// 白黒オーバレイ電光掲示板(16×16×5文字, ATtiny85, Fck=20MHz)
// 2007.7.6 koyama@cc.hirosaki-u.ac.jp
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/sleep.h>
#define	T1000	61
#define	Fck	20
#define	VS	218
#define	HS	16
#define	SYN	0x00
#define	BLK	0x01
#define	GRY	0x02
#define	WHT	0x03
#define SCREEN_W	80
#define SCREEN_H	16
#define	LINEtop	168
#define	LINEdup	4
#define	LINEext	(LINEtop+SCREEN_H*LINEdup)
#define FONT_W	8
#define FONT_H	16
#define nop()	asm volatile("nop"::)
#include "font.c"					// 8x16および16×16のフォント
#define	pxl(x)	{if(x){PORTB=WHT;nop();nop();nop();nop();}else{PORTB=BLK;nop();nop();nop();nop();nop();}}
#define	pxl8(x)	{pxl(x&0x80);	pxl(x&0x40);	pxl(x&0x20);	pxl(x&0x10);	pxl(x&0x08);	pxl(x&0x04);	pxl(x&0x02);	pxl(x&0x01);}
prog_uint8_t *q;					// mesのポインタ
uint8_t swcntr=0;					// SWのチャタリング防止カウンタ
uint8_t	overlay;					// overlay=0...SGEN , 1...Overlay
uint8_t	mmode=NMES+1;				// 表示モード(初めは連続表示モード)
uint8_t	imes=0;						// 表示中のメッセージ番号
uint8_t mescnt;						// mes表示回数
// (SCREEN_W+8)×SCREEN_Hドットvramとポインタ(ただしTV表示はSCREEN_W×SCREEN_H)
uint8_t	vram[(SCREEN_W/8+2)*SCREEN_H];	// (SCREEN_W+16)×SCREEN_Hドット
uint8_t pcntr=0;					// ポーズカウンタ
uint8_t dcntr=0;					// ドットカウンタ

void setc(){						// 次の文字のフォントをvramにセット
	uint8_t i,j,c;
	uint16_t v;
	c=pgm_read_byte(q++);			// cはmesの次の文字コード
	if(c==255){						// 文字列の終わり
		if(pgm_read_byte(&patt[imes])&1!=0)	pcntr=T1000;	// 行末でポーズ
		if(NMES>1 && mmode==NMES+1){// 2以上の連続表示モードならimesを更新
			if(++imes==NMES){
				imes=0;
				if(pcntr==0)	mescnt++;			// mes表示回数更新
			}
		}else	if(pcntr==0)	mescnt++;			// mes表示回数更新
		q=(prog_uint8_t *)mes[imes];
		c=pgm_read_byte(q++);
	}
	i=SCREEN_W/8;
	if(c<0x80){						// 8x16ドットフォント
		dcntr=8;
		for(j=0;j<FONT_H;j++,i+=(SCREEN_W/8+2)){
			vram[i]=pgm_read_byte(&font8[c][j]);
		}
	}else{							// 16x16ドットフォント
		dcntr=16;
		for(j=0;j<FONT_H;j++,i+=(SCREEN_W/8+2)){
			v=pgm_read_word(&font16[c-0x80][j]);
			vram[i]=v>>8;	vram[i+1]=v&0xff;
		}
	}
}

ISR(TIM1_COMPA_vect){
	if(swcntr==0 && overlay){//SWoffでOverlayで0.1秒間Csyncが無ければSGENにする
		overlay=0;	OCR1A=OCR1C=64*Fck/8-1;	TCCR1=0x84;	// 159(64us), CK/8
	}
}
ISR(INT0_vect){TCNT1=0;}			// Csyncで検出用タイマーをリセット

int main (void){
	uint8_t b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b10, i,j,k;
	uint8_t	line=0;					// 走査線カウンタで64us毎にカウントアップ
	uint8_t	fcntr=0;				// フレームカウンタ
	uint8_t	S=0;					// スイッチ操作に伴う状態
	uint8_t	*p;						// vram[]のポインタ
	PORTB=0x00;			DDRB=0x03;	// xxxxxioo		DDRB=0x00/0x03
	TCCR0B=0x02;					// CK/8...TCNT0==80〜160(64us)
//	overlay=0;	OCR1A=OCR1C=64*Fck/8-1;	TCCR1=0x84;	// 159(64us), CK/8
	overlay=1;	OCR1A=OCR1C=122;		TCCR1=0x8f;	// 16384/Fck*122=0.1秒
	q=(prog_uint8_t *)mes[imes];
	TIMSK=(1<<OCIE1A);	MCUCR=0x02;	sei();
	for(;;){
		GIMSK=0; PORTB|=0x04; for(i=0;i<6;i++) nop();	// pull up
		if((PINB&0x04)==0)	swcntr=255;			// SWon
		if(swcntr>0 && --swcntr==0){			// SWを離して16.3ms後
			for(i=0;i<(SCREEN_W/8+2)*SCREEN_H;i++)	vram[i]=0;// vramクリヤ
			if(++mmode>NMES+1 || NMES==1 && mmode==2)	imes=mmode=0;// mes[0]の単一表示
			else if(mmode==NMES){				// 表示オフ
				while(PINB&0x04);				// SWonを待つ
				swcntr=255;
				imes=0;							// wakeup後はmes[0]から連続表示
			}else if(mmode==NMES+1)	imes=0;		// mes[0]からの連続表示
			else			imes=mmode;			// mes[mmode]の単一表示
			q=(prog_uint8_t *)mes[imes];
			mescnt=0;
		}
		PORTB&=0xfb;	for(i=0;i<6;i++) nop();	// pull up off
		if(overlay)	GIMSK=(1<<INT0);			// OverlayならExtInt可
		set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);sleep_mode();	// SE=1, sleep, SE=0

