BaseTinyFirmware/IAR/statefunc.c

   1 /* This file has been prepared for Doxygen automatic documentation generation.*/\r
   2 /*! \file *********************************************************************\r
   3  *\r
   4  * \brief\r
   5  *      State functions\r
   6  *\r
   7  *      Contains the functions related to the states defined in menu.h.\n\r
   8  *      Also contains related functions, i.e. for checking jumpers, setting\r
   9  *      error flags and "dozing".\r
  10  *\r
  11  *      \note The state function Charge() is in a separate file since it\r
  12  *      should easily be changed with regard to battery type.\r
  13  *\r
  14  * \par Application note:\r
  15  *      AVR458: Charging Li-Ion Batteries with BC100 \n\r
  16  *      AVR463: Charging NiMH Batteries with BC100\r
  17  *\r
  18  * \par Documentation\r
  19  *      For comprehensive code documentation, supported compilers, compiler\r
  20  *      settings and supported devices see readme.html\r
  21  *\r
  22  * \author\r
  23  *      Atmel Corporation: http://www.atmel.com \n\r
  24  *      Support email: avr@atmel.com\r
  25  *\r
  26  *\r
  27  * $Name$\r
  28  * $Revision: 2299 $\r
  29  * $RCSfile$\r
  30  * $URL: http://svn.norway.atmel.com/AppsAVR8/avr458_Charging_Li-Ion_Batteries_with_BC100/tag/20070904_release_1.0/code/IAR/statefunc.c $\r
  31  * $Date: 2007-08-23 12:55:51 +0200 (to, 23 aug 2007) $\n\r
  32  ******************************************************************************/\r
  33 \r
  34 #include <ioavr.h>\r
  35 #include <inavr.h>\r
  36 #include <stdlib.h>\r
  37 \r
  38 #include "structs.h"\r
  39 #include "enums.h"\r
  40 \r
  41 #include "ADC.h"\r
  42 #include "statefunc.h"\r
  43 #include "battery.h"\r
  44 #include "charge.h"\r
  45 #include "main.h"\r
  46 #include "menu.h"\r
  47 #include "OWI.h"\r
  48 #include "PWM.h"\r
  49 #include "time.h"\r
  50 #include "USI.h"\r
  51 \r
  52 \r
  53 //******************************************************************************\r
  54 // Variables\r
  55 //******************************************************************************\r
  56 unsigned char ErrorFlags;  //!< \brief Holds error flags.\r
  57                            //!< \note See statefunc.h for definitions of flags.\r
  58 \r
  59 //! \brief Holds the state in which latest error flag was set.\r
  60 //! \note See menu.h for definitions of states.\r
  61 unsigned char ErrorState;\r
  62 \r
  63 //! \brief Set to 1 by the watchdog-timeout-ISR\r
  64 //! \note added by Martin Thomas\r
  65 volatile unsigned char WatchdogFlag;\r
  66 \r
  67 //******************************************************************************\r
  68 // Functions\r
  69 //******************************************************************************\r
  70 /*! \brief Initialization\r
  71  *\r
  72  * - Sets the system clock prescaler to 1 (run at 8 MHz)\r
  73  * - Initializes the one-wire interface\r
  74  * - Clears on-chip EEPROM\r
  75  * - Sets battery enable pins as outputs, then disables batteries\r
  76  * - Initializes SPI according to \ref SPIMODE\r
  77  * - Initializes ADC\r
  78  * - Initializes timers\r
  79  * - Reads battery data from both battery inputs (via ADC)\r
  80  * - Disables batteries again\r
  81  * - Sets battery A as the current one (\ref BattActive = 0)\r
  82  * - Clears ErrorFlags\r
  83  *\r
  84  * \param inp Not used.\r
  85  *\r
  86  * \retval ST_BATCON Next state in the sequence.\r
  87  */\r
  88 unsigned char Initialize(unsigned char inp)\r
  89 {\r
  90         unsigned char i, page;\r
  91 \r
  92         // Disable interrupts while setting prescaler.\r
  93         __disable_interrupt();\r
  94 \r
  95         CLKPR = (1<<CLKPCE);          // Enable CLKPS bit modification.\r
