.include "m328Pdef.inc"
.equ    fclk                = 16000000      ; frequencia do clock do processador

; register usage
.def    temp                = R16           ; variável temporária

; Configuração da interface do arduíno com o display 1602
.equ    lcd_D7_port         = PORTD         ; lcd D7 connection
.equ    lcd_D7_bit          = PORTD7
.equ    lcd_D7_ddr          = DDRD

.equ    lcd_D6_port         = PORTD         ; lcd D6 connection
.equ    lcd_D6_bit          = PORTD6
.equ    lcd_D6_ddr          = DDRD

.equ    lcd_D5_port         = PORTD         ; lcd D5 connection
.equ    lcd_D5_bit          = PORTD5
.equ    lcd_D5_ddr          = DDRD

.equ    lcd_D4_port         = PORTD         ; lcd D4 connection
.equ    lcd_D4_bit          = PORTD4
.equ    lcd_D4_ddr          = DDRD

.equ    lcd_E_port          = PORTB         ; lcd Enable pin
.equ    lcd_E_bit           = PORTB1
.equ    lcd_E_ddr           = DDRB

.equ    lcd_RS_port         = PORTB         ; lcd Register Select pin
.equ    lcd_RS_bit          = PORTB0
.equ    lcd_RS_ddr          = DDRB

; LCD module information
.equ    lcd_LineOne         = 0x00          ; posição de início da linha 1 no display
.equ    lcd_LineTwo         = 0x40          ; posição de início da linha 2 no display

; LCD instructions
.equ    lcd_Clear           = 0b00000001    ; substitui todos os caracteres do display pelo ASCII "espaço"
.equ    lcd_Home            = 0b00000010    ; retorna o curso para a primeira posição da primeira linha
.equ    lcd_EntryMode       = 0b00000110    ; muda o cursor da esquerda para a direita em operações de read/write
.equ    lcd_DisplayOff      = 0b00001000    ; desliga o display
.equ    lcd_DisplayOn       = 0b00001100    ; liga o dislay
.equ    lcd_FunctionReset   = 0b00110000    ; reincializa o display LCD
.equ    lcd_FunctionSet4bit = 0b00101000    ; 4-bit de dados, display de duas linhas, fonte 5 x 7
.equ    lcd_SetCursor       = 0b10000000    ; define a posição do cursor

;REgistradores utilizados pelo código do Keypad
.def lb = R25
.def hb = R24
.def contagem=r23
.def debounce=r22
.def temp2=r21
.def temp3=r18
.def dbl=r20
.def dbh=r19


;PARA MULTIPLICAR
.DEF rm1 = R0 ; Número binário a ser multiplicado (8 Bit)
.DEF rmh = R1 ; Armazém intermediário
.DEF rm2 = R2 ; Número binário com que o primeiro será multiplicado (8 Bit)
.DEF rel = R3 ; Resultado, LSB (16 Bit)
.DEF reh = R4 ; Resultado, MSB
.DEF rmp = R17 ; Registrador multi propósitos para carregamento


; ****************************** Interrupção de Reset *******************************
.org    0x0000
    jmp     start                           ; pula para start quando a interrupção de reset é disparada.

.org    INT_VECTORS_SIZE;Início do programa


; ****************************** Código do programa principal **************************
start:

; inicializando os apontadores de pilha para trabalharem com as faixas de memória do processador
    ldi     temp,low(RAMEND)
    out     SPL,temp
    ldi     temp,high(RAMEND)
    out     SPH,temp

; Configurando os pinos do processador a serem utilizados com o display
    sbi     lcd_D7_ddr, lcd_D7_bit          ; 4 data lines - output
    sbi     lcd_D6_ddr, lcd_D6_bit
    sbi     lcd_D5_ddr, lcd_D5_bit
    sbi     lcd_D4_ddr, lcd_D4_bit

; Configurando os pinos do processador a serem utilizados como barramento de controle do display
    sbi     lcd_E_ddr,  lcd_E_bit           ; E line - output
    sbi     lcd_RS_ddr, lcd_RS_bit          ; RS line - output

; Inicializando o display
    call    lcd_init_4d                     ; initialize the LCD display for a 4-bit interface

;Inicializando o número a ser modificado pelo keypad
	ldi contagem, 0
	ldi debounce, 0

;
;
;
;============================================Área que deverá ser alterada no trabalho==============================================================
; Exibindo a primeira linha de informação no display

