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  "VF1904B_i2cslave.ino"

  VFD単管時計 VF1904(DG12H1x4) の制御プログラム

  動作概要：
    - SW1 1秒カウント
    - SW2 0.1秒カウント
    - SW3 0.01秒カウント

  control board：VF1904B
  CPU : ATmega328P-AU/16MHz (Arduino Uno compatible)

  pins
  <Arduino>     <VF1904>
  PD1(1)        SIB
  PB5(13)       CLK
  PC0(A0)       STB
  PC1(A1)       BLK

  PB1(9/PWM)    電源用モータードライバ入力
  PB0(8)        VFD電源供給sw（IC1にNORを使用した場合に適用、通常はなし？)

               <SW>
  PD5(5)        SW1
  PD6(6)        SW2
  PD7(7)        SW3
  
               <I2C>
  PC4(A4/SDA)   SDA
  PC5(A5/SCL)   SCL
  
  2019/04/30  vfd-fun@post.nifty.jp
*******************************************/

#include <Wire.h>
#include <EEPROM.h>

#define dg_pwm  9   //電源モータードライバ入力
#define dg_psw  8   //VFD電源供給sw（IC1にNORを使用した場合に適用)

#define dg_sib  1   //SIB(VF1904)
#define dg_clk  13  //CLK
#define dg_stb  A0  //STB
#define dg_blk  A1  //BLK

#define sw1     5   //SW1
#define sw2     6   //SW2
#define sw3     7   //SW3

#define sda     A4 // PC4
#define scl     A5 // PC5

void dg_putnum_dec4(int n);          //DG_1byte書き込み(latchなし)
void dg_putnum_base4(unsigned int n);          //DG_1byte書き込み(latchなし)
void dg_put(byte onebyte);          //DG_1byte書き込み(latchなし)
void dg_latch();                    //DG_data latch
void dg_putnum(int putnum);        //DG_数字1桁書き込み(Dp表示無の数字)

// 1024 / 5 = 204 frames (wait, p0, p1, p2, p3)*
#define WAIT_END 255
#define WAIT_RESTART 0

int playframe = -1;
int currentframe = -1;

#define ADR_I2C_SLAVE 8

void dg_on(int flg) {
    analogWrite(dg_pwm, flg ? 127 : 0);   //50%(31kHz) // control ON/OFF
    if (!flg) {
      for (int i = 0; i < 4; i++)
        dg_put(0);
      dg_latch();
    }
}

void onReceiveEvent(int len) {
  if (len == 0) {
    dg_on(0);
    currentframe = -1;
  } else if (len == 1) {
    while (!Wire.available());
    int n = Wire.read();
    dg_on(n);
    playframe = currentframe = n;
  } else if (len == 2) {
    dg_on(1);
    currentframe = -1;
    int n = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
      while (!Wire.available());
      int m = Wire.read() & 0xff;
      n |= m << (i * 8);
    }
    dg_putnum_dec4(n);
  } else if (len == 3) {
    dg_on(1);
    currentframe = -1;
    while (!Wire.available());
    int base = Wire.read();
    if (base >= 16) {
      base = 16;
    } else if (base < 2) {
      base = 2;
    }
    while (!Wire.available());
    unsigned int n = Wire.read();
    while (!Wire.available());
    n |= (unsigned int)Wire.read() << 8;
    dg_putnum_base4(n, base);
  } else if (len == 4) {
    dg_on(1);
    currentframe = -1;
    byte d[4];
    for (int i = 0; i < len; i++) {
      while (!Wire.available());
      d[i] = Wire.read();
    }
    for (int i = 0; i < len; i++) {
      dg_put(d[len - i - 1]);
    }
    dg_latch();
  } else if (len == 6) {
    byte d[6];
    for (int i = 0; i < len; i++) {
      while (!Wire.available());
      d[i] = Wire.read();
    }
    int address = d[0] * 5;
    EEPROM.write(address++, d[1]); // wait or command
    for (int i = 3; i >= 0; i--) {
      EEPROM.write(address++, d[i + 2]);
    }
  } else {
    Wire.endTransmission(); // 効かない？
  }
}
void setup() {
  pinMode(sw1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(sw2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(sw3, INPUT_PULLUP);

  pinMode(dg_sib, OUTPUT);
  pinMode(dg_clk, OUTPUT);
  pinMode(dg_stb, OUTPUT);
  pinMode(dg_blk, OUTPUT);
  digitalWrite(dg_blk, LOW);