  96         CLKPR = 0;                    // Set prescaler 1 => 8 MHz clock frequency.\r
  97 \r
  98         // Init 1-Wire(R) interface.\r
  99         OWI_Init(OWIBUS);\r
 100 \r
 101         // Clear on-chip EEPROM.\r
 102         for (page = 0; page < 4; page++) {\r
 103                 for (i = 0; i < 32; i++) {\r
 104                         // From mthomas GCC addition\r
 105                         if (BattEEPROM[page][i] != 0) {\r
 106                                 BattEEPROM[page][i] = 0;\r
 107                         }\r
 108                 }\r
 109         }\r
 110 \r
 111         DDRB = (1<<PB4) | (1<<PB5);   // Set battery enable pins as outputs.\r
 112         DisableBatteries();\r
 113         SPI_Init(SPIMODE);\r
 114         ADC_Init();\r
 115         Time_Init();\r
 116 \r
 117         // Attempt to get ADC-readings (also gets RID-data) from both batteries.\r
 118         for (i = 0; i < BATCONN; i++)   {\r
 119                 EnableBattery(i);\r
 120                 ADC_Wait();\r
 121                 BatteryStatusRefresh();\r
 122         }\r
 123 \r
 124         DisableBatteries();\r
 125 \r
 126         BattActive = 0;               // We have to start somewhere..\r
 127         ErrorFlags = 0;\r
 128 \r
 129         // Init complete! Go to ST_BATCON next.\r
 130         return(ST_BATCON);\r
 131 }\r
 132 \r
 133 \r
 134 /*! \brief Tests jumper settings and batteries, starts charging if necessary.\r
 135  *\r
 136  * First, JumperCheck() is called. If successful, the function checks if any\r
 137  * valid batteries are connected and attempts to charge these, if necessary.\n\r
 138  * If no charging is necessary, the charger goes to ST_SLEEP next.\n\r
 139  * ST_ERROR is next if either JumperCheck() fails or there are no valid\r
 140  * batteries. In this last case, the error is also flagged.\r
 141  *\r
 142  * \param inp Not used.\r
 143  *\r
 144  * \retval ST_ERROR Next state if either the jumper check failed, or there are\r
 145  * no valid batteries.\r
 146  * \retval ST_PREQUAL Next state if a battery is found to enabled and not fully\r
 147  * charged.\r
 148  * \retval ST_SLEEP Next state if battery/batteries are enabled and fully\r
 149  * charged.\r
 150  */\r
 151 unsigned char BatteryControl(unsigned char inp)\r
 152 {\r
 153         unsigned char i;\r
 154 \r
 155         // Make sure ADC inputs are configured properly! (Will disables batteries.)\r
 156         if (!JumperCheck()) {\r
 157                 return(ST_ERROR);           // Error. Exit before damage is done!\r
 158         }\r
 159 \r
 160         // If neither battery is valid, flag error and go to error state\r
 161         if ((!BattControl[0].Enabled) && (!BattControl[1].Enabled)) {\r
 162                 SetErrorFlag(ERR_NO_BATTERIES_ENABLED);\r
 163 \r
 164                 return(ST_ERROR);\r
 165         }\r
 166 \r
 167         // Get ADC-readings, try to read EPROM, and start prequalification\r
 168         // of any uncharged battery.\r
 169         for (i = 0; i < BATCONN; i++) {\r
 170                 if (BattControl[i].Enabled) {\r
 171                         EnableBattery(i);\r
 172                         ADC_Wait();\r
 173 \r
 174                         if (BatteryStatusRefresh()) {\r
 175                                 if (!BattData.Charged) {\r
 176                                         BatteryDataRefresh();\r
 177 \r
 178                                         return(ST_PREQUAL);\r
 179                                 }\r
 180                         }\r
 181                 }\r
 182         }\r
 183 \r
 184         // If we end up here, one or two batteries are found and fully charged.\r
