JA2GQP’s　Blog

2018年4月21日土曜日

Knobless Wonder2

Knobless Wonderを作ってから約4カ月経過したが、今年度の製作講習会テーマとなった為、見直しを行った。不特定の人が作っても、容易で再現性がある事が望まれる。今回、PCBにシルク追加とジャンパーレス化を行った。先回pcbgogoにPCBを注文したが、FusionPCBに変更して数回トリミングして完成度を上げる計画で進めた。しかし、FusionPCBから届いたPCBは、作り直しをしたにも関わらず、逆パターンの物しか出来なかった。時間的な問題が有る為、逆パターンの裏シルクで部品実装する事にした。

誰でも容易に出来る様にする為、コアをFT37-43とT37-6の2種類にした。使う場所で、色が異なり、誤使用を低く抑えられる。特に工夫した点は、バイファラ巻き、トリファイラ巻きのペア線が判る様に絶縁チューブを入れた。これによりコイルが容易に作れるであろう。写真は、トリファイラ巻きの例。

出来上がったPCBが逆パターンの為、部品シルク面を裏側にして使う為、パターン面に部品実装しなければならない。その為の部品面シルク図である。

回路図である。
バッファ段定数見直しと終段トランジスタをBD135-16に変更をした。出力は、1.5W。製作講習会用の資料は、Knobless Wonderフォルダからpart2.pdfをダウンロード出来る。
　　　　　　　

　　

2018年3月19日月曜日

QCXエンクロージャ

QCXの基板に部品を実装したまま、約４カ月放置していたので、エンクロージャに収納した。このエンクロージャは、Aliexpressでギターエフェクトbox（1590bb）120ｘ95ｘ35として販売している。製作したQCX外観は、エンクロージャ正面にパドルを固定した構造とした。また、QCX購入時のF/Wは、1.00cで有ったのでバージョンアップも行った。

パドル

生基板でフレーム部を作り、タクトスイッチを押す構造とした。バネなどを使わず、タクトスイッチのバネ圧を利用している。特徴は、パドル部にトランジスタを使った事である。

電源ｏｎ時のトラブル

電源on時にF/Wが立上らないトラブルが有った。既知のトラブルとして対策が紹介されている。L5を外し、pin7とpin20間に外した100u（L5)を半田付けする改造を行った。その結果、電源on時にF/Wが立上らなかったトラブルは解消した。

F/Wのバージョンアップ

購入時のF/Wは、1.00cで有ったので1.00eにバージョンアップする事にした。F/Wは、QCXフォーラムにある。バージョンアップ方法はチュートリアルに書いてある手順で行った。また、AVRDUDESSはこちらからダウンロードできる。
　　　

2018年2月25日日曜日

si5351a3.h

Arduinoとstm32f103c8両方で使えるヘッダーファイル（ライブラリ構造してないので）としてsi5351a2.hを作ったが、自作仲間のJA2NKD松浦OMから水晶容量の指定、出力指定の要望があった。そこでsi5351a2.hを見直すことにし、si5351a3.hにした。
サンプルスケッチを含め、si53513.hはDownload siteにアップしてある。

si5351a3.h変更内容

１．水晶の容量指定

　setupに次の行を追加してください。

　　si5351aXtalCp(_8pF); // 8pF set

　0pFの指定は　_0pF、６pFの指定は　_６pF、８pFの指定は　_８pF、１０pFの指定

　は　_１０pFと指定してください。

２．出力強度指定

　si5351aの出力を次の様に、周波数と出力レベルを書いてください。

　　 si5351aSetFrequency(freq,_8mA); // Strength 8mA set

　または、

　　 si5351aSetFrequency2(freq,_2mA); // Strength 2mA set

　などのCLK0とCLK2で別の出力レベル設定も出来ます。

　 2mAの指定は　_2mA、 4mAの指定は　_4mA、 6mAの指定は　_6mA、 8mAの

　指定は　_8mAと指定して下さい。

使い方

si5351a3.h（ヘッダファイル）のスケッチへの組込みは、次の２通りがある。

１．スケッチと同じフォルダにsi5351a3.hを保存
　この時のinclude記述　#include "si5351a3.h"

スケッチのタブと別のタブが出来て、タブを切替える事で編集ができる。この方法は、ヘッダファイルの完成度が低く編集しながら開発を進める場合便利である。
　

２．スケッチが入っているフォルダにフォルダを作って、si5351a3.hを保存
　この時、スケッチフォルダ内にsrcフォルダを作り、srcフォルダにsi5351a3.hが保存
　して有る場合のinclude記述　#include "src/si5351a3.h"

スケッチのタブのみ現れるので、スッキリする。ヘッダファイルの完成度が高い場合、こちらの方法が良い。

　

サンプルスケッチ

#include "si5351a3.h"

long freq = 7000000L;

//---------- Setup ---------------

void setup() {

Wire.begin();

si5351aXtalCp(_8pF); // 8pF set

Vfo_out(freq);

}

//---------- Main Loop ---------------

void loop() {

}

//---------- VFO out ---------------

void Vfo_out(long freq){

si5351aSetFrequency(freq,_8mA); // Strength 8mA set

}

si5351a3.hの内容

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Author: Hans Summers, 2015

// Website: http://www.hanssummers.com

// A very very simple Si5351a demonstration

// using the Si5351a module kit http://www.hanssummers.com/synth

// Please also refer to SiLabs AN619 which describes all the registers to use

//----------------------------------------------------------------------

// Modifications: JA2GQP,2017/5/20

// 1)Output is CLK0 and CLK2.

