/***********************************************************************/
/*                                                                     */
/*  CMOS-EYE SH2 線化画像処理サンプルプログラム                        */
/*  Target		:SH7144F(インターフェイス誌2006.6月号付録ボード)       */
/*  FILE       	:CMOS_EYE_SH2_Line.c                                   */
/*  Since       :2006.8.29                                             */
/*  Environment :HEW Ver 4.00(インターフェイス誌付録CD-ROMの環境)      */
/*  (c)AsakusaGiken Co., LTD.  T.Ishii                                 */
/*                                                                     */
/***********************************************************************/

/*
ピンアサイン

(CMOS-EYE - SH)
A0  PC0
A1  PC1
A2  PC2
A3  PC3
A4  PC4
A5  PC5
A6  PC6
A7  PC7
A8  PC10
A9  PC11
A10 PC12
A11 PC11
A12 PC12
A13 PC13
A14 PC14
A15 PC15
A16 PB0
A17 PB1
A18 PB6
D0  PD0
D1  PD1
D2  PD2
D3  PD3
D4  PD4
D5  PD5
D6  PD6
D7  PD7
M0  PB7
M1  PB8
M2  PB9
CE  PA10
WE  PA12
OE  PA14
ST  PB4
BSY PB5

(CMOS-EYEのシリアル端子 - SH2(シリアルのチャンネル３）)
*CMOS-EYEシリアル命令及び、AGB65シリーズを動かす用
TX  PE11/RXD3
RX  PE12/TXD3

(オシロ - SH2)
*TESTは処理時間測定用、オシロスコープで波形を計測
TEST  PA2

(PC - SH)
*プログラム転送用(RXD1/TXD1でPGをダウンロードするようだ)
*さらに、RXD1/TXD1とRXD0/TXD0はボード上のRS232CコンバータICにつながっているので使用しない。
*ココは接続するのではなく、基板上ですでにつながってるので使えないという意味
RX  PE11/RXD1
TX  PE12/TXD1
LED PE15

*/                  

/*-----------------------------------------------*/
/* ヘッダファイルインクルード                    */
/*-----------------------------------------------*/
#include "iodefine.h"			/* IO名称定義 */

/*-----------------------------------------------*/
/* 名称定義                                      */
/*-----------------------------------------------*/
/*---ピン---*/
#define ADDR0_15 PC.DR.WORD			/* アドレスバス */
#define ADDR16 PB.DR.BIT.B0
#define ADDR17 PB.DR.BIT.B1
#define ADDR18 PB.DR.BIT.B6
#define DATA PD.DR.BYTE.LL			/* データバス */
#define M0 PB.DR.BIT.B7				/* 撮影モード設定端子 */
#define M1 PB.DR.BIT.B8
#define M2 PB.DR.BIT.B9
#define CE PA.DR.BIT.B10			/* SRAMコントロール端子 */
#define WE PA.DR.BIT.B12
#define OE PA.DR.BIT.B14
#define ST PB.DR.BIT.B4				/* シャッター端子（通常はHIGHにしておく） */
#define BSY PB.DR.BIT.B5			/* ビジー端子 */
#define TEST PA.DR.BIT.B2			/* 時間測定用端子（必須ではない） */
//#define RX PE.DRL.BIT.B11
//#define TX PE.DRL.BIT.B12
#define LED PE.DRL.BIT.B15			/* LED（基板に点いてるもの） */

/*---IO方向---*/
#define DATA_DIR PFC.PDIORL.BYTE.L	/* データバス方向 */
#define INPUT 0
#define ALL_INPUT 0x00
#define OUTPUT 1
#define ALL_OUTPUT 0xFF
/*---その他---*/
#define LOW 0
#define HIGH 1
#define LED_ON 0
#define LED_OFF 1

/*-----------------------------------------------*/
/* アドレスセット関数                            */
/*-----------------------------------------------*/
void set_address(unsigned int myAddr)
{
	ADDR0_15 = myAddr & 0x0000FFFF;
	ADDR16 = (myAddr & 0x00010000) >> 16;
	ADDR17 = (myAddr & 0x00020000) >> 17;
	ADDR18 = (myAddr & 0x00040000) >> 18;
}

