Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pm:prj2026:theodor_ioan.buliga:andrei_ioan.simion [2026/05/27 08:38]
andrei_ioan.simion [1. Hardware Design]
+++ pm:prj2026:theodor_ioan.buliga:andrei_ioan.simion [2026/05/27 08:40] (current)
andrei_ioan.simion [Bibliografie/Resurse]
@@ Line 96: / Line 96: @@
 | **Butoane** | 5x Butoane Push-Button | Navigarea si controlul aplicatiei (interfata GPIO) |
 | **Breadboard & Fire** | Fire de conexiune Dupont | Realizarea legaturilor electrice dintre module |
-===== Software Design =====
+===== 2. Software Design =====
+Design-ul software este conceput modular, fara dependente de librarii Arduino mari (folosind programare low-level in C pur). Functionalitatea principala se bazeaza pe mecanisme de intreruperi de timere pentru redarea audio paralela cu interfata grafica.
-<note tip>
+==== Mediu de Dezvoltare ====
-Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
+Proiectul a fost dezvoltat folosind **PlatformIO** in Visual Studio Code, utilizand toolchain-ul `avr-gcc` si framework-ul nativ pentru microcontrolerul ATmega328P la o frecventa de clock de 16MHz.
-  * mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
-  * librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
-  * algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
-  * (etapa 3) surse şi funcţii implementate
-</note>
-===== Rezultate Obţinute =====
+==== Drivere si Module Software ====
+  * **twi.c / twi.h**: Implementarea protocolului I2C/TWI hardware pentru scrierea si citirea registrilor din RTC-ul DS1307 si trimiterea comenzilor catre ecranul LCD.
+  * **lcd.c / lcd.h**: Driver-ul pentru ecranul LCD 16x2 configurat sa lucreze prin expandorul I2C PCF8574. Include functii de initializare, clear si afisare de string-uri formatate (`LCD_printAt`).
+  * **spi.c / spi.h**: Controlul perifericului SPI hardware al ATmega328P folosit pentru comunicarea rapida cu cardul SD.
+  * **sd.c / sd.h**: Implementare simplificata (pffs - Petit FatFs / logica custom) pentru initializarea cardului in mod SPI (`disk_initialize`), citirea directa a sectoarelor de date brute (`disk_readp`) si maparea fisierelor.
-<note tip>
+==== Structura Codului si Logica de Control ====
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
-</note>
-===== Concluzii =====
+Codul utilizeaza o masina de stari (`AppMode`) pentru a gestiona meniurile afisate pe ecran si interactiunea cu butoanele:
+  * ''MODE_VIEW'' - Modul principal in care se afiseaza data si timpul curent, impreuna cu urmatoarea alarma activa.
+  * ''MODE_SELECT_ALARM_ID'', ''MODE_SET_ALARM_HOUR'', etc. - State-uri dedicate configurarii celor 3 alarme independente din sistem.
+  * ''MODE_MUSIC_PLAYER'' - Modul de player audio de pe cardul SD.
+=== Streaming Audio prin PWM si Intreruperi (Timer 2) ===
+Redarea audio se realizeaza prin tehnica PWM la o frecventa ultrasonica, incarcand esantioanele audio direct de pe cardul SD in fundal.
+  * **Timer 1** este configurat in mod **Fast PWM pe 8 biti** (frecventa purtatoare de ~62.5 kHz) pe pinul PB1 (Digital 9). Registrul `OCR1A` controleaza direct factorul de umplere, actionand ca un DAC (Digital-to-Analog Converter) primitiv pentru difuzor.
+  * **Timer 2** este configurat ca generator de timp (CTC) setat la frecventa de esantionare a fisierului audio (ex: 8-16 kHz).
+  * In cadrul intreruperii **`ISR(TIMER2_COMPA_vect)`**, daca starea `is_playing` este activa, se apeleaza functia `disk_readp` pentru a extrage octet cu octet direct din sectorul curent al cardului SD, actualizand valoarea `OCR1A`.
+=== Optimizari Hardware-Software implementate ===
+. **Control Agresiv si Reactiv al Butoanelor**: Pentru a preveni blocarea procesorului in timpul streaming-ului audio intens de pe card, bucla principala scaneaza direct pinii portului D (`PIND`). La detectarea oricarei apasari, timerul audio este oprit instant (`stop_raw_wav`), oferind o oprire imediata a alarmei sau melodiei.
+. **Protectie Anti-Erori SPI**: In interiorul ISR-ului, daca functia `disk_readp` returneaza un cod de eroare din cauza unui contact imperfect pe breadboard, redarea se opreste automat pentru a preveni coruperea ecranului LCD sau blocarea in bucle infinite.
+===== 3. Rezultate Obtinute =====
+Sistemul functioneaza ca un ceas desteptator complet autonom, alimentat direct de la priza (prin adaptor USB de 5V) pentru o stabilitate electrica maxima.
+**Functionalitati demonstrate:**
+  * Timpul este mentinut cu precizie de modulul RTC hardware, fiind actualizat pe ecranul LCD in timp real.
+  * Utilizatorul poate naviga fluid prin meniuri pentru a seta data, ora curenta sau pentru a configura cele 3 alarme disponibile (Stare ON/OFF, Ora, Minut).
+  * La potrivirea timpului curent cu o alarma activa, sistemul declanseaza automat streaming-ul fiisierului `ALARMA.wav` de pe cardul SD, ruland in loop pana la apasarea oricarui buton.
+  * Modulul Music Player permite selectarea si redarea a 10 piese diferite inregistrate pe cardul SD (`1.wav` - `10.wav`), afisand starea curenta (`>PLAY` / `II PAUS`).
+  * Filtrarea cu condensator pe liniile de alimentare si alimentarea de mare curent de la priza asigura o redare audio clara, fara distorsiuni sau zgomote electromagnetice parazite pe ecranul LCD.
+===== 4. Concluzii =====
+Proiectul evidentiaza modul in care un microcontroler cu resurse limitate (2KB RAM) poate gestiona sarcini multiple in timp real (afisare I2C, streaming SPI de mare viteza, decodare audio si scanare GPIO) prin utilizarea corecta a timerelor si a intreruperilor hardware.
+Eliminarea librariilor standard Arduino in favoarea codului scris low-level in C a permis optimizarea timpilor de executie si controlul strict al registrilor interni ai ATmega328P. Implementarea filtrelor hardware (condensatori) si optimizarile software de tip de-bouncing si protectie SPI au transformat un montaj initial instabil pe breadboard intr-un dispozitiv robust si perfect functional, gata pentru utilizarea zilnica.
 ===== Download =====
@@ Line 129: / Line 154: @@
 </note>
-===== Bibliografie/Resurse =====
+===== 5. Resurse si Bibliografie =====
-<note>
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
-</note>
-<html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>
+  * Datasheet ATmega328P - Microchip/Atmel Documentations
+  * Petit FatFs User Application Interface - ChaN (http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_p.html)
+  * DS1307 Serial RTC Datasheet - Maxim Integrated
+  * Laboratoarele de Proiectare cu Microcontrolere (GPIO, Timere, I2C, SPI), Facultatea de Automatica si Calculatoare, UPB.