algorithm
- Changed debouncing algorithm

Scan/MD1/matrix.h
Scan/MD1/scan_loop.c
Scan/MD1/scan_loop.h
Scan/MatrixARM/matrix_scan.c
Scan/MatrixARM/matrix_scan.h
main.c

index 948f7db8ef0f921f64d25fae99d0b8bb3ee4b156..7241e0e896e50d71c495c149cec0152e763e503d 100644 (file)
 // Rows (Sense)
 //  PTD1..7
 
-// Debounce threshold
-#define DEBOUNCE_THRESHOLD 32
-
 // Define Rows (Sense) and Columns (Strobes)
-GPIO_Pin Matrix_cols[] = { gpio(B,0), gpio(B,1), gpio(B,2), gpio(B,3), gpio(B,16), gpio(B,17), gpio(C,4), gpio(C,5) };
+GPIO_Pin Matrix_cols[] = { gpio(B,0), gpio(B,1), gpio(B,2), gpio(B,3), gpio(B,16), gpio(B,17), gpio(C,4), gpio(C,5), gpio(D,0) };
 GPIO_Pin Matrix_rows[] = { gpio(D,1), gpio(D,2), gpio(D,3), gpio(D,4), gpio(D,5), gpio(D,6), gpio(D,7) };
 
 // Define type of scan matrix
-Config Matrix_type = Config_Pullup;
+Config Matrix_type = Config_Pulldown;
 
 
 #endif // __MATRIX_H
index 5481d303ff5b3d550a719fd760d4afe8c1caa9ad..0d70dcac1d32ad6a268a77741849a93cd7d56d69 100644 (file)
@@ -28,6 +28,7 @@
 #include <cli.h>
 #include <led.h>
 #include <print.h>
+#include <matrix_scan.h>
 
 // Local Includes
 #include "scan_loop.h"
 
 
 
+// ----- Function Declarations -----
+
+// CLI Functions
+void cliFunc_echo( char* args );
+
+
+
 // ----- Variables -----
 
-// Indicates if the next scan is the first after a USB send
-uint8_t Scan_firstScan = 1;
+// Scan Module command dictionary
+char*       scanCLIDictName = "Scan Module Commands";
+CLIDictItem scanCLIDict[] = {
+       { "echo",        "Example command, echos the arguments.", cliFunc_echo },
+       { 0, 0, 0 } // Null entry for dictionary end
+};
 
 // Number of scans since the last USB send
 uint16_t Scan_scanCount = 0;
@@ -50,21 +62,21 @@ uint16_t Scan_scanCount = 0;
 // Setup
 inline void Scan_setup()
 {
+       // Register Scan CLI dictionary
+       CLI_registerDictionary( scanCLIDict, scanCLIDictName );
+
        // Setup GPIO pins for matrix scanning
        Matrix_setup();
 
-       // First scan is next
-       Scan_firstScan = 1;
+       // Reset scan count
+       Scan_scanCount = 0;
 }
 
 
 // Main Detection Loop
 inline uint8_t Scan_loop()
 {
-       Matrix_scan( Scan_scanCount++, Scan_firstScan );
-
-       // No longer the first scan
-       Scan_firstScan = 0;
+       Matrix_scan( Scan_scanCount++ );
 
        return 0;
 }
@@ -81,7 +93,33 @@ inline void Scan_finishedWithOutput( uint8_t sentKeys )
 {
        // Reset scan loop indicator (resets each key debounce state)
        // TODO should this occur after USB send or Macro processing?
-       Scan_firstScan = 1;
        Scan_scanCount = 0;
 }
 
+
+// ----- CLI Command Functions -----
+
+// XXX Just an example command showing how to parse arguments (more complex than generally needed)
+void cliFunc_echo( char* args )
+{
+       char* curArgs;
+       char* arg1Ptr;
+       char* arg2Ptr = args;
+
+       // Parse args until a \0 is found
+       while ( 1 )
+       {
+               print( NL ); // No \r\n by default after the command is entered
+
+               curArgs = arg2Ptr; // Use the previous 2nd arg pointer to separate the next arg from the list
+               CLI_argumentIsolation( curArgs, &arg1Ptr, &arg2Ptr );
+
+               // Stop processing args if no more are found
+               if ( *arg1Ptr == '\0' )
+                       break;
+
+               // Print out the arg
+               dPrint( arg1Ptr );
+       }
+}
+
index 73508bbef4dd8bd8598c1c6f0007f7de3ca21a26..a61b4a1ce025974f9fc47eb0a0fce67adbb75705 100644 (file)
 // Compiler Includes
 #include <stdint.h>
 
