ATmega128: T4 - Controlo de velocidade do motor

/* Pretende-se controlar a velocidade de um motor DC utilizando PWM. Os interruptores SW1, SW2, SW3 e SW4 permitem definir as velocidades de rotação do motor com os valores 0%, 40%, 70% e 100% da velocidade nominal. SW5 e SW6 definem o sentido de rotação.
Qualquer alteração de velocidade/sentido deve ser implementada utilizando uma rampa de aceleração/desaceleração com uma taxa fixa de 1 unidade (OCR) / 10ms.

Sugestão:
Utilizar o TC0, programado em modo CTC, para obter uma temporização base de 5ms.
Utilizar o TC2, programado em modo PWM (Fast PWM ou Phase Correct PWM), para gerar o sinal de PWM na saída OC2 (PB7). A frequência deste sinal de PWM deve ser de, aproximadamente, 500Hz. O sentido de rotação será definido através das saídas Dir0 (PB4) e Dir1 (PB5). */


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

// IN1 -> 6
// EN -> 8
// IN2 -> 5
// GND -> 8
// VCC -> 7

// definicoes
#define Done 1
#define NotDone 0
#define clock_freq 16000000
#define prescaler 1024

// macros
#define pwm_value(val) (255 * val) / 100
#define timer_value(val) val / 5
#define ocr_value(val) ((val * pow(10, -3) * clock_freq) / prescaler) -1

// retorna 1 se val negativo; 0 se val positivo
#define signal(val) (val&0x8000)>>15

// 0xFE: 11111110: 11111110<<5 -> 355555520
// bitwise AND (&): flags = flags & MASK -> flags &= MASK;
// <<: shitft left: a<<b: desloca os bits de "a", "b" passos para a esquerda (cada passo significa "multiplicar por dois")
// bitwise OR (|): flags = flags | MASK -> flags |= MASK;
// bitwise NOT (~): inverte os bits
#define signal_bit(port, sigbit1, sigbit0, sig) \
port &= (0xFE<<sigbit1);\
port &= (0xFE<<sigbit0);\
port |= ((sig&0x01)<<sigbit1);\
port |= ((~sig&0x01)<<sigbit0);


typedef struct motor {
    int setpoint;
    int actual_point;
} motor_t;

void Inic(motor_t *motor);
void pwm(motor_t *motor);

unsigned char cnt = timer_value(20);
unsigned char pwm_update = Done;



int main() {
    motor_t motor;

    Inic(&motor);

    // switch da direccao e switch da velocidade em simultâneo
    while(1) {
        switch (PINA & 0x0F) {
            case 0x0E:
                motor.setpoint = pwm_value(0);
                break;

            case 0x0D:
                if ((PINA & 0x10) == 0)
                    motor.setpoint = pwm_value(-40); // -102
                else
                    motor.setpoint = pwm_value(40); // 102
                break;

            case 0x0B:
                if ((PINA & 0x10) == 0)
                    motor.setpoint = pwm_value(-70); // -178
                else
                    motor.setpoint = pwm_value(70); // 178
                break;

            case 0x07:
                if ((PINA & 0x10) == 0)
                    motor.setpoint = pwm_value(-100); // -255
                else
                    motor.setpoint = pwm_value(100); // 255
                break;
        }

        if (pwm_update == NotDone) {
            pwm(&motor);
        }
    }

    return 0;
}


// inic
void Inic(motor_t *motor) {
    // switch
    DDRA = 0x00; // 0b00000000;
    PORTA = 0xC0; // 0b11000000;

    // motor
    DDRB = 0xB0; // 0b10110000;
    PORTB = 0x10; // 0b00010000;

    // timer 0
    OCR0 = ocr_value(5);
    TCCR0 = 0x0F;
    cnt = timer_value(10);

    // PWM
    OCR2 = 0;
    TCCR2 = 0x64; // 0b01100100;

    // interr
    TIMSK = TIMSK|0x2; // == TIMSK |= 0x2
    SREG = SREG | 0x80;

    // inic da estrutura
    motor->setpoint = 0;
    motor->actual_point = 0;
}


// interrupcao
ISR(TIMER0_COMP_vect) {
    cnt--;

    if (cnt == 0) {
        cnt = timer_value(10);
        pwm_update = NotDone;
    }
}


// pwm: chamada a cada 10ms
void pwm(motor_t *motor) {
    // coloca o motor em movimento
    // coloca o motor no sentido correcto
    if (motor->actual_point == 0) {
        // signal pos -> output: 16
        // signal neg -> output: 32
        signal_bit(PORTB, 5, 4, signal(motor->setpoint));
    }

    // se motor mais rapido que o pretendido
    if (motor->actual_point > motor->setpoint) {
        motor->actual_point--;
        OCR2 = abs(motor->actual_point);
    }

    // se motor mais lento que o pretendido
    if (motor->actual_point < motor->setpoint) {
        motor->actual_point++;
        OCR2 = abs(motor->actual_point);
    }

    pwm_update = Done;
}