 185         // Disconnect, so we don't drain them, and go to sleep.\r
 186         DisableBatteries();\r
 187 \r
 188         return(ST_SLEEP);\r
 189 }\r
 190 \r
 191 \r
 192 /*! \brief Start running on batteries\r
 193  *\r
 194  * \todo Run on batteries, if battery voltage high enough.\r
 195  * \todo Jump here when mains voltage drops below threshold\r
 196  *\r
 197  */\r
 198 unsigned char Discharge(unsigned char inp)\r
 199 {\r
 200         return(ST_BATCON);  // Supply voltage restored, start charging\r
 201 }\r
 202 \r
 203 \r
 204 /*! \brief Sleeps until either battery needs charging\r
 205  *\r
 206  * Calls Doze(), then refreshes the status for both batteries on wakeup. If\r
 207  * connected batteries are both charged, the function will loop. If not, it's\r
 208  * back to ST_BATCON.\r
 209  *\r
 210  * \param inp Not used.\r
 211  *\r
 212  * \retval ST_BATCON Next state if a connected battery isn't fully charged.\r
 213  */\r
 214 unsigned char Sleep(unsigned char inp)\r
 215 {\r
 216         unsigned char i;\r
 217 \r
 218         do {\r
 219                 Doze();               // Take a nap (~8 seconds).\r
 220 \r
 221                 // If any batteries need charging, go to ST_BATCON.\r
 222                 // Otherwise, keep sleeping.\r
 223                 for (i = 0; i < BATCONN; i++) {\r
 224                         EnableBattery(i);\r
 225                         ADC_Wait();\r
 226                         if ( BatteryStatusRefresh() ) {\r
 227                                 if ( !BattData.Charged ) {\r
 228                                   return(ST_BATCON);\r
 229                                 }\r
 230                         }\r
 231                 }\r
 232 \r
 233                 DisableBatteries();  // Disable both batteries before Doze()!\r
 234         } while (TRUE);\r
 235 }\r
 236 \r
 237 /*! \brief Watchdog interrupt-service-routine\r
 238  *\r
 239  * Called on watchdog timeout, added by Martin Thomas\r
 240  */\r
 241 #pragma vector = WDT_vect\r
 242 __interrupt void WDT_ISR(void)\r
 243 {\r
 244         WatchdogFlag = 1;\r
 245 }\r
 246 \r
 247 \r
 248 /*! \brief Doze off for approx. 8 seconds (Vcc = 5 V)\r
 249  *\r
 250  * Waits for ADC-cycles to complete, disables the ADC, then sleeps for\r
 251  * approx. 8 seconds (Vcc = 5 V) using the watchdog timer.\r
 252  * On wakeup, ADC is re-enabled.\r
 253  * Modification by Martin Thomas:\r
 254  *  Do not enter standby mode if PB6 is low (MASTER_INT on BC100)\r
 255  *  so SPI communication with the master-controller is still possible\r
 256  *  during "doze".\r
 257  */\r
 258 void Doze(void)\r
 259 {\r
 260         uint8_t sreg_saved;\r
 261         // Wait for this ADC cycle to complete, then halt after the next one.\r
 262         ADC_Wait();\r
 263         ADCS.Halt = TRUE;\r
 264         ADCS.Flag = FALSE;\r
 265 \r
 266         do {\r
 267         } while (ADCS.Flag == FALSE);\r
 268 \r
 269         WDTCR = (1<<WDP3)|(1<<WDP0);            // 8.0 seconds at 5 volts VCC.\r
 270         WDTCR |= (1<<WDIF)|(1<<WDIE)|(1<<WDE);  // Clear flag and enable watchdog.\r
 271 \r
 272         DDRB  &= ~(1<<PB6);   // MASTER_INT as input\r
 273         PORTB |= (1<<PB6);    // enabled internal pullup\r
 274         WatchdogFlag = 0;\r
 275         if ( PINB & (1<<PB6) ) {\r
 276                 MCUCR |= (1<<SE) | (1<<SM1) | (1<<SM0); // Sleep enable, mode = standby.\r
 277                 __sleep();                              // Go to sleep, wake up by WDT.\r
 278         }\r
 279         else {\r
 280                 // stay awake if PB6 is pulled low by master\r
 281                 do {\r
 282                 } while ( !(WatchdogFlag) );\r
 283         }\r
 284 \r
 285         __watchdog_reset();                     // Clear watchdog reset flag.\r