// 2)Arduino and stm32duino Operable.

// 3)Storingth lebel. 2018/2/25

// 4)Xtal CP. 2018/2/25

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include <Wire.h>

#define CLK0_CTRL 16 // Register definitions

#define CLK1_CTRL 17

#define CLK2_CTRL 18

#define MSNA_ADDR 26

#define MSNB_ADDR 34

#define MS0_ADDR 42

#define MS1_ADDR 50

#define MS2_ADDR 58

#define PLL_RESET 177

#define XTAL_LOAD_C 183

#define R_DIV_1 0b00000000 // R-division ratio definitions

#define R_DIV_2 0b00010000

#define R_DIV_4 0b00100000

#define R_DIV_8 0b00110000

#define R_DIV_16 0b01000000

#define R_DIV_32 0b01010000

#define R_DIV_64 0b01100000

#define R_DIV_128 0b01110000

#define XTAL_CL 0b00010010

#define _0pF 0b00000000 // 0pF

#define _6pF 0b01000000 // 6pF

#define _8pF 0b10000000 // 8pF

#define _10pF 0b11000000 // 10pF

#define Si5351A_ADDR 0x60

#define _2mA 0b00000000 // 2mA

#define _4mA 0b00000001 // 4mA

#define _6mA 0b00000010 // 6mA

#define _8mA 0b00000011 // 8mA

#define CLK_SRC_PLL_A 0b00000000

#define CLK_SRC_PLL_B 0b00100000

#define XTAL_FREQ 25000400 // Crystal frequency for Hans' board

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// I2C write

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void Si5351_write(byte Reg , byte Data){

Wire.beginTransmission(Si5351A_ADDR);

Wire.write(Reg);

Wire.write(Data);

Wire.endTransmission();

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Set up specified PLL with mult, num and denom

// mult is 15..90

// num is 0..1,048,575 (0xFFFFF)

// denom is 0..1,048,575 (0xFFFFF)

///////////////////////////////////////////////////////////////////////

void setupPLL(uint8_t pll, uint8_t mult, uint32_t num, uint32_t denom){

uint32_t P1; // PLL config register P1

uint32_t P2; // PLL config register P2

uint32_t P3; // PLL config register P3

P1 = (uint32_t)(128 * ((float)num / (float)denom));

P1 = (uint32_t)(128 * (uint32_t)(mult) + P1 - 512);

P2 = (uint32_t)(128 * ((float)num / (float)denom));

P2 = (uint32_t)(128 * num - denom * P2);

P3 = denom;

Si5351_write(pll + 0, (P3 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(pll + 1, (P3 & 0x000000FF));

Si5351_write(pll + 2, (P1 & 0x00030000) >> 16);

Si5351_write(pll + 3, (P1 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(pll + 4, (P1 & 0x000000FF));

Si5351_write(pll + 5, ((P3 & 0x000F0000) >> 12) | ((P2 & 0x000F0000) >> 16));

Si5351_write(pll + 6, (P2 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(pll + 7, (P2 & 0x000000FF));

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Set up MultiSynth with integer divider and R divider

// R divider is the bit value which is OR'ed onto the appropriate

// register, it is a #define in si5351a.h

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void setupMultisynth(uint8_t synth, uint32_t divider, uint8_t rDiv){

uint32_t P1; // Synth config register P1

uint32_t P2; // Synth config register P2

uint32_t P3; // Synth config register P3

P1 = 128 * divider - 512;

P2 = 0; // P2 = 0, P3 = 1 forces an integer value for the divider

P3 = 1;

Si5351_write(synth + 0, (P3 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(synth + 1, (P3 & 0x000000FF));

Si5351_write(synth + 2, ((P1 & 0x00030000) >> 16) | rDiv);

Si5351_write(synth + 3, (P1 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(synth + 4, (P1 & 0x000000FF));

Si5351_write(synth + 5, ((P3 & 0x000F0000) >> 12) | ((P2 & 0x000F0000) >> 16));

Si5351_write(synth + 6, (P2 & 0x0000FF00) >> 8);

Si5351_write(synth + 7, (P2 & 0x000000FF));

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Switches off Si5351a output

// Example: si5351aOutputOff(CLK0_CTRL);

// will switch off output CLK0

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void si5351aOutputOff(uint8_t clk){

Si5351_write(clk, 0x80); // Refer to SiLabs AN619 to see

//bit values - 0x80 turns off the output stage

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Xtal cp

// Example: si5351aXtalCp(_8pF);

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void si5351aXtalCp(uint8_t cp){

Si5351_write(XTAL_LOAD_C, XTAL_CL | cp);

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Set CLK0 output ON and to the specified frequency

// Frequency is in the range 1MHz to 150MHz

// Example: si5351aSetFrequency(10000000,_8mA);

// will set output CLK0 to 10MHz

// This example sets up PLL A

// and MultiSynth 0

// and produces the output on CLK0

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void si5351aSetFrequency(uint32_t frequency,uint8_t mA){

uint32_t pllFreq;

uint32_t xtalFreq = XTAL_FREQ;

uint32_t l;

float f;

uint8_t mult;

uint32_t num;

uint32_t denom;

uint32_t divider;

divider = 900000000 / frequency; // Calculate the division ratio. 900,000,000 is the maximum internal