-// Local Includes
-
-
-
-// ----- Defines -----
-
-
-
-// ----- Variables -----
-
 
 
 // ----- Functions -----
index d31441db82023e09963710865d5fb1cdebfde3cd..e3b5429dd4139298d13ee5a27a2a1d4c412d574a 100644 (file)
 
 
 
+// ----- Function Declarations -----
+
+// CLI Functions
+void cliFunc_matrixDebug( char* args );
+void cliFunc_matrixState( char* args );
+
+
+
 // ----- Variables -----
 
+// Scan Module command dictionary
+char*       matrixCLIDictName = "Matrix Module Commands";
+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 },
+       { 0, 0, 0 } // Null entry for dictionary end
+};
+
 // Debounce Array
 KeyState Matrix_scanArray[ Matrix_colsNum * Matrix_rowsNum ];
 
+// 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;
+
+// Matrix State Table Debug Counter - If non-zero display state table after every matrix scan
+uint16_t matrixDebugStateCounter = 0;
+
+// Matrix Scan Counters
+uint16_t matrixMaxScans  = 0;
+uint16_t matrixCurScans  = 0;
+uint16_t matrixPrevScans = 0;
+
 
 
 // ----- Functions -----
@@ -53,40 +81,40 @@ KeyState Matrix_scanArray[ Matrix_colsNum * Matrix_rowsNum ];
 uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
 {
        // Register width is defined as size of a pointer
-       uint8_t port_offset = (uint8_t)gpio.port * sizeof(unsigned int*);
-
-       // Assumes 6 registers between GPIO Port registers
-       volatile unsigned int GPIO_PDDR = *(&GPIOA_PDDR + port_offset * 6);
-       volatile unsigned int GPIO_PSOR = *(&GPIOA_PSOR + port_offset * 6);
-       volatile unsigned int GPIO_PCOR = *(&GPIOA_PCOR + port_offset * 6);
-       volatile unsigned int GPIO_PDIR = *(&GPIOA_PDIR + port_offset * 6);
+       unsigned int gpio_offset = gpio.port * 0x40   / sizeof(unsigned int*);
+       unsigned int port_offset = gpio.port * 0x1000 / sizeof(unsigned int*) + gpio.pin;
 
-       // Assumes 35 registers between PORT pin registers
-       volatile unsigned int PORT_PCR = *(&PORTA_PCR0 + port_offset * 35);
+       // 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;
+       volatile unsigned int *GPIO_PSOR = (unsigned int*)(&GPIOA_PSOR) + gpio_offset;
+       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;
 
        // Operation depends on Type
        switch ( type )
        {
        case Type_StrobeOn:
-               GPIO_PSOR |= (1 << gpio.pin);
+               *GPIO_PSOR |= (1 << gpio.pin);
                break;
 
        case Type_StrobeOff:
-               GPIO_PCOR |= (1 << gpio.pin);
+               *GPIO_PCOR |= (1 << gpio.pin);
                break;
 
        case Type_StrobeSetup:
                // Set as output pin
-               GPIO_PDDR |= (1 << gpio.pin);
+               *GPIO_PDDR |= (1 << gpio.pin);
 
                // Configure pin with slow slew, high drive strength and GPIO mux
-               PORT_PCR = PORT_PCR_SRE | PORT_PCR_DSE | PORT_PCR_MUX(1);
+               *PORT_PCR = PORT_PCR_SRE | PORT_PCR_DSE | PORT_PCR_MUX(1);
 
                // Enabling open-drain if specified
                switch ( Matrix_type )
                {
                case Config_Opendrain:
-                       PORT_PCR |= PORT_PCR_ODE;
+                       *PORT_PCR |= PORT_PCR_ODE;
                        break;
 
                // Do nothing otherwise
@@ -96,24 +124,24 @@ uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
                break;
 
        case Type_Sense:
-               return GPIO_PDIR & (1 << gpio.pin) ? 1 : 0;
+               return *GPIO_PDIR & (1 << gpio.pin) ? 1 : 0;
 
        case Type_SenseSetup:
                // Set as input pin
-               GPIO_PDDR &= ~(1 << gpio.pin);
+               *GPIO_PDDR &= ~(1 << gpio.pin);
 
                // Configure pin with passive filter and GPIO mux
-               PORT_PCR = PORT_PCR_PFE | PORT_PCR_MUX(1);
+               *PORT_PCR = PORT_PCR_PFE | PORT_PCR_MUX(1);
 