/*-----------------------------------------------*/
/* IO初期化関数                                  */
/*-----------------------------------------------*/
void init_io(void)
{
	/*---タイマ設定(MTU0を使用、ウェイト関数で使う)---*/
	MST.CR2.BIT._MTU = 0;			/* MTUのスタンバイ解除 */
	MTU0.TCR.BIT.TPSC = 3;			/* プリスケーラ設定 0:1/1 1:1/4 2:1/16 3:1/64 */
	/*---IO方向---*/
	PFC.PCIOR.WORD = 0xFFFF;		/* PC0-15(アドレス下位)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B0 = 1;			/* PB0(アドレス)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B1 = 1;			/* PB1(アドレス)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B6 = 1;			/* PB6(アドレス)を出力へ */
	DATA_DIR = ALL_INPUT;			/* データバスを入力へ（とりあえず） */
	PFC.PBIOR.BIT.B7 = 1;			/* PB7(M0)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B8 = 1;			/* PB8(M1)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B9 = 1;			/* PB9(M2)を出力へ */
	PFC.PAIORL.BIT.B10 = 1;			/* PA10(CE)を出力へ */
	PFC.PAIORL.BIT.B12 = 1;			/* PA12(WE)を出力へ */
	PFC.PAIORL.BIT.B14 = 1;			/* PA14(OE)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B4 = 1;			/* PB4(ST)を出力へ */
	PFC.PBIOR.BIT.B5 = 0;			/* PB5(BSY)を入力へ */
	PFC.PAIORL.BIT.B2 = 1;			/* PA2(TEST)を出力へ */
	PFC.PEIORL.BIT.B15 = 1;			/* PE15(LED)を出力へ */
	/*---シリアル設定（チャンネル３）---*/
	/* SCI3.SSR.BIT.TDREが1のときSCI3.TDRに値をセットすると送信 */
	MST.CR1.BIT._SCI3 = 0;			/* SCI3のスタンバイ解除 */
	PFC.PECRL1.BIT.PE11MD = 3;		/* PE11端子をGPIO->RXへ設定 */
	PFC.PECRL1.BIT.PE12MD = 3;		/* PE12端子をGPIO->TXへ設定 */
	SCI3.SMR.BYTE = 0x00;			/* 通信設定(8bit,non-pari,stop1) */
	SCI3.BRR = 77;					/* ボーレート設定(9600bps@24MHz) */
	SCI3.SCR.BIT.RE = 1;			/* SCI3受信有効(使わないけど一応) */
	SCI3.SCR.BIT.TE = 1;			/* SCI3送信有効 */
  	/*---初期値---*/
  	set_address(0);
  	M0 = LOW;
  	M1 = LOW;
  	M2 = LOW;
  	CE = HIGH;
  	WE = HIGH;
  	OE = HIGH;
  	ST = HIGH;
	TEST = LOW;
	LED = LED_OFF;
}


/*-----------------------------------------------*/
/* msウェイト 									 */
/*-----------------------------------------------*/
/* 大分適当に作っているので正確でないです。*/
/* 正確なのを作りたい場合はコンペアマッチとか割り込みとか使って自作して下さい */
void wait_ms(int ms_time)
{
	int i;
	MTU.TSTR.BIT.CST0 = 1;		/* タイマMTU0スタート */
	for (i=0; i<ms_time; i++){
		MTU0.TCNT = 0;			/* MTUカウンタを０へ */
		while(MTU0.TCNT < 350);	/* 大体１ｍS(プリスケーラ1/64時) */
	}
	MTU.TSTR.BIT.CST0 = 0;		/* タイマMTU0ストップ */
}