// PLL frequency: 900MHz

if (divider % 2) divider--; // Ensure an even integer

//division ratio

pllFreq = divider * frequency; // Calculate the pllFrequency:

//the divider * desired output frequency

mult = pllFreq / xtalFreq; // Determine the multiplier to

//get to the required pllFrequency

l = pllFreq % xtalFreq; // It has three parts:

f = l; // mult is an integer that must be in the range 15..90

f *= 1048575; // num and denom are the fractional parts, the numerator and denominator

f /= xtalFreq; // each is 20 bits (range 0..1048575)

num = f; // the actual multiplier is mult + num / denom

denom = 1048575; // For simplicity we set the denominator to the maximum 1048575

// Set up PLL A with the calculated multiplication ratio

setupPLL(MSNA_ADDR, mult, num, denom);

// Set up MultiSynth divider 0, with the calculated divider.

// The final R division stage can divide by a power of two, from 1..128.

// reprented by constants SI_R_DIV1 to SI_R_DIV128 (see si5351a.h header file)

// If you want to output frequencies below 1MHz, you have to use the

// final R division stage

setupMultisynth(MS0_ADDR, divider, R_DIV_1);

// Reset the PLL. This causes a glitch in the output. For small changes to

// the parameters, you don't need to reset the PLL, and there is no glitch

// Si5351_write(PLL_RESET, 0x20);

// Finally switch on the CLK0 output (0x4F)

// and set the MultiSynth0 input to be PLL A

Si5351_write(CLK0_CTRL, 0x4C | mA | CLK_SRC_PLL_A); // Strength lebel set

// Si5351_write(CLK0_CTRL, 0x4C | CLK_SRC_PLL_A); // Strength 2mA

}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Set CLK2 output ON and to the specified frequency

// Frequency is in the range 1MHz to 150MHz

// Example: si5351aSetFrequency2(10000000,_8mA);

// will set output CLK0 to 10MHz

// This example sets up PLL B

// and MultiSynth 1

// and produces the output on CLK2

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void si5351aSetFrequency2(uint32_t frequency,uint8_t mA){

uint32_t pllFreq;

uint32_t xtalFreq = XTAL_FREQ;

uint32_t l;

float f;

uint8_t mult;

uint32_t num;

uint32_t denom;

uint32_t divider;

divider = 900000000 / frequency; // Calculate the division ratio. 900,000,000 is the maximum internal

// PLL frequency: 900MHz

if (divider % 2) divider--; // Ensure an even integer

//division ratio

pllFreq = divider * frequency; // Calculate the pllFrequency:

//the divider * desired output frequency

mult = pllFreq / xtalFreq; // Determine the multiplier to

//get to the required pllFrequency

l = pllFreq % xtalFreq; // It has three parts:

f = l; // mult is an integer that must be in the range 15..90

f *= 1048575; // num and denom are the fractional parts, the numerator and denominator

f /= xtalFreq; // each is 20 bits (range 0..1048575)

num = f; // the actual multiplier is mult + num / denom

denom = 1048575; // For simplicity we set the denominator to the maximum 1048575

// Set up PLL B with the calculated multiplication ratio

setupPLL(MSNB_ADDR, mult, num, denom);

// Set up MultiSynth divider 0, with the calculated divider.

// The final R division stage can divide by a power of two, from 1..128.

// reprented by constants SI_R_DIV1 to SI_R_DIV128 (see si5351a.h header file)

// If you want to output frequencies below 1MHz, you have to use the

// final R division stage

setupMultisynth(MS2_ADDR, divider, R_DIV_1);

// Reset the PLL. This causes a glitch in the output. For small changes to

// the parameters, you don't need to reset the PLL, and there is no glitch

// Si5351_write(PLL_RESET, 0x80);

// Finally switch on the CLK1 output

// and set the MultiSynth0 input to be PLL B

Si5351_write(CLK2_CTRL, 0x6C | mA | CLK_SRC_PLL_B); // Strength lebel set

// Si5351_write(CLK2_CTRL, 0x6C | CLK_SRC_PLL_B); // Strength 2mA

}

2017年12月5日火曜日

Knobless Wonder

Knobless Wonderは、VK3YEが開発した単一周波数のSSBトランシーバである。このトランシーバは、ツマミが無く極めてシンプルな構造をしている。今回、7.15909MHzの水晶発振子を使い、7.160MHz版を作った。出力2W程のQRPであるが、数局とQSOした。電波品位に関しマイナス評価は、今の所ない。
ファイルは、Download siteのKnobless Wonderフォルダからダウンロード可能。

Knobless Wonderで最も重要となるのは、クリスタルフィルタである。水晶発振子は、中華の49US（小型の背が低いタイプ）を入手し、FRMSで特性を測った。最適値では無いが、LSBでのキャリアポイントは、7.1607MHzである。日本国内の7MHz帯運用状況から、1kHZステップでの運用が暗黙の了解なので、1kHZに丸める事が望ましい。従って、このフィルタは使えない。（キャリアポイント有りき、フィルタ帯域である。）

キャリアポイントを7.160MHz±100Hzを目標値とした時、市販部品で作れるフィルタである。一般的に、この様なSSBには不向きと思われる狭帯域となる定数は選ばないであろう。だが求めている物は、HiFi音質でなく、通信に必要な実用レベルの音質なので、これで良い。

オリジナルを改造した回路図である。オリジナル回路のコレクタ抵抗は、ゲインが不足することから、インダクタに交換。更に、低周波出力はスピーカーマイクを使う為にゲインを向上させた。

