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//	RF-2200 figure  FM Radio
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//	MCU:	ATtiny13
//			hfuse:FBh	BOD 2.7V
//			lfuse:22h	0.6MHz
//
//	FM tuner module : NS953M (NIIGATA SEIMITSU CO., LTD.)
//
//	Compiler:	AVR-GCC		3.4.5
//				AVR-LIBC	1.4.2
//				binutils	2.16.1
//
//	2006.2.14	KAWAKAMI Yukio
//	2006.3.3	電源が切れないことがあるのを修正
//	2006.4.11	NS953M R6レジスタの設定値の間違いを修正
//	2007.11.6	NS953M R5レジスタの　　　〃
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#include	<avr/io.h>
#include	<avr/interrupt.h>
#include	<avr/pgmspace.h>

#define		NOP		asm volatile("nop\n"::)
#define		WDR		asm volatile("wdr\n"::)
#define		SLEEP	asm volatile("sleep\n"::)

typedef	unsigned char	uchar;
typedef	unsigned int	uint;
typedef	unsigned long	ulong;

// NS953M レジスタ初期値  R0 はクリアしておき、後で再設定する
PROGMEM uchar InitReg[] = {
	0x00, 0x00, 0xC0, 0x37,
	0xD8, 0x5D, 0x88, 0x4C,
	0x09, 0x4D, 0x28, 0x8C,
	0x04, 0x00 };

// ポート設定(PB)
#define		POWER_LOCK	0	// PB
#define		SWITCH		1
#define		RSSO		2
#define		SDA			3
#define		SCL			4

#define		EEPROM_CH			1	// チャンネル番号保存アドレス
#define		EEPROM_FREQ_START	8	// 周波数プリセット値の開始アドレス

// TWI(I2C)動作のマクロ設定
#define		SCL_H	\
	DDRB &= ~(1<<SCL);	\
	PORTB |= (1<<SCL)

#define		SCL_L	\
	PORTB &= ~(1<<SCL);		\
	DDRB |= (1<<SCL)

#define		SDA_H	\
	DDRB &= ~(1<<SDA);	\
	PORTB |= (1<<SDA)

#define		SDA_L	\
	PORTB &= ~(1<<SDA);		\
	DDRB |= (1<<SDA)

// SCL=Hになるまで待つ
#define		WAIT_SCL_H	while(!(PINB & (1<<SCL)))

void TWI_start(void);
void TWI_send(uchar data);
uchar TWI_recv(uchar ack);
void TWI_stop(void);


uchar read_eeprom(uchar adrs);
void write_eeprom(uchar adrs, uchar data);

uint get_freq(uchar ch);
void set_freq(uint freq);


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//	INT0 割り込み(SWITCH)
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SIGNAL(SIG_INTERRUPT0) {
	uchar	t;

	// ボタンを押している時間を判別する為にタイマを使う

	TCNT0 = 0;
	t = 0;
	for (;;){
		t = TCNT0;
		while(t == TCNT0);
		if (PINB & (1<<SWITCH))	break;	// ボタンが放された
		if (TCNT0 > 250){
			TCNT0 = 250;
		}
	}
}


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//	メインルーチン
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int main (void) {
	uint	freq;
	uchar	ch;

	cli();	// 割り込み禁止

	// ポート設定
	PORTB = (1<<SDA)|(1<<SCL)|(1<<SWITCH);	// プルアップ
	DDRB = (1<<POWER_LOCK);					// 出力ポート

	// スリープ動作設定
	MCUCR = (1<<SE)|(1<<SM1);	// スリープ許可, パワーダウンモード, INT0 Low

	GIMSK = (1<<INT0);			// INT0割り込み許可

	// タイマ0設定
	TCCR0A = 0;
	TCCR0B = (1<<CS02)|(1<<CS00);	// 0.6MHz/1024=586Hz

	// 約0.1秒時間待ち
	TCNT0 = 59;
	while(TCNT0 < 13);

	PORTB |= (1<<POWER_LOCK);	// 電源保持	

	// NS953M リセット
	TWI_start();
	TWI_send(0xFF);
	TWI_start();
	TWI_stop();

	// NS953M レジスタ初期値セット
	TWI_start();
	TWI_send(0xC8);		// スレーブアドレス + Write
	TWI_send(0);		// R0
	for (ch = 0; ch <= 13; ch++){
		TWI_send(pgm_read_byte(&InitReg[ch]));
	}
	TWI_stop();

	// NS953M R0 セット
	TWI_start();
	TWI_send(0xC8);		// スレーブアドレス + Write
	TWI_send(0);		// R0
//	TWI_send(0x11);		// PE=ON, SWSTD=1
	TWI_send(0x19);		// PE=ON, SWSTD=1 Mono
	TWI_stop();