/*-----------------------------------------------*/
/* １ピクセルデータ読み込み関数                  */
/*-----------------------------------------------*/
/*この関数前に、 CE=LOW; と DATA_DIR = ALL_INPUT; を実行する必要あり*/
/*gpAddr：読み取りアドレス*/
unsigned char getPixData(unsigned int gpAddr)
{
    unsigned char result;       /*結果一時保存用変数*/
    set_address(gpAddr);        /*アドレスセット*/
    OE = LOW;                   /*OE=LOWでデータバスにデータが表れる*/
    result = DATA;              /*データを変数へ保存*/
    OE = HIGH;                  /*読み込みが終わったらOEをHIGHに戻す*/
    return result;              /*結果をリターン*/
}

/*-----------------------------------------------*/
/* １ピクセルデータ書き込み関数                  */
/*-----------------------------------------------*/
/*この関数前に、 CE=LOW; と DATA_DIR = ALL_OUTPUT; を実行する必要あり*/
/*spAddr：書き込みアドレス spData:書き込みデータ*/
void setPixData(unsigned int spAddr, unsigned char spData)
{
    set_address(spAddr);        /*アドレスセット*/
    DATA = spData;              /*データバスに値を出力*/
    WE = LOW;                   /*WEをLOWで書き込み*/
    WE = HIGH;                  /*終わったらHIGHに戻す*/
}

/*-----------------------------------------------*/
/* 撮影関数                                      */
/*-----------------------------------------------*/
void shatter(void)
{
  	LED = LED_ON;
	while (BSY == LOW);         /*CMOS-EYEがBUSYなら待つ*/
  	ST = LOW;                   /*シャッターを切る*/
  	wait_ms(1);
  	ST = HIGH;
  	wait_ms(1);                 /*撮影が開始されるまで少し待つ*/
  	while (BSY == LOW);         /*撮影が終了するまで待つ(約70-100msかかる)*/
	LED = LED_OFF;
}


/*-----------------------------------------------*/
/* 可変しきい値二値化                            */
/*-----------------------------------------------*/
void twoValue(unsigned int stAddr, unsigned int toAddr
				, int mySize, int threRef, int myDiff)
{
  int cnt;
  unsigned char data, myThre_hi,myThre_lo;      /* data:画素読み取り一時データ myThre:しきい値(Threshold)*/
  if (myDiff > threRef) myThre_lo = 0;                    /* しきい値下限値設定 */
  else myThre_lo = threRef - myDiff;
  if ( (threRef+myDiff) > 255) myThre_hi = 255;           /* しきい値上限値設定 */
  else myThre_hi = threRef + myDiff;
  data = 255;                                             /* 開始時は「前処理が白」に設定 */
  cnt = 0;                                                /* 相対アドレスを０(320x240の場合はlong型でないとNG)*/
  CE = LOW;                                               /* SRAMを有効 */
  for (cnt=0; cnt<mySize; cnt++){                         /* １画面分ループ */
    DATA_DIR = ALL_INPUT;                                   /* データバスを入力へ */
    if (data == 0) {                                        /* 前回処理結果が黒(0)だった場合 */
      if (getPixData(stAddr + cnt) > myThre_hi) data = 255;   /* しきい値=しきい値+許容値 */
      else data = 0;
    }else{                                                  /* 前回処理結果が白(255)だった場合 */
      if (getPixData(stAddr + cnt) > myThre_lo) data = 255;   /* しきい値=しきい値-許容値 */
      else data = 0;
    }
    DATA_DIR = ALL_OUTPUT;                                  /* データバスを出力へ */
    setPixData(toAddr + cnt, data);                         /* 結果（白か黒）を書き込み */
  }
  DATA_DIR = ALL_OUTPUT;                                  /* データバスを入力へ（出力衝突回避） */
  CE = HIGH;                                              /* SRAMを無効 */
}

