// カラー電光掲示板(16×16×5文字, ATtiny85, Fck=14.32MHz)
// 2007.6.29 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	14.32
#define	VS	156
#define	HS	12
#define	SYN	0x04
#define	BLK	0x05
#define	GRY	0x06
#define	WHT	0x07
#define	SCl	0x05
#define	SCh	0x06

#define SCREEN_W	80
#define SCREEN_H	16
#define	LINEtop	56
#define	LINEdup	8
#define	LINEext	(LINEtop+SCREEN_H*LINEdup)
#define FONT_W	8
#define FONT_H	16
#define	SWon()	bit_is_clear(PINB,2)
#define	SWoff()	bit_is_set(PINB,2)
#define nop()	asm volatile("nop"::)
#define	sc(a,b)	{PORTB=a;PORTB=a; PORTB=b;PORTB=b;}
#define	sc8(a,b)	{sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);sc(a,b);}
#include "font.c"					// 8x16および16×16のフォント
#if defined(_WHITE)
	#define	pxl(x)	{if(x){PORTB=WHT;nop();}else{PORTB=BLK;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);}
#else
	#define	pxl(x,r1,r2)	asm volatile("rol	%0\n\t"		\
									"out	0x18,%1\n\t"\
									"brcc	L1_%=\n\t"	\
									"out	0x18,%2\n\t"\
									"L1_%=:	nop\n\t"	\
									"out	0x18,%1\n\t"\
									"brcc	L2_%=\n\t"	\
									"out	0x18,%2\n\t"\
									"L2_%=:"			\
					:									\
					: "d" (x), "r" (r1), "r" (r2)	)
	#define	pxl8(x)	{pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);pxl(x,blk,wht);}
#endif

prog_uint8_t *q;					// mesのポインタ
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 swcntr=0;					// SWのチャタリング防止カウンタ
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){}				// 64us
ISR(INT0_vect){	swcntr=255;	GIMSK=0;}// Ext SW チャタリング防止(64*255=16.3ms)

int main (void){
	uint8_t b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b10, blk, wht, 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=0x04;			DDRB=0x03;	// xxxxxroo
	OCR1A=OCR1C=227;	TCCR1=0x83;	// CTC on OCR1C=227(63.687us),CK/4
	q=(prog_uint8_t *)mes[imes];
	TIMSK=(1<<OCIE1A);	GIMSK=(1<<INT0); sei();	// Ext SWの割り込み許可
	for(;;){
		if(swcntr>0){
			if(SWon())	swcntr=255;
			else if(--swcntr==0){			// Ext 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
				GIMSK=(1<<INT0);			// Ext SWの割り込み許可
				if(++mmode>NMES+1 || NMES==1 && mmode==2)	imes=mmode=0;//mes[0]の単一表示
				else if(mmode==NMES){		// 次のSW操作までsleep
					if(NMES==1)	mmode=0;	// NMESが1なら常に連続表示モード
					set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
					PORTB=0x04;	DDRB=0x00;	// xxxxxrii
					sleep_mode();			// SE=1, sleep, SE=0
					PORTB=0x04;	DDRB=0x03;	// xxxxxroo		Ext SWでwake up
					imes=0;					// (wakeup後は連続表示モード)
				}else if(mmode==NMES+1)	imes=0;		// mes[0]から連続表示
				else					imes=mmode;	// mes[mmode]の単一表示
				q=(prog_uint8_t *)mes[imes];
				mescnt=0;
			}
		}
		set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);sleep_mode();	// SE=1, sleep, SE=0
		// タイマー割り込みでスリープからwake up(64usに同期)
		// V周期は 4/Fck * 228 * 256=16.3ms
		PORTB=SYN;	for(i=0;i<HS;i++)	nop();			// H-Sync
		if(++line<9){
			for(i=0;i<VS;i++)	nop();	PORTB=BLK;		// V-Sync
			p=vram;
		}else{
			PORTB=BLK;
#if !defined(_WHITE)
			for(i=0;i<5;i++)	nop();
			sc8(SCh,SCl);							// SCバースト
#else
			for(i=0;i<16;i++)	nop();
#endif
			PORTB=BLK;
			if(line>=LINEtop && line<LINEext){		// vramを参照し出力
				for(i=0;i<8;i++)	PORTB=BLK;		// 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();}
#if !defined(_WHITE)
				if(mescnt&1){						// R (M-B-G-R)
	#if defined(_RED)
					nop();nop();nop();
	#elif defined(_MAGENTA)
					nop();nop();nop();nop();
	#elif defined(_BLUE)
					nop();
	#elif defined(_GREEN)
					nop();nop();
	#else
					nop();nop();nop();				// デフォルトは赤
	#endif
				}else{
	#if defined(_GREEN)
					nop();nop();nop();
	#elif defined(_BLUE)
					nop();nop();
	#elif defined(_MAGENTA)
					nop();
	#elif defined(_RED)
					nop();nop();nop();nop();
	#else
					nop();nop();nop();				// デフォルトは緑
	#endif
				}
#endif
				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);
				blk=BLK;	wht=WHT;
				pxl8(b0);pxl8(b1);pxl8(b2);pxl8(b3);pxl8(b4);
				pxl8(b5);pxl8(b6);pxl8(b7);pxl8(b8);pxl8(b9);
				PORTB=BLK;
				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==255){
				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+1 || imes==0)	mescnt++;
				}
			}
		}
	}
}