基板サイズ　73　×　95
pcbeでパターン設計し、中華にPCBを注文した。中華に発注したPCBで組立たが、終段で異常発振した。パターン引き回し上の単純なミスであった。左は、修正済みのパターン。　

2017年11月27日月曜日

stm32版si5351a VFO周波数校正

9月にsi5351a VFOに周波数校正機能を追加したが、機能をTwitterで紹介した程度であったので、機能説明をする。周波数校正機能の起動は、RITスイッチを約１秒長押する。周波数カウンタをCLK0周波数が10MHzとなる様、エンコーダで調整する。（LCDは、基準水晶発振子の周波数表示。）調整後、再びRITスイッチを約１秒長押しすると疑似EEPROMに書き込まれる。

周波数カウンタでCLK0出力周波数を表示している様子。

スケッチ

機能が含まれたスケッチは、JA2GQP's Download siteのstm32フォルダにあるstm32_si5351a.zipファイル。si5351a2.hは、水晶発振子の基本周波数を変数 xtalFreq が定義されているので、zipファイルに含まれたファイルを使う。
　　　　　　

2017年11月2日木曜日

7.2MHz Knobless Wonder Filter

自作仲間JA2NKD 、JH8SST/7、KさんでKnobless Wonderを試験している。ここで問題になっているのは、水晶発振子である。価格が安く、多く流通している物が使えれば好ましい。Knobless Wonderサイト、Knobless Wonderサイトに7.2MHz水晶発振子の紹介がある。そこで、日本国内で7.2MHz水晶発振子を使う場合、オフバンドが危惧されるので、バンド内に収まる様なフィルタを試験した。

試験した回路図である。7.2MHz以下に収める必要があるので、多少余裕を見てこの定数とした。試験回路をユニバーサル基板で作った。

FRMSで抵抗マッチング（680Ω）により測定した。一般的に-3dBにおける帯域幅をフィルタ帯域と言っているが、4ポールのシャープファクタの低いフィルタの為、-20dB（一般的なキャリアポイントの位置）でフィルタ定数を決めた。
cf（中心周波数） 7.1979MHz
cp（LSBキャリアポイント）7.1990MHz
試作した結果から、7.2MHzの水晶発振子をフィルタとして使える。ただし、最終的な回路を組み立て、実機検証する必要がある。

参考データ

コンデンサを47pとした場合のデータである。

今後の課題　

ユニバーサル基板で試作した為、リード線の浮遊容量が大きい。この回路方式の場合、浮遊インダクタンスの影響を大きく受けるので、最終的な姿で回路定数を決め検証する。

　　

2017年9月16日土曜日

stm32 si5351a VFO(With BFO)

このVFOは、JA2NKD OMのマルチバンドVFO にBFOを付加した物で、stm32F103c8t6＋si5351aで構成している。特徴は、BFOが簡単に変更出来る様にした事と、光学エンコーダの採用でアナログ感覚のVFO操作である。BFO変更は、Modeスイッチを長押し(約１秒間スイッチを押す）エンコーダで周波数を調整後、再び、Modeスイッチを長押し(約１秒間）で書換を行う。

光学エンコーダは、中華製400P/R($10位)を使ったため、エンコーダのコントロールSTEPは、1Hz、10Hz、100Hzにした。

回路図である。光学エンコーダの電源は省略してある。stm32への書込みは、シリアルとした。理由は、省メモリとシリアルモニタが使える環境にした。開発環境にST-LINK V2を使った場合、I/O割付に制限がある様なので変更（9/17）した。

スケッチ

JA2NKD OMのオリジナルVFOは、max 8 Bandであるが6 Bandに変更している。VFO周波数は、周波数変化が2秒以上なければ、疑似EEPROMに保存する機能を追加した。si5351a2.hは、オリジナルの物を使っている。ただ、Ucglib.hは私のPC環境で複数のライブラリが参照されるため、参照場所の明確化をした。スケッチと関係ファイルは、download siteのstm32フォルダからダウンロード可能。

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// stm32 + si5351a VFO(With BFO) Ver1.01
// (Based on 'JAN2KD 2016.10.19 Multi Band DDS VFO Ver3.1')
//
// 2017/9/16
// JA2GQP
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//---------- Library include ----------

#include "si5351a2.h"
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>
#include <Rotary.h>
#include "src/Ucglib.h"

//---------- Encorder setting ---------------

#define ENC_A PB12 // Rotary encoder A
#define ENC_B PB13 // Rotary encoder B

Rotary r=Rotary(ENC_A,ENC_B);

//---------- TFT setting -------------------

#define __CS PB10 // CS
#define __DC PB0 // D/C
#define __RST PB1 // RESET

Ucglib_ILI9341_18x240x320_HWSPI ucg(__DC, __CS, __RST);

//---------- CW Tone -------------------

#define CW_TONE 700 // 700Hz

//---------- I/O Assign -------------------

#define MODE_OUT1 PB15 // 2017/9/17
#define MODE_OUT2 PA8 // 2017/9/17
#define BAND_OUT1 PB3
#define BAND_OUT2 PB4
#define BAND_OUT3 PB5

#define SW_BAND PA0
#define SW_MODE PC14
#define SW_STEP PB14
#define SW_RIT PC15
#define SW_TX PC13
#define METER PA1

#define EEP_BAND 0x00 // EEPROM BAND Adress
#define EEP_INIT 0x0e // INIT end Adress

