Тахометр(RPM meter). CH32V003A4M6

/***********************************************************
  2025-10-18 Mr.ALB CH32V003F4P6 - блинк для проверки
  2026-04-25 Mr.ALB CH32V003F4P6 - проверка внешнего прерывания
  2026-04-26 Mr.ALB Подключение SSD1306...
  2026-04-26 Mr.ALB ...Подключение SSD1306 - Успешно!
  2026-04-27 Mr.ALB на CH32V003A4M6
  2026-05-08 Mr.ALB Оптимизация

  ==================================================================================
  WCH CH32V003A4M6
  -----------------
                                            +-\/-+
  T1BKIN_/T2CH4_T2CH1ETR_/URX_/NSS/SDA/PC1 1|    |16 PC0/T2CH3  NSS_/UTX_/T1CH3_
   AETR_/T2CH2_/T1ETR_/URTS/T1BKIN/SCL/PC2 2|    |15 VDD|VCC +3.3V
                   T1CH1N_/UCTS_/T1CH3/PC3 3|    |14 VSS|GND
            T1CH1CH2N_(2)/T1CH4/MCO/A2/PC4 4|    |13 PA2/TICH2N/A0/OPP0/OSCO/AETR2_
          T1CH1CH3N_(3)UCTS_/SDA_/MOSI/PC6 5|    |12 PA1/T1CH2/A1/OPN0/OSCI
              T1CH2_/URTS_/T2CH2_/MISO/PC7 6|    |11 PD7/NRST/T2CH4/OPP1/UCK_
   ПРОГ. - SWIO/T1CH3N/AETR2/SCL_/URX_/PD1 7|    |10 PD6/URX/A6/T2CH3_/UTX_
                UCK/C4ETR/OPA/C1ETR/A7/PD4 8|____|9  PD5/UTX/A5/T2CH4_/URX_


  I2C   A4M6            OLED SSD1306
  ---   ---------       ------------
        pin14 GND     - GND
        pin15 VCC     - VCC
  SCL - pin2  PC2/SCL - SCK
  SDA - pin1  PC1/SDA - SDA

  SENSOR(A3144E)  A4M6
  1 VCC         - pin15 VCC/VDD
  2 GND         - pin14 GND/VSS
  3 OUT         - pin16 PC0

  A4M6       Кнопка
  ----       ------
  PA2        1 - OUT
  GND        2 - GND
  =================================================================================

  WCH CH32V003F4P6 20-pins
                                    +-\/-+
  T1CH4ETR_/OPO/T2CH1ETR/UCK/A7/PD4 1|    |20 PD3/A4/T2CH2/AETR/UCTS/T1CH4_
              URX_/T2CH4/UTX/A5/PD5 2|    |19 PD2/A3/T1CH1/T2CH3_/T1CH2N_
              UTX_/T2CH3/URX/A6/PD6 3|    |18 PD1/SWIO/AETR2/T1CH3N/SCL_/URX_
           UCK_/OPP1/T2CH4/NRST/PD7 4|    |17 PC7/MISO/T1CH2_/T2CH2_/URTS_
             OPN0/T1CH2/A1/OSC1/PA1 5|    |16 PC6/MOSI/T1CH1CH3N_/UCTS_/SDA_
     AETR2_/OPP0/T1CH2N/A0/OSC0/PA2 6|    |15 PC5/SCK/T1ETR/T2CH1ETR_/SCL_/UCK_/T1CH3_
                                GND 7|    |14 PC4/A2/T1CH4/MCO/T1CH1CH2N_
           UTX_/SDA/OPN1/T1CH1N/PD0 8|    |13 PC3/T1CH3/T1CH1N_/UCTS_
                       VCC/+3V3/+5V 9|    |12 PC2/SCL/URTS/T1BKIN/AETR_/T2CH2_/T1ETR_
        T1CH3_/NSS_/UTX_/T2CH3/PC0 10|____|11 PC1/SDA/NSS/T2CH4_/T2CH1ETR_/T1BKIN_/URX_

  Кнопка
  на плате   CH32V003F4P6
  1        - VCC
  2        - PC0

  LED
  на плате  CH32V003F4P6
  A         - VCC
  K  -[3.3k]- PD1

  I2C
  ---
  PC1 - SDA
  PC2 - SCL

  SPI
  ---
  PC7 - MISO
  PC6 - MOSI
  PC5 - SCK
  PC0 - RESET
  9   - VDD (VCC)
  7   - VSS (GND)


  Соединение для программирования
  Порт COM11
  -------------------------------
  F4P6            WCH-LinkRV(E)
  7  VSS(GND) -   GND
  9  VDD(VCC) -   +5V
  18 PD1/SWIO -   SWDIO
  2  PD5/RX   -   TX
  3  PD6/TX   -   RX

   F4P6       Кнопка
   ----       ------
   PC4        1 - OUT
   GND        2 - GND

  I2C   F4P6      OLED SSD1306
  ---   ----      ------------
        GND     - GND
        VCC     - VCC
  SCL - PC2/SCL - SCK
  SDA - PC1/SDA - SDA
  ===============================================================

  НАСТРОЙКА
  ---------
  Clock select: 48MHz Internal
  Optimize: Smallest (-os) with LTO
  C runtime Library: Newlib Nano (default)

  с SERIAL_ON:
  Скетч использует 15124 байт (92%) памяти устройства.