 286         PORTB &= ~(1<<PB6);    // disabled internal pullup\r
 287         MCUSR &= ~(1<<WDRF);\r
 288 \r
 289         sreg_saved = SREG;\r
 290         cli();\r
 291         WDTCR |= (1<<WDCE)|(1<<WDE);            // Watchdog change enable.\r
 292         WDTCR = 0;                              // Turn off watchdog.\r
 293         SREG = sreg_saved;\r
 294 \r
 295         ADCS.Halt = FALSE;                      // Enable consecutive runs of ADC.\r
 296         ADCSRA |= (1<<ADEN)|(1<<ADSC);          // Enable ADC & start conversion.\r
 297 \r
 298         // Wait for this cycle to complete.\r
 299         ADC_Wait();\r
 300 }\r
 301 \r
 302 \r
 303 /*! \brief Handles errors\r
 304  *\r
 305  * Stops PWM output and disables batteries. The function then goes into a loop\r
 306  * that starts with a call to Doze(), then attempts to handle each error. The\r
 307  * loop will reiterate until all flags are cleared.\n\r
 308  * The charger will reinitialize after this.\r
 309  *\r
 310  * Jumper errors are handled by clearing the flag, then calling JumperCheck().\r
 311  * If unsuccessful, the error flag will now have been set again.\n\r
 312  *\r
 313  * If there are no valid batteries, the loop will simply reiterate until a\r
 314  * valid battery is found. The error flag will then be cleared.\n\r
 315  *\r
 316  * In the case of PWM controller or battery temperature errors, the error\r
 317  * flag is simply cleared. This is because the problem may have gone away during\r
 318  * Doze(), or after reinitializing.\n\r
 319  *\r
 320  * If a battery is exhausted, we clear its exhausted-flag in \ref BattData,\r
 321  * and change batteries before clearing the error flag.\r
 322  *\r
 323  * \param inp Not used.\r
 324  */\r
 325 unsigned char Error(unsigned char inp)\r
 326         {\r
 327         unsigned char i;\r
 328 \r
 329         PWM_Stop();           // Stop charging.\r
 330         DisableBatteries();   // Disable all loads.\r
 331 \r
 332         do {\r
 333                 Doze();           // Take a nap.\r
 334 \r
 335                 // For each bit in ErrorFlags, starting with LSB, handle\r
 336                 // associated error, if the flag is set.\r
 337                 for (i = 0x01; i!=0; i<<=1) {\r
 338                         if(i & ErrorFlags) {\r
 339                                 switch (i) {\r
 340 \r
 341                                 case  ERR_JUMPER_MISMATCH:\r
 342                                         // Clear flag & recheck.\r
 343                                         ErrorFlags &= ~i;\r
 344                                         JumperCheck();\r
 345                                 break;\r
 346 \r
 347 \r
 348                                 case  ERR_NO_BATTERIES_ENABLED:\r
 349                                         // Clear if any battery gets enabled.\r
 350                                         if ((BattControl[0].Enabled) || (BattControl[1].Enabled)) {\r
 351                                                         ErrorFlags &= ~i;\r
 352                                         }\r
 353                                 break;\r
 354 \r
 355 \r
 356                                 case  ERR_PWM_CONTROL:\r
 357                                         // Clear flag.\r
 358                                         ErrorFlags &= ~i;\r
 359                                 break;\r
 360 \r
 361 \r
 362                                 case  ERR_BATTERY_TEMPERATURE:\r
 363                                         // Clear flag.\r
 364                                         ErrorFlags &= ~i;\r
 365                                 break;\r
 366 \r
 367 \r
 368                                 case  ERR_BATTERY_EXHAUSTED:\r