//---------- Variable setting ----------

long romf[4]; // EEPROM freq copy buffer
long freq = 7100000;
long freqmax = 7200000;
long freqmin = 7000000;
long freqold = 0;
long freqrit = 0;

String freqt=String(freq); // Frequency text

long ifshift = 0;
long ifshiftb;
long romb[5]; // EEPROM bfo copy buffer
long vfofreq = 0;
long vfofreqb;

char f100m,f10m,fmega,f100k,f10k,f1k,f100,f10,f1;

int rit = 0;
int fstep = 100;
uint16 steprom = 1;
uint16 fmode = 3;
uint16 fmodeb = 3;
int fmodeold = 1;
int flagrit = 0;
int fritold = 0;
int flagmode = 0;
int meterval1 = 0;
int tmeterval = 0;
int romadd = 0;
int rombadd = 0;
int analogdata = 0;
uint16 band = 0; // 3.5MHz
int bandmax = 6; // 6band

uint16 Status;
uint16 Data;

unsigned long eep_freq[4];
int eep_romadd;
int eep_fstep;
int eep_fmode;
unsigned long eep_bfo[6];
int eep_rombadd;

int_fast32_t timepassed; // int to hold the arduino miilis since startup
int flg_frqwt = 0; // Frequency data Wite Flag(EEPROM)
int flg_bfowt = 0; // BFO Wite Flag(EEPROM)
int flg_bfochg = 0; // BFO Wite Flag(EEPROM)

//---------- Initialization Program ----------------------

void setup() {
timepassed = millis();

afio_cfg_debug_ports(AFIO_DEBUG_NONE); // ST-LINK(PB3,PB4,PA15,PA12,PA11) Can be used
Wire.begin();

pinMode( ENC_A,INPUT_PULLUP); // PC13 pull up
pinMode( ENC_B,INPUT_PULLUP); // PC14

attachInterrupt( ENC_A, Rotaly_enc, CHANGE); // Encorder A
attachInterrupt( ENC_B, Rotaly_enc, CHANGE); // B

delay(100);
ucg.begin(UCG_FONT_MODE_TRANSPARENT);
ucg.clearScreen();
ucg.setRotate270();

pinMode(SW_BAND,INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_MODE,INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_STEP,INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_RIT,INPUT_PULLUP);
pinMode(SW_TX,INPUT_PULLUP);
pinMode(ENC_A,INPUT_PULLUP); // pull up encorede A
pinMode(ENC_B,INPUT_PULLUP); // encorder B

pinMode (BAND_OUT1,OUTPUT);
pinMode (BAND_OUT2,OUTPUT);
pinMode (BAND_OUT3,OUTPUT);
pinMode(SW_TX,INPUT_PULLUP);
pinMode(MODE_OUT1,OUTPUT);
pinMode(MODE_OUT2,OUTPUT);

Fnc_eepINIT();
delay(100);
band2eep();
delay(100);

Status = EEPROM.read(EEP_BAND,&band); // EEPROM read(frequency)
romadd=0x010+(band*0x10);
for (int i=0; i<3;i++){
romf[i]=Fnc_eepRD((romadd+4*i));
}
freq = romf[0];
freqmin = romf[1];
freqmax = romf[2];
Status = EEPROM.read(romadd+12,&fmode);
Status = EEPROM.read(romadd+14,&steprom);

eep_rombadd=0x090; // EEPROM read(BFO)
for (int i=0; i<4;i++){
romb[i]=Fnc_eepRD((eep_rombadd+(4*i)));
eep_bfo[i] = romb[i];
}

if (steprom==1){fstep=1;} // STEP set
if (steprom==2){fstep=10;}
if (steprom==3){fstep=100;}
banddataout();
screen01();
chlcd();

modeset();
steplcd();
freqt=String(freq);
freqlcd();
}

//---------- Main program ---------------------------------

void loop() {
if(digitalRead(SW_STEP) == LOW) // STEP sw check
setstep();
else if(digitalRead(SW_MODE) == LOW) // MODE sw check
modesw();
else if(digitalRead(SW_RIT) == LOW) // RIT sw check
setrit();
else if(digitalRead(SW_BAND) == LOW) // BAND sw check
bandcall();

if (digitalRead(SW_TX)==LOW) // TX sw check
txset();

if (flagrit==1){
if (freqrit == fritold){
meter();
}
if (freqrit!=fritold){
PLL_write();
ritlcd();
fritold=freqrit;
}
}
else{
if (freq == freqold){
meter();
}
PLL_write();
freqt=String(freq);
freqlcd();
freqold=freq;
}

if((flg_frqwt == 1) && (flg_bfochg == 0)){ // EEPROM auto save 2sec
if(timepassed+1000 < millis()){
bandwrite();
flg_frqwt = 0;
}
}
}