		//Overlay時はCsync割込み、SGEN時はTIM1_COMPA割込みでwake up(64usに同期)
		// SGEN時のV周期は 8/Fck * 160 * 256=16.384ms
		if(overlay){									// Overlay
			if(TCNT0<120)	line=0;						// Vsync検出
			TCNT0=0;
		}else{											// SGEN
			PORTB=SYN;	for(i=0;i<HS;i++)	nop();		// H-Sync
			if(line<9){
				if(PINB&0x04){							// Syncが検出されれば
					overlay=1;OCR1A=OCR1C=122;TCCR1=0x8f;// 16384/Fck*122=0.1秒
				}
			}else	PORTB=BLK;
		}
		if(++line==LINEtop-1)	p=vram;
		else if(swcntr==0 && line>=LINEtop && line<LINEext){// vramを参照し出力
			for(i=0;i<30;i++)	nop();					// 水平表示位置調整
			if(pcntr>0){		nop();nop();nop();nop();nop();nop();}
			else if(fcntr&1){	nop();nop();nop();}		// スムーズスクロール
			else{	nop();nop();nop();nop();nop();nop();nop();nop();}
			PORTB=BLK;									// ****ここから表示****
			b0=*p;		b1=*(p+1);b2=*(p+2);b3=*(p+3);b4=*(p+4);
			b5=*(p+5);	b6=*(p+6);b7=*(p+7);b8=*(p+8);b9=*(p+9);
			pxl8(b0);pxl8(b1);pxl8(b2);pxl8(b3);pxl8(b4);
			pxl8(b5);pxl8(b6);pxl8(b7);pxl8(b8);pxl8(b9);
			PORTB=BLK;									// ****ここまで表示****
			if(line%LINEdup==LINEdup-1)	p+=(SCREEN_W/8+2);	// ライン重複
		}else if(line==LINEext)		p=vram;
		else if(line>LINEext && line<=LINEext+SCREEN_H && pcntr==0 && dcntr>0 && fcntr&1){
			b0=*p;		b1=*(p+1);b2=*(p+2);b3=*(p+3);b4=*(p+4);
			b5=*(p+5);	b6=*(p+6);b7=*(p+7);b8=*(p+8);b9=*(p+9);
			b10=*(p+10);i=*(p+11);
			b0<<=1;	if(b1&0x80)	*p++=b0|1;	else *p++=b0;// vramスクロール
			b1<<=1;	if(b2&0x80)	*p++=b1|1;	else *p++=b1;
			b2<<=1;	if(b3&0x80)	*p++=b2|1;	else *p++=b2;
			b3<<=1;	if(b4&0x80)	*p++=b3|1;	else *p++=b3;
			b4<<=1;	if(b5&0x80)	*p++=b4|1;	else *p++=b4;
			b5<<=1;	if(b6&0x80)	*p++=b5|1;	else *p++=b5;
			b6<<=1;	if(b7&0x80)	*p++=b6|1;	else *p++=b6;
			b7<<=1;	if(b8&0x80)	*p++=b7|1;	else *p++=b7;
			b8<<=1;	if(b9&0x80)	*p++=b8|1;	else *p++=b8;
			b9<<=1;	if(b10&0x80)*p++=b9|1;	else *p++=b9;
			b10<<=1;if(i&0x80)	*p++=b10|1;	else *p++=b10;
			*p++=(i<<1);
		}else if(line==LINEext+SCREEN_H+1 && pcntr==0){
			if(dcntr>0 && fcntr&1)	dcntr--;
			if(dcntr==0)	setc();
		}else if(line==LINEext+SCREEN_H+2){
			fcntr++;
			if(pcntr>0 && --pcntr==0){
				for(i=k=0;i<SCREEN_H;i++){		//ポーズ後に表示クリヤ
					for(j=0;j<SCREEN_W/8;j++)	vram[k++]=0;
					k+=2;
				}
				if(mmode<NMES || imes==0)	mescnt++;
			}
		}
	}
}