  без SERIAL_ON:
  Скетч использует 13628 байт (83%) памяти устройства.

  Всего доступно 16384 байт
**********************************************************************/
#include <EEPROM.h>

#include <Wire.h>
#include "SSD1306Ascii.h"
#include "SSD1306AsciiWire.h"

#define I2C_ADDRESS 0x3C

// Define proper RST_PIN if required.
#define RST_PIN -1

SSD1306AsciiWire oled;
const uint8_t SCREEN_W = 128, // Ширина экрана в пикселях
              SCREEN_H = 64,  // Высота экрана в пикселях
              h = 8,          // Высота буквы size 1
              w = 6;          // Ширина буквы size 1

//#define SERIAL_ON   // Включение вывода сообщений в порт

// Массив для заставки
const char* stitle[] =
{
  "RPM meter",    // 0
  "v1.3",         // 1
  "Mr.ALB",       // 2
  "2026-05-08",   // 3
};

#define MAXN    30      // Максимальное число импульсов на оборот
#define SENSOR  PC0     // Выход IR модуля, или выход А3144
#define BTN     PA2     // Кнопка настройки
#define Z_PAUZA 5000    // Пауза после вывода заставки
#define BTNPRES 5000    // Время удержания кнопки настройки
#define TMDEBOUNCE  100 // Время антидребезга
//#define LED         PD4 // Индикатор

int  address = 16;      // Адрес где хранится делитель n
uint16_t rpm = 0;       // Переменная оборотов
byte n = 1;             // Количество импульсов датчика на 1 оборот
bool flag_set = false,
     btn_flag = false,  // Флаг нажатия кнопки
     flag_hold = false, // Флаг остановки измерения
     flag_prn_hold = false; // Флаг вывода надписи Hold

uint32_t tmr_prev,      // Переменная для отслеживания секунды
         btn_press,     // Переменная времени нажатия кнопки
         tmr_debounce;  // Переменная антидребезга

volatile uint16_t nn;   // Переменная числа входных импульсов

/*****************************
 ***** Функция настройки *****
 *****************************/
void setup()
{
#ifdef SERIAL_ON
  Serial.begin(9600);
  delay(300);
#endif

  pinMode(SENSOR, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN, INPUT_PULLUP);

  // Инициализация дисплея
  Wire.begin();
  Wire.setClock(400000L);

#if RST_PIN >= 0
  oled.begin(&Adafruit128x64, I2C_ADDRESS, RST_PIN);
#else // RST_PIN >= 0
  oled.begin(&Adafruit128x64, I2C_ADDRESS);
#endif // RST_PIN >= 0

  oled.setFont(Adafruit5x7);

  fnZastavka();

  // Подключаем прерывание:
  // myISR — функция-обработчик
  // FALLING — срабатывание по спадающему фронту
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(SENSOR), count, FALLING);

  // initialize EEPROM object
  EEPROM.begin();

  // Чтение настройки делителя из EEPRON
  n = EEPROM.read(address);
  if (n > MAXN)n = 1;

  btn_flag = false;
}
// end of setup()

/*****************************
 ***** Основная функция *****
 *****************************/
void loop()
{
  btn_press = millis();

  // Если нажата кнопка настройки
  if (!digitalRead(BTN) && btn_flag == false)
  {
    btn_flag = true;
    while (!digitalRead(BTN));  // Проверка удержания кнопки

#ifdef SERIAL_ON
    Serial.print(F("Время удержания кнопки: "));
    Serial.println(millis() - btn_press);
#endif

    // Если кнопка нажата BTNPRES миллисек
    if ((millis() - btn_press) > BTNPRES)
    {
      // Режим настройки
#ifdef SERIAL_ON
      Serial.println(F("Режим настройки"));
#endif
      oled.invertDisplay(true); // Инверсия экрана

      n = 1;      // Установка начального значения
      fnPrintN(); // Вывод делителя

      btn_press = millis();
      do  // Настройка делителя
      {
        if (!digitalRead(BTN) && btn_flag == false)
        {
          btn_flag = true;        // Кнопка нажата
          n++;  // Новое значение кол-во импульсов на оборот
          if (n > 30)n = 1; // Ограничение значения
          fnPrintN();
#ifdef SERIAL_ON
          Serial.print(F("n = "));
          Serial.println(n);
#endif
          btn_press = millis();
        }