/*-----------------------------------------------*/
/* 周囲８ピクセルデータ格納関数                  */
/*-----------------------------------------------*/
void getPix8(unsigned char* myP, unsigned int myAddr, int xSize)
{
  myP[0] = getPixData(myAddr + 1);          /*右*/
  myP[1] = getPixData(myAddr + 1 - xSize);  /*右上*/
  myP[2] = getPixData(myAddr - xSize);      /*上*/
  myP[3] = getPixData(myAddr - 1 - xSize);  /*左上*/
  myP[4] = getPixData(myAddr - 1);          /*左*/
  myP[5] = getPixData(myAddr - 1 + xSize);  /*左下*/
  myP[6] = getPixData(myAddr + xSize);      /*下*/
  myP[7] = getPixData(myAddr + 1 + xSize);  /*右下*/
}


/*-----------------------------------------------*/
/* 連結数計算関数                                */
/*-----------------------------------------------*/
/* 現在位置が黒で、一個前が白なら連結数＋１（反時計周り、右上から始める）*/
int connect(unsigned char* myP)
{
  int i,result;
  myP[8] = myP[0];        /* 最後の参照は一番目なので一個追加して一番目をコピー */
  result = 0;
  for (i=1; i<9; i++){    /* 二番目の配列からスタートして８回ループ */
    if (myP[i] == 0 && myP[i-1] == 255) result++; /* 連結数判定 */
  }
  return result;
}


/*-----------------------------------------------*/
/* 画面コピー                                    */
/*-----------------------------------------------*/
void copy(unsigned int fmAddr, unsigned int toAddr, int mySize)
{
  int cnt;
  unsigned char tempData;
  for (cnt=0; cnt<mySize; cnt++){     /* 結果画像を次の元画像へ（結果をコピー） */
    DATA_DIR = ALL_INPUT;
    tempData = getPixData(fmAddr + cnt);
    DATA_DIR = ALL_OUTPUT;
    setPixData(toAddr + cnt, tempData);
  }
}

/*-----------------------------------------------*/
/* 細線化処理関数                                */
/*-----------------------------------------------*/
/* workAddrに結果が入る */
/* 320x240の場合は変数の型を大きくないとNGの変数もあります。revとかfindとか。 */
void Thinning(unsigned int stAddr, unsigned int workAddr,
				 int mySize, int myX, int myY)
{
  int tx,ty,cnt,find,adPointer;
  unsigned char sum,tempData,myData;
  unsigned char a[9];                 /* 自画像の周囲８ピクセルデータ格納配列 */
  unsigned char b[9];                 /* 結果像の周囲８ピクセルデータ格納配列 */
  unsigned char *pa,*pb;              /* 変数配列を渡す時に使うポインタ（汎用） */
  int con_flg;                        /* 連結数が 0:どこかが１以外 1:全て１ */
  pa = a;                             /* a配列のポインタ */
  pb = b;                             /* b配列のポインタ */
  find = 1;                           /* 対象発見が0でない状態からスタート */
  CE = LOW;                           /* SRAMを有効 */
  DATA_DIR = ALL_OUTPUT;              /* データバスを出力へ */
  for (cnt=0; cnt<myX; cnt++){        /* 対象アドレスの上下１ラインを白へ */
    setPixData(stAddr + cnt, 255);
    setPixData(stAddr + (myX*(myY-1)) + cnt, 255);
  }
  for (cnt=0; cnt<myY; cnt++){        /* 対象アドレスの左右１ラインを白へ */
    setPixData(stAddr + (cnt*myX), 255);
    setPixData(stAddr + (myX-1) + (cnt*myX), 255);
  }
  copy(stAddr, workAddr, mySize);     /* 対象アドレスの画像を結果アドレスへコピー */
  while (find !=0){                    /* 対象発見がなくなるまで繰り返す */
    find = 0;
    for (ty=1; ty<(myY-1); ty++){       /* １画面マイナス周囲１ラインのループ */
      for (tx=1; tx<(myX-1); tx++){
        DATA_DIR = ALL_INPUT;
        adPointer = tx + (ty*myX);                /* 現在位置の相対アドレス */
        if (getPixData(stAddr + adPointer) == 0){ /* 自ピクセルが対象（黒：０）か？ */
          getPix8(pa, stAddr + adPointer, myX);   /* 対象の周囲８を取得 */
          getPix8(pb, workAddr + adPointer, myX); /* 作業の周囲８を取得 */
          sum = 0;                                /* 黒画素個数 */
          for (cnt=0; cnt<8; cnt++){              /* 自ピクセル周囲８にある黒画素個数の抽出 */
            if (a[cnt] == 0) sum++;
          }
          myData = 0;                             /* とりあえず黒でスタート */
          if (sum == 0){                          /* 周囲に黒が無かったら雑音として白へ */
            myData = 255;
            find++;
          }else if(sum >= 2 && sum <= 5){         /* 周囲黒が2-5個の場合 */
            if (connect(pa) == 1 && connect(pb) == 1){  /* 対象と結果両領域とも連結数が１か？ */
              con_flg = 1;                              /* 対象発見が有ったか？フラグ 最後まで１だったら有り */
              for (cnt=1; cnt<5; cnt++){                /* 上３つと左の４箇所を調査 */
                if (b[cnt] == 255){                       /* 今までで白になっていて、 */
                  tempData = a[cnt];
                  a[cnt] = 255;                           /* 「そこ」を白にしてみて、 */
                  if (connect(pa) != 1){                  /* 連結数＝１かどうか？ */
                    con_flg = 0;                            /* 白にできない場合、フラグを０へ */
                  }
                  a[cnt] = tempData;                      /* 調査後は「そこ」元にもどす。 */
                }
              } /* 4箇所調査end */
              if (con_flg == 1){                          /* 対象が有ったら白をセット */
                myData = 255;
                find++;
              }
            } /* 両方連結数１か？end */
          } /* 周囲黒が2-5 end */
          DATA_DIR = ALL_OUTPUT;                      /* 結果書き込み */
          setPixData(workAddr + adPointer, myData);
          DATA_DIR = ALL_INPUT;
        } /*自ピクセルが黒か？end*/
      } /*xループend*/
    } /*yループend*/
    DATA_DIR = ALL_OUTPUT;
    copy(workAddr, stAddr, mySize);     /* 結果画像を次の元画像へ（結果をコピー） */
  } /*対象発見？end*/
  DATA_DIR = ALL_INPUT;             /* 後処理 */
  CE = HIGH;
}