//---------- EEPROM Data initialization ---------------

void band2eep(){
Status = EEPROM.read(EEP_INIT,&Data);
if(Data != 73){ // Iinitialization check
Status = EEPROM.write(EEP_BAND,1);

eep_romadd=0x010; // BAND:0 ROMadd:0x010
eep_freq[0]=3500000;
eep_freq[1]=3500000;
eep_freq[2]=3800000;
eep_fmode=0;
eep_fstep=2;
band2write();

eep_romadd=0x020; // BAND:1 ROMadd:0x020
eep_freq[0]=7000000;
eep_freq[1]=7000000;
eep_freq[2]=7200000;
eep_fmode=0;
eep_fstep=2;
band2write();

eep_romadd=0x030; // BAND:2 ROMadd:0x030
eep_freq[0]=10100000;
eep_freq[1]=10100000;
eep_freq[2]=10150000;
eep_fmode=2;
eep_fstep=1;
band2write();

eep_romadd=0x040; // BAND:3 ROMadd:0x040
eep_freq[0]=14000000;
eep_freq[1]=14000000;
eep_freq[2]=14350000;
eep_fmode=1;
eep_fstep=2;
band2write();

eep_romadd=0x050; // BAND:4 ROMadd:0x050
eep_freq[0]=21000000;
eep_freq[1]=21000000;
eep_freq[2]=21450000;
eep_fmode=1;
eep_fstep=2;
band2write();

eep_romadd=0x060; // BAND:5 ROMadd:0x060
eep_freq[0]=28000000;
eep_freq[1]=28000000;
eep_freq[2]=29700000;
eep_fmode=1;
eep_fstep=2;
band2write();

eep_rombadd=0x090; // BFO ROMadd:0x090
eep_bfo[0]=7999600; // LSB
eep_bfo[1]=8002600; // USB
eep_bfo[2]=8000400; // CW
eep_bfo[3]=8001100; // AM

for (int i=0;i<4;i++){
Fnc_eepWT(eep_bfo[i],(eep_rombadd+4*i));
}

Status = EEPROM.write(EEP_INIT,73); // Initialyzed End code
}
}

//---------- Function Band Write to EEPROM ---------------

void band2write(){
for (int i=0;i<3;i++){
Fnc_eepWT(eep_freq[i],(eep_romadd+4*i));
}
Status = EEPROM.write(eep_romadd+12,eep_fmode);
Status = EEPROM.write(eep_romadd+14,eep_fstep);
}

//---------- PLL write ---------------------------

void PLL_write(){
if(flg_bfochg == 0){
if (flagrit==0)
vfofreq=freq+ifshift;
else
vfofreq=freq+ifshift+freqrit;

Vfo_out(vfofreq); // DDS out 2016/10/24 JA2GQP
Bfo_out(ifshift); // BFO
}
else{
ifshift = freq;
Bfo_out(ifshift); // BFO
freq = ifshift;
}
}

//---------- VFO out ---------------

void Vfo_out(long frequency){
if(vfofreq != vfofreqb){
si5351aSetFrequency(frequency);
flg_frqwt = 1; // EEP Wite Flag
timepassed = millis();
vfofreqb = vfofreq;
}
}

//---------- BFO out ---------------

void Bfo_out(long frequency){
if(ifshift != ifshiftb){
si5351aSetFrequency2(frequency);
flg_bfowt = 1; // EEP Wite Flag
ifshiftb = ifshift;
}
}

//---------- meter --------------------------

void meter(){
meterval1=analogRead(METER);
// meterval1=meterval1/50; // old
meterval1=meterval1/200;
if (meterval1>15){meterval1=15;}
int sx1=sx1+(meterval1*17);
sx1=sx1+41;
int sx2=0;
sx2=sx2+(40+((15-meterval1)*17));
ucg.setFont(ucg_font_fub35_tr);
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(sx1,180,sx2,16);
ucg.setPrintPos(40,200);
for(int i=1;i<=meterval1;i++){
if (i<=9){
ucg.setColor(0,255,255);
ucg.print("-");
}
else{
ucg.setColor(255,0,0);
ucg.print("-");
}
}
}

//---------- Encoder Interrupt -----------------------

void Rotaly_enc(){
if (flagrit==1){
unsigned char result = r.process();
if(result) {
if(result == DIR_CW){
freqrit=freqrit+fstep;
if (freqrit>=10000){
freqrit=10000;
}
}
else{
freqrit=freqrit-fstep;
if (freqrit<=-10000){
freqrit=-10000;
}
}
}
}

else{
unsigned char result = r.process();
if(result) {
if(result == DIR_CW){
freq=freq+fstep;
if((flg_bfochg == 0) && (freq>=freqmax)){freq=freqmax;}
}
else{
freq=freq-fstep;
if((flg_bfochg == 0) && (freq<=freqmin)){freq=freqmin;}
}
}
}
}

//------------ On Air -----------------------------

void txset(){
if(fmode == 2) // CW?
Vfo_out(vfofreq + CW_TONE); // Vfofreq+700Hz
else
Vfo_out(vfofreq); // vfo out

ucg.setPrintPos(110,140);
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(255,0,0);
ucg.print("ON AIR");
while(digitalRead(SW_TX) == LOW){
meter();
}

ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(100,120,250,30); //45
}

//------------- Mode set(LSB-USB-CW-AM) ------------

void modeset(){
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setPrintPos(82,82);
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.print("USB");
ucg.setPrintPos(12,82);
ucg.print("LSB");
ucg.setPrintPos(82,112);
ucg.print("A M");
ucg.setPrintPos(12,112);
ucg.print("C W");

switch(fmode){
case 0: // LSB
ifshift = eep_bfo[0];
ucg.setPrintPos(12,82);
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.print("LSB");
digitalWrite(MODE_OUT1,LOW);
digitalWrite(MODE_OUT2,LOW);
break;
case 1: // USB
ifshift = eep_bfo[1];
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.setPrintPos(82,82);
ucg.print("USB");
digitalWrite(MODE_OUT1,HIGH);
digitalWrite(MODE_OUT2,LOW);
break;
case 2: // CW
ifshift = eep_bfo[2];
ucg.setPrintPos(12,112);
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.print("C W");
digitalWrite(MODE_OUT1,LOW);
digitalWrite(MODE_OUT2,HIGH);
break;
case 3: // AM
ifshift = eep_bfo[3];
ucg.setPrintPos(82,112);
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.print("A M");
digitalWrite(MODE_OUT1,HIGH);
digitalWrite(MODE_OUT2,HIGH);
break;
default:
ifshift = eep_bfo[0];
ucg.setPrintPos(12,82);
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.print("LSB");
digitalWrite(MODE_OUT1,LOW);
digitalWrite(MODE_OUT2,LOW);
fmode = 0;
break;
}
}

//------------- Mode set SW ------------

void modesw(){
int cnt = 0;

if(flg_bfochg == 0){
while(digitalRead(SW_MODE) == LOW){
delay(100);
cnt++;
if(10 <= cnt){ // BFO data change mode(1sec)
romadd=0x010+(band*0x10);
romf[0]=Fnc_eepRD(romadd);
freq = Fnc_eepRD(0x090+(fmode * 4));
freqt=String(freq);
freqlcd();
ucg.setPrintPos(110,140);
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(255,255,0);
ucg.print("BFO ADJ");
fmodeb = fmode;
flg_bfochg = 1;
break;
}
}
}
else{
while(digitalRead(SW_MODE) == LOW){
delay(100);
cnt++;
if(10 <= cnt){ // BFO data update(1sec)
ifshift = freq;
Fnc_eepWT(ifshift,0x090+(fmode * 4)); // data write
eep_bfo[fmode] = ifshift;
freq = romf[0];
freqt=String(freq);
freqlcd();
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(100,120,250,30); //45
flg_bfochg = 0;
fmode--;
break;
}
}
}
if(flg_bfochg == 0)
fmode++;
modeset();
PLL_write();
while(digitalRead(SW_MODE) == LOW);
}

//------------ Rit SET ------------------------------

void setrit(){
if(flagrit==0){
flagrit=1;
ucg.setFont(ucg_font_fub11_tr);
ucg.setPrintPos(190,110);
ucg.setColor(255,0,0);
ucg.print("RIT");
ritlcd();
}
else {
flagrit=0;
vfofreq=freq+ifshift;

Vfo_out(vfofreq); // DDS Out 2016/10/23 JA2GQP

freqt=String(freq);
ucg.setFont(ucg_font_fub11_tr);
ucg.setPrintPos(190,110);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.print("RIT");
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawRBox(222,92,91,21,3);
freqrit=0;
}
while(digitalRead(SW_RIT) == LOW);
}

//----------- Rit screen ----------------------

void ritlcd(){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(222,92,91,21);
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.setPrintPos(230,110);
ucg.print(freqrit);
}

//-------------- encorder frequency step set -----------

void setstep(){
if (fstep==100){
fstep=1;
}
else{
fstep=fstep * 10;
}
steplcd();
while(digitalRead(SW_STEP) == LOW);
}

//------------- Step Screen ---------------------------

void steplcd(){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawRBox(221,61,93,23,3);
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.setPrintPos(220,80);
if (fstep==1){ucg.print(" 1Hz");}
if (fstep==10){ucg.print(" 10Hz");}
if (fstep==100){ucg.print(" 100Hz");}
}

//----------- Main frequency screen -------------------

void freqlcd(){
ucg.setFont(ucg_font_fub35_tn);
int mojisuu=(freqt.length());
if(freq<100){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(217,9,28,36);
}
if(f10 !=(freqt.charAt(mojisuu-2))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(245,9,28,36);
ucg.setPrintPos(245,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-2));
f10 = (freqt.charAt(mojisuu-2));
}
if(freq<10){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(245,9,28,36);
}
if(f1 !=(freqt.charAt(mojisuu-1))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(273,9,28,36);
ucg.setPrintPos(273,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-1));
f1 = (freqt.charAt(mojisuu-1));
}
if(freq<1000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(202,9,15,36);
}
if(f100 !=(freqt.charAt(mojisuu-3))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(217,9,28,36);
ucg.setPrintPos(217,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-3));
f100 = (freqt.charAt(mojisuu-3));
}
if(freq>=1000){
ucg.setPrintPos(202,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(".");
}
if(freq<10000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(146,9,28,36);
}
if(f1k !=(freqt.charAt(mojisuu-4))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(174,9,28,36);
ucg.setPrintPos(174,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-4));
f1k = (freqt.charAt(mojisuu-4));
}
if(freq<100000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(118,9,28,36);
}
if(f10k !=(freqt.charAt(mojisuu-5))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(146,9,28,36);
ucg.setPrintPos(146,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-5));
f10k = (freqt.charAt(mojisuu-5));
}
if(freq<1000000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(103,9,15,36);
}
if(f100k !=(freqt.charAt(mojisuu-6))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(118,9,28,36);
ucg.setPrintPos(118,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-6));
f100k = (freqt.charAt(mojisuu-6));
}