  //pinMode(dg_psw, OUTPUT);    //IC1にNORを使用した場合に対応（通常はなくてok?）
  //digitalWrite(dg_psw, LOW);

  // 電源モータドライバ入力
  TCCR1B &= B11111000;
  TCCR1B |= B00000001;        //pin9,10/PWM分周比1(=31.37kHz)
  dg_on(0);

  // Serial
//  Serial.begin(115200);
//  Serial.print("initialized\n");

  // I2C
  Wire.begin(ADR_I2C_SLAVE);
  //pinMode(SDA, INPUT); // 内部プルアップ無効
  //pinMode(SCL, INPUT); // 内部プルアップ無効
  Wire.onReceive(onReceiveEvent); // masterからの受信要求
//  Wire.onRequest(onRequestEVent); // masterからの送信要求

  int p = 0;
  EEPROM.write(p++, 10);
  for (int i = 0; i < 4; i++)
    EEPROM.write(p++, 0x20);
  EEPROM.write(p++, 10);
  for (int i = 0; i < 4; i++)
    EEPROM.write(p++, 0x40);

  playframe = currentframe = 0;
  
/*
dg_on(1);
  dg_putnum_dec4(playframe);
  delay(500);
  */
/*
for (int i = 0; i < 10; i++) {
  int n = EEPROM.read(i);
  dg_putnum_dec4(i);
  delay(500);
  dg_putnum_dec4(n);
  delay(500);
}
*/

  /*
  // opening
  dg_on(1);
  dg_put(0x20);
  dg_put(0);
  dg_put(0);
  dg_put(0);
  dg_latch();
  delay(100);
  dg_on(0);
  */
/*
  delay(300);

//  dg_putnum_dec4(0);
  dg_on(1);
  for (int i = 0; i < 7; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
      dg_put(i == j || i == 6 ? 0x20 : 0);
    }
    dg_latch();
    delay(i < 5 ? 100 : 300);
  }
  dg_on(0);
  */
}

void dg_putnum_dec4(int n) {
  int beam = 0;
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    dg_putnum(n % 10);
    beam++;
    n /= 10;
    if (!n)
      break;
  }
  for (int i = beam; i < 4; i++) {
    dg_putnum(-1);
  }
  dg_latch();
}
void dg_putnum_base4(unsigned int n, int base) {
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    dg_putnum(n % base);
    n /= base;
  }
  dg_latch();
}

int dg_playEEPROM() {
  if (currentframe < 0 || currentframe >= 200)
    return 0;
  int address = currentframe * 5;
  int w = EEPROM.read(address++);
  if (w == 255) {
    playframe = currentframe = -1;
    dg_on(0);
    return 0;
  }
  dg_on(1);
  //dg_putnum_dec4(w);
  
  if (w == 0) {
    currentframe = playframe;
    address = currentframe * 5;
    w = EEPROM.read(address++);
  }
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    byte b = EEPROM.read(address++);
    dg_put(b);
  }
  dg_latch();
  currentframe++;
  return w;
}
void loop() {
  int wait = 10;
  int w = dg_playEEPROM();
  if (w)
    wait = w * 50;
  delay(wait);
}

void dg_put(byte onebyte) {
  shiftOut(dg_sib, dg_clk, MSBFIRST, onebyte);
}

void dg_latch() {
  digitalWrite(dg_stb, HIGH);
  digitalWrite(dg_stb, LOW);
}

static const byte PATTERN_NUM[] = {
  0xd7, 0x50, 0xcb, 0xd9, 0x5c, 0x9d, 0x9f, 0xd4, 0xdf, 0xdd, // 0-9
  0xde, 31, 135, 91, 143, 142 // a-f
};

void dg_putnum(int putnum) {
  if (putnum < 0 || putnum > 16)
    dg_put(0);
  else
    dg_put(PATTERN_NUM[putnum]);
}