// 7-Segmentanzeige, Common Cathode, 4 Anzeigen
// ATmega8, 8MHz
// AVR-Studio, Optimierungsgrad: O2
// erstellt am 13/12/2010
// www.alex-handfest.de


#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>


// gibt die Zahl auf der 7-Segmentanzeige aus
// mögliche Zahlenwerte: -999 bis 9999
void seg7_zahl (int);

// gibt eine einstellige positive Zahl an der angegeben Stelle aus
// seg7_stellezahl ( Stelle 0..3, Zahl 0..9)
void seg7_stellezahl (char, char);

// Pin- und Portlogik
void seg7_pins (char);
void seg7_ports (char);


//Variablen für 7-Segmentanzeige
unsigned char multiplex_count		= 0;
unsigned char negativ			= 0;
unsigned char seg7_stelle[4]  		= {'\0'};


//Variablen für das Testprogramm
unsigned int sek_count			= 0;
  signed int count 			= -1300;



int main(void) {

	//Globale Interrupts einschalten
	sei();

	//Timer init
	TCCR0 = (0<<CS02) | (1<<CS01) | (1<<CS00);   //Setzen des Prescaler auf 64
	TIMSK |= (1<<TOIE0);
	// Interrupt Aktion alle ( 8000000/64 ) / 256 = 488,28 Hz -> 0,002048s
	// Interrupt Frequenz >= 200 Hz, sonst flackert die Anzeige

	//Ausgänge
	DDRD  = 0xff;    		// PortD: 8 Ausgänge (7 Segmente + Punkt)
							// Common Cathode   -> aktive high für Zahl
	DDRC  = 0xff;			// PortC: 4 Ausgänge (Anzahl der Zahlen)
							// CC NPN gesteuert -> aktive high für Stelle

	//nach der Inizialisierung wird 'ini.' angezeigt
	seg7_stelle[0] = 'i';
	seg7_stelle[1] = 'n';
	seg7_stelle[2] = 'i';
	seg7_stelle[3] = 'p';

  
	while(1){

		//leere Schleife

	}
	return 0;
}

// --------- Time Overflow alle 0,002048s --------

ISR(TIMER0_OVF_vect){

	// 7-Segmentanzeige
	if (multiplex_count == 4) multiplex_count = 0;

	seg7_pins(seg7_stelle[multiplex_count]);
	seg7_ports(multiplex_count);

	multiplex_count++;


	// Testprogramm:
	sek_count++;
	if (sek_count == 10){				//10 * 0,002048s		
		sek_count = 0;

		if (count > 10500) count = -1300;	//zählt von -1300 bis 10500
		count++;
		seg7_zahl(count);							
	}

}




// --------- Einlesen und Auswerten der Zahl --------

void seg7_zahl (signed int zahl){				//mögliche Zahlenwerte: -999 bis 9999

	if (zahl < 0){
		zahl = zahl * -1;				//aus negativ wird positiv
		negativ = 1;
	}
	else negativ = 0;
	
	if (zahl < 10) {					//eine 1-stellige Zahl
		seg7_stelle[0] = zahl%10;
		if (negativ == 0) seg7_stelle[1] = 'x';
		else seg7_stelle[1] = 'n';
		seg7_stelle[2] = 'x';
		seg7_stelle[3] = 'x';
	}
	else if (zahl < 100) {					//eine 2-stellige Zahl
		seg7_stelle[0] = zahl%10;
		seg7_stelle[1] = (zahl%100   - seg7_stelle[0]) /   10;
		if (negativ == 0) seg7_stelle[2] = 'x';
		else seg7_stelle[2] = 'n';
		seg7_stelle[3] = 'x';
	}
	else if (zahl < 1000) {					//eine 3-stellige Zahl
		seg7_stelle[0] = zahl%10;
		seg7_stelle[1] = (zahl%100   - seg7_stelle[0]) /   10;
		seg7_stelle[2] = (zahl%1000  - seg7_stelle[1]) /  100;
		if (negativ == 0) seg7_stelle[3] = 'x';
		else seg7_stelle[3] = 'n';
	}
	else if (zahl < 10000 && negativ == 0){			//eine 4-stellige positive Zahl
		seg7_stelle[0] = zahl%10;
		seg7_stelle[1] = (zahl%100   - seg7_stelle[0]) /   10;
		seg7_stelle[2] = (zahl%1000  - seg7_stelle[1]) /  100;
		seg7_stelle[3] = (zahl%10000 - seg7_stelle[2]) / 1000;
	}
	else if (zahl >=1000 && negativ == 1){			//Fehlerausgabe: " lo " wenn Zahl < -999
		seg7_stelle[0] = 'x';
		seg7_stelle[1] = 'o';
		seg7_stelle[2] = 'l';
		seg7_stelle[3] = 'x';
	}
	else {							//Fehlerausgabe: " hi " wenn Zahl > 9999
		seg7_stelle[0] = 'x';
		seg7_stelle[1] = 'i';
		seg7_stelle[2] = 'h';
		seg7_stelle[3] = 'x';
	}
}



// --------- schreiben einer Zahl an einer bestimmten Stelle --------

void seg7_stellezahl (char stelle, char zahl){

	seg7_ports(stelle);
	seg7_pins(zahl);
}



// --------- Pinlogik --------

void seg7_pins (char schreiben){	//schaltet die Pins für eine Stelle
					//PD0=a, 1=b, 2=c, 3=d, 4=e, 5=dot, 6=g, 7=f

				//	fg.edcba
	if (schreiben ==  0 ) PORTD = 0b10011111;
	if (schreiben ==  1 ) PORTD = 0b00000110;
	if (schreiben ==  2 ) PORTD = 0b01011011;
	if (schreiben ==  3 ) PORTD = 0b01001111;
	if (schreiben ==  4 ) PORTD = 0b11000110;
	if (schreiben ==  5 ) PORTD = 0b11001101;
	if (schreiben ==  6 ) PORTD = 0b11011101;
	if (schreiben ==  7 ) PORTD = 0b00000111;
	if (schreiben ==  8 ) PORTD = 0b11011111;
	if (schreiben ==  9 ) PORTD = 0b11001111;
	if (schreiben == 'n') PORTD = 0b01000000;   //negativ
	if (schreiben == 'h') PORTD = 0b11010100;   //h von high
	if (schreiben == 'i') PORTD = 0b00000100;   //i von high
	if (schreiben == 'l') PORTD = 0b10011000;   //l von low
	if (schreiben == 'o') PORTD = 0b01011100;   //o von low
	if (schreiben == 'x') PORTD = 0b00000000;   //nix, leer
	if (schreiben == 'p') PORTD = 0b00100000;   //Punkt
				//	fg.edcba
}



// --------- Portlogik --------

void seg7_ports (char port){		//schaltet die STellen (nicht Ports ^^)

	if (port == 0) PORTC = 0b00000001;
	if (port == 1) PORTC = 0b00000010;
	if (port == 2) PORTC = 0b00000100;
	if (port == 3) PORTC = 0b00001000;
}