/* ---- msp430g2231 ADC10 DemoCode ----------------------------------- #### (c) B. Nollmeyer 04/2012 #### ---- */
/*                                                                                                             */

/*
   ADC Oversampling 12 BIT, Gain, Offset Error Kompensation mittels "Fixed-point Arithmetik". AREF wird auf die
   interne 2,5V Referenz eingestellt. Die Ausgabe erfolgt an den MSP430 USB Application COM Port, 8N1, 9600 Baud.
   Messwertberuhigung mittels Tiefpassfilter.

   ---- IAR C/C++ Compiler for MSP430, Codesize 558 Byte ----

                      MSP430g2231
                    ------\/------
          +3,5V  --|DVCC       GND|-- DVSS/AGND
       rote LED  --|P1.0      P2.6|--
            TXD  --|P1.1      P2.7|--
                 --|P1.2      TEST|-- TEST/SBWTCK
         Taster  --|P1.3     RESET|-- RST/NMI/SBWTDIO
                 --|P1.4      P1.7|--
        ADC+ IN  --|P1.5      P1.6|-- grüne LED
                    --------------
*/

#include "msp430g2231.h"
#include "inttypes.h"

// ADC Werte für die Referenzpunkte
#define AdcRawHigh 3194                                           // Stützpunkt 2.00 Volt
#define AdcRawLow   626                                           // Stützpunkt 0.40 Volt
#define DeltaRaw (AdcRawHigh - AdcRawLow)

// ADC Skalierung für die Ausgabe
#define OutValHigh 20000.0                                        // Ausgabewert für AdcRawHigh
#define OutValLow   4000.0                                        // Ausgabewert für AdcRawLow
#define DeltaOut (OutValHigh - OutValLow)

// ADC Signalfenster
#define AdcWindow 40                                              // Delta <> 4.0 mV => ADC "immediate" Update

// Berechnung der ADC Korrekturwerte mittels Referenzpunkte
#define Slope     (DeltaOut / DeltaRaw)                           // ADC Steigung
#define zeroPoint (OutValLow - AdcRawLow * Slope)                 // ADC Offset
#define Factor    (int32_t) (Slope * (1L << 16))                  // ADC Steigung zur Basis 2^16
#define Offset    (int32_t) (zeroPoint * (1L << 16))              // ADC Offset zur Basis 2^16

// MSP430g2231 Signale / PINs GPIOs
#define LED1     BIT0                                             // rote Led
#define LED2     BIT6                                             // grüne Led
#define TXD      BIT1                                             // TXD an P1.1
#define AdcInput 0x10                                             // ADC Eingang an P1.5

// Timing serielle Schnittstelle / Software UART
#define BitTime   104                                             // 9600 Baud, SMCLK=1MHz (1MHz/9600)=104

// globale Variablen
volatile uint16_t TXByte;                                         // TXByte + Start/Stop BIT's
uint16_t AdcVal;

// Prototypen
void putChar (uint8_t c);
void AdcValOut (uint16_t AdcValue);
uint16_t getAdcValue (void);
void TimerInit (void);
void AdcInit (void);

void main (void)
{
    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;                                     // Stop watchdog timer
    BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;
    DCOCTL = CALDCO_1MHZ;                                         // SMCLK = DCO = 1MHz

// ---- GPIO's initialisieren ----
    P1SEL |= TXD;
    P1DIR |= LED1 | LED2 | TXD;                                   // LED1, LED2, TXD als Ausgang setzen
    P1OUT &= ~ (LED1 | LED2);                                     // LED's = AUS

    TimerInit ();
    AdcInit ();

    __bis_SR_register (GIE);                                      // interrupts enabled

    for (;;) {
        AdcValOut (getAdcValue ());                               // ~ 1x pro Sekunde
    }
}

// ---- ADC Oversampling 12 BIT, Linearisierung, Messwertberuhigung, Offset + Gain Kompensation ----

uint16_t getAdcValue (void)
{
    uint16_t AvgCount = 0, measVal = 0;
    uint32_t AvgSum = 0;

    for (AvgCount = 0; AvgCount < 1024; AvgCount ++) {
        ADC10CTL0 &= ~ADC10IFG;
        ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;                               // AD Wandler starten
        while (!(ADC10CTL0 & ADC10IFG));                          // AD Wandlung fertig ?
        AvgSum += ADC10MEM;                                       // Mittelwert über 1024 Messungen
    }
    measVal = ((((AvgSum >> 8) * Factor) + Offset) >> 16);        // skaliert auf 12 BIT
    /***
        ---- Messwertberuhigung, ADC Delta < +-4mV ? => interpolieren, > 4mV ? immediate Update ----
    ***/
    if (measVal > AdcVal) {
        (measVal - AdcVal > AdcWindow) ? (AdcVal = measVal) : (AdcVal += 1);
    } else if (measVal < AdcVal) {
        (AdcVal - measVal > AdcWindow) ? (AdcVal = measVal) : (AdcVal -= 1);
    }
    return AdcVal;
}

// ---- ADC Value integer -> ASCII ----

void AdcValOut (uint16_t AdcValue)
{
    uint8_t AdcValArray [5];
    uint8_t m = 4;

    do {
        AdcValArray [m] = '0' + AdcValue %10;                     // Berechnung der einzelnen Stellen sowie
        AdcValue /= 10;                                           // Wandlung nach ASCII und abspeichern im
    } while (m--);                                                // Array
    putChar ('\r');
    while (m != 3) {                                              // Anzahl der auszugebenden Stellen = 4
        putChar (AdcValArray [++m]);                              // Integer Wert ausgeben
        if (m == 0) putChar ('.');                                // Dezimalpunkt setzen
    }
}

// ---- Soft. UART Timer Setup ----
#pragma inline
void TimerInit (void)
{
    CCTL0 = OUT;                                                  // TXD Idle as Mark = '1'
    TACTL = TASSEL_2 | MC_2;                                      // SMCLK, continuous mode
}

// ---- ADC initialisieren ----
#pragma inline
void AdcInit (void)
{
    ADC10CTL1 |= INCH_5 | ADC10SSEL0 | ADC10SSEL1 | ADC10DIV_7;   // ADC IN an P1.5, ADC CLK = SMCLK/8
    ADC10CTL0 = SREF_1 | ADC10SHT_3 | REF2_5V | REFON | ADC10ON;  // SHT 64x ADC10CLKs, VREF 2.5V, ADC ON
    ADC10AE0 |= AdcInput;                                         // ADC Input Enable an P1.5
}

// ---- simple putChar ----

void putChar (uint8_t c)
{
    while (CCTL0 & CCIE);                                         // Warten bis die ISR alle BITs ausgesendet hat
    TXByte = 0x200 | (c << 1);                                    // Char + Start/Stop BIT in TXByte einfügen
    CCR0 = TAR + 16;
    CCTL0 = CCIS0 | OUTMOD0 | CCIE;                               // re-Enable Interrupts, trigger Transmit ISR
}

// ---- Timer A0 interrupt service routine, transmit Byte via ISR ----

#pragma vector=TIMERA0_VECTOR
__interrupt void Timer_A (void)
{
    if (TXByte) {                                                 // Wenn alle BITs ausgesendet sind...
        (TXByte & 1) ? (CCTL0 &= ~ OUTMOD2) : (CCTL0 |= OUTMOD2);
        TXByte >>= 1;
        CCR0 += BitTime;                                          // BIT Zeit aufaddieren
    } else {
        CCTL0 &= ~ CCIE;                                          // ...disable interrupt
    }
}