 369                                         // Try the other battery.\r
 370                                         BattData.Exhausted = FALSE;\r
 371                                         BattActive = (BattActive + 1) % 2;\r
 372                                         ErrorFlags &= ~i;\r
 373                                 break;\r
 374 \r
 375 \r
 376                                 default:\r
 377                                 break;\r
 378                                 }\r
 379                         }\r
 380                 }\r
 381         } while (ErrorFlags);\r
 382 \r
 383         return(ST_INIT);\r
 384 }\r
 385 \r
 386 \r
 387 /*! \brief Sets the specified error-flag and saves the current state\r
 388  *\r
 389  * Updates \ref ErrorFlags and \ref ErrorState.\r
 390  *\r
 391  * \note Error flags are specified in statefunc.h.\r
 392  *\r
 393  * \param Flag Specifies what error to flag.\r
 394  */\r
 395 void SetErrorFlag(unsigned char Flag)\r
 396 {\r
 397         ErrorFlags |= Flag;\r
 398         ErrorState = CurrentState;\r
 399 }\r
 400 \r
 401 \r
 402 /*! \brief Checks on-board jumpers.\r
 403  *\r
 404  * Checks on-board jumpers by disconnecting all loads, engaging the PWM and\r
 405  * increasing the duty cycle until conditioned output voltage equals conditioned\r
 406  * input voltage. At low PWM duty and no load buck output should be zero and,\r
 407  * when increasing PWM duty, should quickly jump to steady state output roughly\r
 408  * equal to input voltage. Will disable and leave disabled all batteries.\r
 409  *\r
 410  * \retval FALSE If jumper or load mismatch.\r
 411  * \retval TRUE If everything OK.\r
 412  */\r
 413 unsigned char JumperCheck(void)\r
 414 {\r
 415          DisableBatteries();       // Disconnect, or loads may be destroyed!\r
 416 \r
 417          PWM_Start();              // Start PWM (controls the buck charger).\r
 418 \r
 419          // Use general timer: shouldn't take longer than (6 x 255) / 2500 ~= 0.62s.\r
 420          Time_Set(TIMER_GEN,0,1,0);\r
 421 \r
 422         do {\r
 423                 // If the PWM output voltage saturates the ADC, stop PWM output and\r
 424                 // report a failure.\r
 425                 if (ADCS.rawVBAT == 1023) {\r
 426                         PWM_Stop();\r
 427                         return(FALSE);\r
 428                 }\r
 429 \r
 430                 // If the absolute difference between measured (VIN - VBAT) and the\r
 431                 // typical value are below our set maximum, everything is OK.\r
 432                 if (abs((signed int)(ADCS.VIN - VIN_VBAT_DIFF_TYP - ADCS.VBAT)) <\r
 433                                      VIN_VBAT_DIFF_MAX ) {\r
 434 \r
 435                         PWM_Stop();\r
 436                         return(TRUE);\r
 437                 }\r
 438 \r
 439                 // Charge current is too high -> check load and jumper J405 and J406.\r
 440                 if (abs(ADCS.IBAT) > 100) {\r
 441                         PWM_Stop();\r
 442                         return(FALSE);\r
 443                 }\r
 444 \r
 445                 // If the PWM output can't be increased high enough -> check jumpers\r
 446                 // J400-J404, J407 and J408.\r
 447                 if (!PWM_IncrementDutyCycle()) {\r
 448                         PWM_Stop();\r
 449                         return(FALSE);\r
 450                 }\r
 451 \r
 452       // Wait for ADC conversions to complete\r
 453                 ADC_Wait();\r
 454         } while (Time_Left(TIMER_GEN));\r
 455 \r
 456 \r
 457         // If we end up here, the measurements took too long.\r
 458         PWM_Stop();\r
 459         return(FALSE);\r
 460 }\r