                // Pull resistor config
                switch ( Matrix_type )
                {
                case Config_Pullup:
-                       PORT_PCR |= PORT_PCR_PE | PORT_PCR_PS;
+                       *PORT_PCR |= PORT_PCR_PE | PORT_PCR_PS;
                        break;
 
                case Config_Pulldown:
-                       PORT_PCR |= PORT_PCR_PE;
+                       *PORT_PCR |= PORT_PCR_PE;
                        break;
 
                // Do nothing otherwise
@@ -129,32 +157,91 @@ uint8_t Matrix_pin( GPIO_Pin gpio, Type type )
 // Setup GPIO pins for matrix scanning
 void Matrix_setup()
 {
+       // Register Matrix CLI dictionary
+       CLI_registerDictionary( matrixCLIDict, matrixCLIDictName );
+
+       info_msg("Columns:  ");
+       printHex( Matrix_colsNum );
+
        // Setup Strobe Pins
        for ( uint8_t pin = 0; pin < Matrix_colsNum; pin++ )
        {
                Matrix_pin( Matrix_cols[ pin ], Type_StrobeSetup );
        }
 
+       print( NL );
+       info_msg("Rows:     ");
+       printHex( Matrix_rowsNum );
+
        // Setup Sense Pins
        for ( uint8_t pin = 0; pin < Matrix_rowsNum; pin++ )
        {
                Matrix_pin( Matrix_rows[ pin ], Type_SenseSetup );
        }
 
+       print( NL );
+       info_msg("Max Keys: ");
+       printHex( Matrix_maxKeys );
+
        // 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 = 0;
+               Matrix_scanArray[ item ].inactiveCount = 0xFFFF; // Start at 'off' steady state
+       }
+
+       // Clear scan stats counters
+       matrixMaxScans  = 0;
+       matrixPrevScans = 0;
+}
+
+void Matrix_keyPositionDebug( KeyPosition pos )
+{
+       // Depending on the state, use a different flag + color
+       switch ( pos )
+       {
+       case KeyState_Off:
+               print("\033[1mO\033[0m");
+               break;
+
+       case KeyState_Press:
+               print("\033[1;33mP\033[0m");
+               break;
+
+       case KeyState_Hold:
+               print("\033[1;32mH\033[0m");
+               break;
+
+       case KeyState_Release:
+               print("\033[1;35mR\033[0m");
+               break;
+
+       case KeyState_Invalid:
+       default:
+               print("\033[1;31mI\033[0m");
+               break;
        }
 }
 
+
 // Scan the matrix for keypresses
-// NOTE: firstScan should be set on the first scan after a USB send (to reset all the counters)
-void Matrix_scan( uint16_t scanNum, uint8_t firstScan )
+// NOTE: scanNum should be reset to 0 after a USB send (to reset all the counters)
+void Matrix_scan( uint16_t scanNum )
 {
+       // Increment stats counters
+       if ( scanNum > matrixMaxScans ) matrixMaxScans = scanNum;
+       if ( scanNum == 0 )
+       {
+               matrixPrevScans = matrixCurScans;
+               matrixCurScans = 0;
+       }
+       else
+       {
+               matrixCurScans++;
+       }
+
        // For each strobe, scan each of the sense pins
        for ( uint8_t strobe = 0; strobe < Matrix_colsNum; strobe++ )
        {
@@ -165,11 +252,11 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum, uint8_t firstScan )
                for ( uint8_t sense = 0; sense < Matrix_rowsNum; sense++ )
                {
                        // Key position
-                       uint8_t key = Matrix_rowsNum * strobe + sense;
+                       uint8_t key = Matrix_colsNum * sense + strobe;
                        KeyState *state = &Matrix_scanArray[ key ];
 
                        // If first scan, reset state
-                       if ( firstScan )
+                       if ( scanNum == 0 )
                        {
                                // Set previous state, and reset current state
                                state->prevState = state->curState;
@@ -177,33 +264,37 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum, uint8_t firstScan )
                        }
 