	// EEPROMから前回のチャンネル番号取得
	ch = read_eeprom(EEPROM_CH);
	if (ch >= 28){
		ch = 0;
	}

	freq = get_freq(ch);	// EEPROMから周波数取得
	set_freq(freq);			// 周波数設定

	while (!(PINB & (1<<SWITCH)));	// ボタンが放されるまで待つ

	TCNT0 = 0;
	while(TCNT0 < 20);		// 更にもう少し待つ

	GIFR = (1<<INF0);		// 外部割り込み要求フラグクリア

	sei();		// 割り込み許可

	for(;;){

		SLEEP;	// ボタンを押すまで寝る

		if (TCNT0 < 20)	continue;	// チャタリングかノイズ

		if (TCNT0 < 200){

			// 300ms以下のチョン押し
			if (++ch >= 28){	// 次のチャンネル
				ch = 0;
			}
			freq = get_freq(ch);
			if (freq == 0xFFFF){
				ch = 0;
				freq = get_freq(ch);
			}
			set_freq(freq);

		} else {
			// 300ms以上の長押し
			write_eeprom(EEPROM_CH, ch);	// チャンネル番号保存
			cli();
			PORTB &= ~(1<<POWER_LOCK);		// 電源保持を解除
			for (;;){		// 電源が切れる
				WDR;
				SLEEP;
			}
		}
	}
}


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//	NS953Mの周波数関係のレジスタ設定
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void set_freq(uint freq){
	ulong	data;
	uchar	r1, r2, r7;

	// R7 LOBIAS設定
	if (freq < 9400){			// < 94MHz
		r7 = 0x48 + 4;
	} else if (freq < 10000){	// < 100MHz
		r7 = 0x48 + 3;
	} else {
		r7 = 0x48 + 2;
	}

	// PLL設定値計算
	data = (ulong)freq * 10000L;	// 10kHz単位 → 1Hz単位
	data -= 375000L;				// IF 375kHz
	data /= 8192;					// PLLステップ 8192Hz

	r1 = (uchar)data;				// R1
	r2 = (uchar)(data >> 8) | 0xC0;	// R2

	TWI_start();		// NS953Mに設定
	TWI_send(0xC8);		// スレーブアドレス + Write
	TWI_send(1);		// R1
	TWI_send(r1);
	TWI_send(r2);
	TWI_stop();

	TWI_start();
	TWI_send(0xC8);		// スレーブアドレス + Write
	TWI_send(7);		// R7
	TWI_send(r7);
	TWI_stop();
}


//*******************************************************
//	チャンネル番号から周波数取得
//*******************************************************
uint get_freq(uchar ch){
	uint	freq;

	// EEPROMから周波数値(10kHz単位)読み込み
	freq = read_eeprom(EEPROM_FREQ_START + (ch * 2));
	freq |= (uint)read_eeprom(EEPROM_FREQ_START + (ch * 2) + 1) << 8;

	return freq;
}


//************************************************************
//	TWI 開始条件
//************************************************************
void TWI_start(void){

	SDA_H;
	SCL_H;
	SDA_L;
}


//************************************************************
//	TWI 8bit 送信
//************************************************************
void TWI_send(uchar data){
	char	bit;

	SCL_L;
	for (bit = 0; bit < 8; bit++){
		if (data & 0x80){
			SDA_H;
		} else {
			SDA_L;
		}
		SCL_H;
		WAIT_SCL_H;		// SCL=Hになるまで待つ
		data <<= 1;
		SCL_L;
	}

	SDA_H;
	SCL_L;

	// ACK受信 内容は無視
	SCL_H;
	NOP;
	SCL_L;
}


//************************************************************
//	TWI 8bit 受信
//************************************************************
uchar TWI_recv(uchar nack){
	char	bit;
	uchar	data;

	SDA_H;
	SCL_L;

	data = 0;
	for (bit = 0; bit < 8; bit++){
		SCL_H;
		WAIT_SCL_H;		// SCL=Hになるまで待つ
		data <<= 1;
		if (PINB & (1<<SDA)){
			data |= 1;
		}
		SCL_L;
	}

	// ACK/NACK 送信
	if (nack){
		SCL_L;
		SCL_H;
		SDA_H;
	} else {
		SDA_L;
		SCL_L;
		SCL_H;
	}

	SCL_L;
	SDA_H;

	return data;
}


//************************************************************
//	TWI 停止条件
//************************************************************
void TWI_stop(void){

	SDA_L;
	NOP;
	SCL_H;
	NOP;
	SDA_H;
}


//*******************************************************
//	EEPROM 読み込み
//*******************************************************
uchar read_eeprom(uchar adrs){

	while((EECR & (1<<EEPE)));
	EEARL = adrs;
	EECR = (1<<EERE);
	return EEDR;
}


//*******************************************************
//	EEPROM 書き込み
//*******************************************************
void write_eeprom(uchar adrs, uchar data){

	// 同じ内容なら書き込み動作を行わない
	if (read_eeprom(adrs) != data){
		while((EECR & (1<<EEPE)));
		EEARL = adrs;
		EEDR = data;
		EECR |= (1<<EEMPE);
		EECR |= (1<<EEPE);
	}
}