if(freq>=1000000){
ucg.setPrintPos(103,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(".");
}
if(freq<10000000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(47,9,28,36);
}
if(fmega !=(freqt.charAt(mojisuu-7))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(75,9,28,36);
ucg .setPrintPos(75,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-7));
fmega = (freqt.charAt(mojisuu-7));
}
if(freq<100000000){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(19,9,28,36);
}
if (f10m !=(freqt.charAt(mojisuu-8))){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(47,9,28,36);
ucg .setPrintPos(47,45);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.print(freqt.charAt(mojisuu-8));
f10m = (freqt.charAt(mojisuu-8));
}
}
//----------- Basic Screen -------------------------

void screen01(){
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.drawRFrame(1,1,314,55,5);
ucg.drawRFrame(2,2,312,53,5);
ucg.setColor(50,50,50);
ucg.drawRBox(5,60,60,25,3);
ucg.drawRBox(75,60,60,25,3);
ucg.drawRBox(5,90,60,25,3);
ucg.drawRBox(75,90,60,25,3);
ucg.setFont(ucg_font_fub17_tr);
ucg.setPrintPos(12,82);
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.print("LSB");
ucg.setPrintPos(82,82);
ucg.print("USB");
ucg.setPrintPos(12,112);
ucg.print("C W");
ucg.setPrintPos(82,112);
ucg.print("A M");
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.drawRFrame(220,60,95,25,3);
ucg.drawRFrame(220,90,95,25,3);
ucg.setFont(ucg_font_fub11_tr);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.setPrintPos(175,80);
ucg.print("STEP");
ucg.setPrintPos(190,110);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.print("RIT");
ucg.setColor(100,100,100);
ucg.setPrintPos(10,210);
ucg.print(" S: 1-----3-------6-------9---Over--------");
ucg.setPrintPos(10,177);
ucg.print(" P: 1-----3-----5-----------10--------------");
ucg.setPrintPos(10,230);
ucg.setColor(235,0,200);
ucg.print( "stm32 VFO(with BFO) Ver1.0 JA2GQP");
ucg.setFont(ucg_font_fub35_tr);
ucg.setColor(0,255,0);
ucg.setPrintPos(273,45);
ucg.print("0");
}

//---------- Band data call from eeprom ----------

void bandcall(){
band=band+1;
if (band>(bandmax-1)){band=0;}
romadd=0x010+(band*0x010);
for (int i=0; i<3;i++){
romf[i]=Fnc_eepRD((romadd+4*i));
}
freq = romf[0];
freqmin = romf[1];
freqmax = romf[2];
Status = EEPROM.read(romadd+12,&fmode);
Status = EEPROM.read(romadd+14,&steprom);

if (steprom==1){fstep=1;}
if (steprom==2){fstep=10;}
if (steprom==3){fstep=100;}

modeset();
steplcd();
freqt=String(freq);
freqlcd();
banddataout();
chlcd();
while(digitalRead(SW_BAND) == LOW);
}

//---------- Band data write to eeprom ----------

void bandwrite(){
romadd=0x010+(band*0x010);
Fnc_eepWT(freq,romadd);
Status = EEPROM.write(EEP_BAND,band);
Status = EEPROM.write(romadd+12,fmode);
if (fstep==1){steprom=1;}
if (fstep==10){steprom=2;}
if (fstep==100){steprom=3;}
Status = EEPROM.write(romadd+14,steprom);
}

//---------- Function EEPROM Initialize ---------

void Fnc_eepINIT(){
uint16 dummy;

EEPROM.PageBase0 = 0x801F000;
EEPROM.PageBase1 = 0x801F800;
EEPROM.PageSize = 0x400; // 2kB
dummy = EEPROM.init();
}

//---------- Function EEPROM Read(4byte) ---------

long Fnc_eepRD(uint16 adr){
long val = 0;
uint16 dat,dummy;

dummy = EEPROM.read(adr,&dat);
val = dat << 16;
dummy = EEPROM.read(adr+1,&dat);
return val | dat;
}

//---------- Function EEPROM Write(4byte) ---------

void Fnc_eepWT(long dat,uint16 adr){
uint16 dummy,val;

val = dat & 0xffff;
dummy = EEPROM.write(adr+1,val);
val = dat >> 16;
val = val & 0xffff;
dummy = EEPROM.write(adr,val);
}

//---------- Band data output I/O ----------

void banddataout(){
digitalWrite(BAND_OUT1,LOW);
digitalWrite(BAND_OUT2,LOW);
digitalWrite(BAND_OUT3,LOW);
if (band==0){}
if (band==1){
digitalWrite( BAND_OUT1,HIGH);
}
if (band==2){
digitalWrite(BAND_OUT2,HIGH);
}
if (band==3){
digitalWrite(BAND_OUT1,HIGH);
digitalWrite(BAND_OUT2,HIGH);
}
if (band==4){
digitalWrite(BAND_OUT3,HIGH);
}
if (band==5){
digitalWrite(BAND_OUT1,HIGH);
digitalWrite(BAND_OUT3,HIGH);
}
if (band==6){
digitalWrite(BAND_OUT2,HIGH);
digitalWrite(BAND_OUT3,HIGH);
}
if (band==7){
digitalWrite(BAND_OUT1,HIGH);
digitalWrite(BAND_OUT2,HIGH);
digitalWrite(BAND_OUT3,HIGH);
}
}

//---------- Band No.(Chanel No.) write to LCD ----------

void chlcd(){
ucg.setColor(0,0,0);
ucg.drawBox(5,120,80,20);
ucg.setFont(ucg_font_fub11_tr);
ucg.setPrintPos(12,137);
ucg.setColor(255,255,255);
ucg.print("CH: ");
ucg.print(band+1);
}

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