                        // Signal Detected
+                       // Increment count and right shift opposing count
+                       // This means there is a maximum of scan 13 cycles on a perfect off to on transition
+                       //  (coming from a steady state 0xFFFF off scans)
+                       // Somewhat longer with switch bounciness
+                       // The advantage of this is that the count is ongoing and never needs to be reset
+                       // State still needs to be kept track of to deal with what to send to the Macro module
                        if ( Matrix_pin( Matrix_rows[ sense ], Type_Sense ) )
                        {
                                // Only update if not going to wrap around
-                               state->activeCount   += state->activeCount   < 255 ? 1 : 0;
-                               state->inactiveCount -= state->inactiveCount > 0   ? 1 : 0;
+                               if ( state->activeCount < 0xFFFF ) state->activeCount += 1;
+                               state->inactiveCount >>= 1;
                        }
                        // Signal Not Detected
                        else
                        {
                                // Only update if not going to wrap around
-                               state->inactiveCount += state->inactiveCount < 255 ? 1 : 0;
-                               state->activeCount   -= state->activeCount   > 0   ? 1 : 0;
+                               if ( state->inactiveCount < 0xFFFF ) state->inactiveCount += 1;
+                               state->activeCount >>= 1;
                        }
 
                        // Check for state change if it hasn't been set
                        // 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 ( scanNum > DEBOUNCE_THRESHOLD
-                         && state->curState != KeyState_Invalid
-                         && ( state->activeCount > DEBOUNCE_THRESHOLD || state->inactiveCount > DEBOUNCE_THRESHOLD ) )
+                       if ( state->curState == KeyState_Invalid )
                        {
                                switch ( state->prevState )
                                {
                                case KeyState_Press:
                                case KeyState_Hold:
-                                       if ( state->activeCount > DEBOUNCE_THRESHOLD )
+                                       if ( state->activeCount > state->inactiveCount )
                                        {
                                                state->curState = KeyState_Hold;
                                        }
@@ -215,28 +306,145 @@ void Matrix_scan( uint16_t scanNum, uint8_t firstScan )
 
                                case KeyState_Release:
                                case KeyState_Off:
-                                       if ( state->activeCount > DEBOUNCE_THRESHOLD )
+                                       if ( state->activeCount > state->inactiveCount )
                                        {
                                                state->curState = KeyState_Press;
                                        }
-                                       else if ( state->inactiveCount > DEBOUNCE_THRESHOLD )
+                                       else
                                        {
                                                state->curState = KeyState_Off;
                                        }
                                        break;
 
                                case KeyState_Invalid:
+                               default:
                                        erro_print("Matrix scan bug!! Report me!");
                                        break;
                                }
 
                                // Send keystate to macro module
                                Macro_keyState( key, state->curState );
+
+                               // Matrix Debug, only if there is a state change
+                               if ( matrixDebugMode && state->curState != state->prevState )
+                               {
+                                       // Basic debug output
+                                       if ( matrixDebugMode == 1 && state->curState == KeyState_Press )
+                                       {
+                                               printHex( key );
+                                               print(" ");
+                                       }
+                                       // State transition debug output
+                                       else if ( matrixDebugMode == 2 )
+                                       {
+                                               printHex( key );
+                                               Matrix_keyPositionDebug( state->curState );
+                                               print(" ");
+                                       }
+                               }
                        }
                }
 
                // Unstrobe Pin
                Matrix_pin( Matrix_cols[ strobe ], Type_StrobeOff );
        }
+
+       // State Table Output Debug
+       if ( matrixDebugStateCounter > 0 )
+       {
+               // Decrement counter
+               matrixDebugStateCounter--;
+
+               // Output stats on number of scans being done per USB send
+               print( NL );
+               info_msg("Max scans:      ");
+               printHex( matrixMaxScans );
+               print( NL );
+               info_msg("Previous scans: ");
+               printHex( matrixPrevScans );
+               print( NL );
+
+               // Output current scan number
+               info_msg("Scan Number:    ");
+               printHex( scanNum );
+               print( NL );
+
+               // Display the state info for each key
+               print("<key>:<previous state><current state> <active count> <inactive count>");
+               for ( uint8_t key = 0; key < Matrix_maxKeys; key++ )
+               {
+                       // Every 4 keys, put a newline
+                       if ( key % 4 == 0 )
+                               print( NL );
+
+                       print("\033[1m0x");
+                       printHex_op( key, 2 );
+                       print("\033[0m");
+                       print(":");
+                       Matrix_keyPositionDebug( Matrix_scanArray[ key ].prevState );
+                       Matrix_keyPositionDebug( Matrix_scanArray[ key ].curState );
+                       print(" 0x");
+                       printHex_op( Matrix_scanArray[ key ].activeCount, 4 );
+                       print(" 0x");
+                       printHex_op( Matrix_scanArray[ key ].inactiveCount, 4 );
+                       print(" ");
+               }
+
+               print( NL );
+       }
+}
+
+
+// ----- CLI Command Functions -----
+
+void cliFunc_matrixDebug ( char* args )
+{
+       // Parse number from argument
+       //  NOTE: Only first argument is used
+       char* arg1Ptr;
+       char* arg2Ptr;
+       CLI_argumentIsolation( args, &arg1Ptr, &arg2Ptr );
+
+       // Set the matrix debug flag depending on the argument
+       // If no argument, set to scan code only
+       // If set to T, set to state transition
+       switch ( arg1Ptr[0] )
+       {
+       // T as argument
+       case 'T':
+       case 't':
+               matrixDebugMode = matrixDebugMode != 2 ? 2 : 0;
+               break;
+
+       // No argument
+       case '\0':
+               matrixDebugMode = matrixDebugMode != 1 ? 1 : 0;
+               break;
+
+       // Invalid argument
+       default:
+               return;
+       }
+
+       print( NL );
+       info_msg("Matrix Debug Mode: ");
+       printInt8( matrixDebugMode );
+}
+
+void cliFunc_matrixState ( char* args )
+{
+       // Parse number from argument
+       //  NOTE: Only first argument is used
+       char* arg1Ptr;
+       char* arg2Ptr;
+       CLI_argumentIsolation( args, &arg1Ptr, &arg2Ptr );
+
+       // Default to 1 if no argument is given
+       matrixDebugStateCounter = 1;
+
+       if ( arg1Ptr[0] != '\0' )
+       {
+               matrixDebugStateCounter = (uint16_t)decToInt( arg1Ptr );
+       }
 }
 