/*************************************************/
/*                                               */
/*                   main関数                    */
/*                                               */
/*************************************************/
void main(void)
{
	int cnt;
	unsigned char snd_data[5];
	unsigned char* p;
  	unsigned int picAddr;
  	int diff,x,y,length;

	/* ---IO初期化--- */
	init_io();

  	/* ---LED３回点滅--- */
	for (cnt=0; cnt<3; cnt++){
		LED = LED_ON;
		wait_ms(100);
		LED = LED_OFF;
		wait_ms(100);
	}

	/*---CMOS-EYEが起動するまで待つ---*/
	wait_ms(3000);

	/*---画像モード設定---*/
	M0 = LOW;					/*80x60白黒モード*/
	M1 = LOW;
	M2 = LOW;
	wait_ms(200);				/*設定終了まで待つ*/

  	/*-----------------------------*/
  	/*         メインループ        */
  	/*-----------------------------*/
  	diff = 50;                    /*誤差*/
  	x = 80;                       /*画面幅*/
  	y = 60;                       /*画面縦*/
  	length = 4800;                /*画面サイズ*/
  	picAddr = 0;                  /*撮影開始アドレス*/
  	set_address(picAddr);         /*アドレスを指定*/
  	shatter();                    /*撮影*/
  	twoValue(picAddr, 4800, length, 80, 5); /* しきい値８０、幅５でニ値化(結果は4800番地-) */
CE = LOW;
DATA_DIR = ALL_OUTPUT;
copy(4800,19200,length);
DATA_DIR = ALL_INPUT;
CE = HIGH;
  	TEST = HIGH;                  /*時間計測開始*/
  	Thinning(4800, 9600,length, x, y);      /* 4800番地の二値化画像を細線化(作業領域は9600番地) */
  	TEST = LOW;                   /*時間計測修了*/
  	while(1);                     /*終了*/
}