        // Сброс флага нажатия кнопки
        if (digitalRead(BTN) && btn_flag == true)
        {
          btn_flag = false;
          fnDebounce(TMDEBOUNCE); // Антидребезг
        }
      }
      while (millis() - btn_press < BTNPRES);

      // Проверка значения делителя в EEPROM
      // Если там другое значение, то обновляем
      if (EEPROM.read(address) != n)
      {
#ifdef SERIAL_ON
        Serial.println(F("Запись в EEPROM нового делителя..."));
#endif
        EEPROM.write(address, n); // Записываем в EEPROM
        EEPROM.commit();          // Сохранение EEPROM
      }
#ifdef SERIAL_ON
      Serial.print(F("В EEPROM n="));
      Serial.println(EEPROM.read(address));
#endif
    }
    else  // Кнопка нажата быстро
    {
      flag_hold = !flag_hold;

      if (flag_hold)
      {
#ifdef SERIAL_ON
        Serial.println(F("Режим: Hold"));
        Serial.print(F("flag_hold="));
        Serial.println(flag_hold);
#endif
      }
      else
      {
#ifdef SERIAL_ON
        Serial.println(F("Режим: Измерение"));
        Serial.print(F("flag_hold="));
        Serial.println(flag_hold);
#endif
      }
      fnPrintN();
    }
    btn_press = millis();
    oled.invertDisplay(false);
  }

  // Проверка времени 1 секунда
  if (millis() - tmr_prev > 1000)
  {
#ifdef SERIAL_ON
    Serial.print(F("nn="));
    Serial.print(nn);
    Serial.print(F("\tn="));
    Serial.print(n);
#endif
    if (!flag_hold)
      rpm = (nn / n) * 60;  // Обороты в минуту

    nn = 0;                 // Обнуляем счётчик
    tmr_prev = millis();    // Обнуляем время
#ifdef SERIAL_ON
    Serial.print(F("\trpm="));
    Serial.println(rpm);
#endif
  }

  fnPrintOLED();            // Вывод информации

  // Сброс флага нажатия кнопки
  if (digitalRead(BTN) && btn_flag == true)
    btn_flag = false;

  delay(50);
}
// end of loop()

/************************************
   Функция: Заставка
 ***********************************/
void fnZastavka()
{
  oled.clear();
  oled.setScale(1);
  byte j = 0;
  for (byte i = 0; i < (sizeof(stitle) / sizeof(stitle[0])); i++)
  {
    oled.setCursor((SCREEN_W - w * strlen(stitle[i])) / 2, j);
    j += 2;
    oled.print(stitle[i]);
  }
  delay(Z_PAUZA);         // Пауза
  oled.clear();           // Очистить дисплей
}
// end of fnZastavka()

/*************************************
   Функция: Вывод на дисплей
 ************************************/
void fnPrintOLED()
{
  //oled.set1X();
  oled.setScale(1);
  oled.home();
  oled.print(stitle[0]);
  oled.print(" ");
  oled.print(stitle[1]);

  //oled.set2X();
  oled.setScale(2);
  oled.setCursor(8, 3);
  oled.print(F("RPM:"));
  oled.setCursor(56, 3);
  oled.print(rpm);      // Вывод оборотов
  if (rpm == 0)oled.print(F("     "));
  else
  {
    if (rpm < 100)oled.print(F("    "));
    if (rpm < 1000 && rpm >= 100)oled.print(F("   "));
    else oled.print(F("  "));
  }

  // Вывод делителя
  fnPrintN();
}
// end of fnPrintOLED()

/************************************
   Функция: Вывод на экран делителя
 ***********************************/
void fnPrintN()
{
  oled.setScale(1);
  oled.setCursor(8, 7);
  oled.print(F("N:"));
  oled.print(n);  // Количество импульсов на 1 оборот
  oled.print(F("  "));
  if (flag_hold && flag_prn_hold == false)
  {
    oled.setCursor(45, 7);
    oled.print(F("Hold"));
    flag_prn_hold = true;
#ifdef SERIAL_ON
    Serial.println(F("flag_prn_hold = true"));
#endif
  }
  else
  {
    if (flag_prn_hold && !flag_hold)
    {
      oled.setCursor(45, 7);
      oled.print(F("    "));
      flag_prn_hold = false;
#ifdef SERIAL_ON
      Serial.println(F("flag_prn_hold = false"));
#endif
    }
  }
}
// end of fnPrintN()

/**************************************
   Функция: Обработка прерывания
 *************************************/
void count()
{
  nn++;
}
// end of count()

/********************************
   Функция: Антидребезг кнопки
 *******************************/
void fnDebounce(uint16_t t)
{
  // Антидребезг
  tmr_debounce = millis();
  while ((millis() - tmr_debounce) < t);
}
// end of fnDebounce()