index bdf727e531abf5c3bf11d20a7e0659be3aa1bd2c..487abef27fac7c4346de6e8a52a7eac69e1ba81d 100644 (file)
@@ -112,8 +112,8 @@ typedef struct GPIO_Pin {
 typedef struct KeyState {
        KeyPosition prevState;
        KeyPosition curState;
-       uint8_t activeCount;
-       uint8_t inactiveCount;
+       uint16_t activeCount;
+       uint16_t inactiveCount;
 } KeyState;
 
 
@@ -121,7 +121,7 @@ typedef struct KeyState {
 // ----- Functions -----
 
 void Matrix_setup();
-void Matrix_scan( uint16_t scanNum, uint8_t firstScan );
+void Matrix_scan( uint16_t scanNum );
 
 
 #endif // __MATRIX_SCAN_H
diff --git a/main.c b/main.c
index 184ae6339741bb9e74d1463d6d85cd0d2cb37f98..d6b7ee65571f26988bd4adde17b0e417cf31e166 100644 (file)
--- a/main.c
+++ b/main.c
 
 
 
-// ----- Function Declarations -----
-
-
-
 // ----- Variables -----
 
 // Timer Interrupt for flagging a send of the sampled key detection data to the USB host
@@ -65,41 +61,6 @@ volatile uint8_t sendKeypresses = 0;
 
 // ----- Functions -----
 
-// Initial Pin Setup, make sure they are sane
-inline void pinSetup()
-{
-
-// AVR
-#if defined(_at90usb162_) || defined(_atmega32u4_) || defined(_at90usb646_) || defined(_at90usb1286_)
-
-       // For each pin, 0=input, 1=output
-#if defined(__AVR_AT90USB1286__)
-       DDRA = 0x00;
-#endif
-       DDRB = 0x00;
-       DDRC = 0x00;
-       DDRD = 0x00;
-       DDRE = 0x00;
-       DDRF = 0x00;
-
-
-       // Setting pins to either high or pull-up resistor
-#if defined(__AVR_AT90USB1286__)
-       PORTA = 0x00;
-#endif
-       PORTB = 0x00;
-       PORTC = 0x00;
-       PORTD = 0x00;
-       PORTE = 0x00;
-       PORTF = 0x00;
-
-// ARM
-#elif defined(_mk20dx128_) || defined(_mk20dx128vlf5_) || defined(_mk20dx256_) // ARM
-       // TODO - Should be cleared, but not that necessary due to the pin layout
-#endif
-}
-
-
 inline void usbTimerSetup()
 {
 // AVR
@@ -134,11 +95,9 @@ inline void usbTimerSetup()
 #endif
 }
 
+
 int main()
 {
-       // Configuring Pins
-       pinSetup();
-
        // Enable CLI
        CLI_init();
 
@@ -199,7 +158,3 @@ void pit0_isr()
 #endif
 }
 
-
-// ----- CLI Command Functions -----
-
-