;Primeira string, início na posição de memória 0x040B
	ldi XH, 0x04
	ldi XL, 0x0B
	ldi temp, 'A'
	st X+, temp;o incremento de X está sendo feito automatiamente com X+
	ldi temp, 'R'
	st X+, temp
	ldi temp, 'E'
	st X+, temp
	ldi temp, 'A'
	st X+, temp
	ldi temp, ' '
	st X+, temp
	ldi temp, 'C'
	st X+, temp
	ldi temp, 'I'
	st X+, temp
	ldi temp, 'R'
	st X+, temp
	ldi temp, 'C'
	st X+, temp
	ldi temp, 0;o zero indica o fim da string
	st X+, temp


	ldi XH, 0x04
	ldi XL, 0x0B
    ldi     temp, lcd_LineOne    ; estabece em qual linha a informação será exibida
    call    lcd_write_string_4d  ; chama a subrotina que imprime na tela do display

; display the second line of information
;String two, start in 0x0418
	ldi temp, 'D'    ;DIGITE RAIO PARA O CALCULO, DE 1 A 5
	st X+, temp
	ldi temp, 'I'
	st X+, temp
	ldi temp, 'G'
	st X+, temp
	ldi temp, 'T'
	st X+, temp
	ldi temp, ' '
	st X+, temp
	ldi temp, 'R'
	st X+, temp
	ldi temp, ':'
	st X+, temp
	ldi temp, ' '
	st X+, temp



;************Keypad code


LDI temp, 0b0100_0000  ;selecionar entrada A0
STS ADMUX, temp

inicio:
	;Ajustando endereço de memória para armazenar a tecla pressionada. Só tem valor real para a segunda tecla pressionada
	ldi XH, 0x04
	ldi XL, 0x20

	LDI temp, 0b1100_0010  ;Ativar conversão AD e o prescaler
	sts ADCSRA, TEMP


AGUARDAR_CONVERSAO:
	LDS temp, ADCSRA       ;lendo status do processo de conversão
	ANDI  temp,0b00010000  ;checando se a conversão já terminou
	BREQ AGUARDAR_CONVERSAO				;senão, volta para aguardar_conversao(esperar)
	LDS    ZL,ADCL         ;ler o byte inferior da conversão (16bits)
	LDS    ZH,ADCH        ;ler o byte superior da conversão (16bits)
	ldi     temp, 200     ; delay para diminuir o debounce
    call    delay1mS


comparacoes:
	;Comparações para os diversos botões
	;Direita
	ldi lb, 0b01100100
	ldi hb, 0b00000000
	cp ZL, lb
	cpc ZH, hb
	brcs direita
	;Cima
	ldi lb, 0b11001000
	ldi hb, 0b00000000
	cp ZL, lb
	cpc ZH, hb
	brcs cima
	;baixo
	ldi lb, 0b10010000
	ldi hb, 0b00000001
	cp ZL, lb
	cpc ZH, hb
	brcs baixo
	;Esquerda
	ldi lb, 0b01011000
	ldi hb, 0b00000010
	cp ZL, lb
	cpc ZH, hb
	brcs esquerda
	;select
	ldi lb, 0b00100000
	ldi hb, 0b00000011
	cp ZL, lb
	cpc ZH, hb
	brcs select
	ldi debounce, 0

retorna_inicio:
	RJMP inicio


;Alterar apenas a partir daqui
;O trecho abaixo exibe qual dos botões Esquerda, Direita, Cima e Baixo foi apertado
direita:;NAO PRECISOU UTILIZAR PQ SÓ PRECISA DE UMA VARIAVEL QUE É O RAIO
	cpi debounce, 'd'
	breq retorna_inicio
	ldi debounce, 'd'
	ldi temp, '*'
	st X+, temp
	rjmp escreve_linha_2
esquerda:;NAO PRECISOU UTILIZAR PQ SÓ PRECISA DE UMA VARIAVEL QUE É O RAIO
	cpi debounce, 'e'
	breq retorna_inicio
	ldi debounce, 'e'
	ldi temp, '*'
	st X+, temp
	rjmp escreve_linha_2
cima:
	cpi debounce, 'c'
	breq retorna_inicio
	ldi debounce, 'c'
	;bloqueio de incremento > 5
	cpi contagem, 9
	breq retorna_inicio
	;fim de bloqueio de decremento >5
	inc contagem
	st X+, contagem
	rcall converte_ascii_2d
	rjmp escreve_linha_2
baixo:
	cpi debounce, 'b'
	breq retorna_inicio
	ldi debounce, 'b'
	;bloqueio de incremento < 0
	cpi contagem, 0
	breq retorna_inicio
	;fim de bloqueio de incremento < 0
	dec contagem
	;Fim de Convertendo número para ASCII
	st X+, contagem
	rcall converte_ascii_2d
	rjmp escreve_linha_2
select:	;ONDE É FEITO O CALCULO
	;call lcd_Clear
	cpi debounce, 's'
	breq retorna_inicio
	ldi debounce, 's'
	ldi temp, '*'


	mov rm2, contagem;CALCULO DO R AO QUADRADO
	mov rm1, contagem
	MULT8:
; Zera valores de início
 clr rmh ; zera armazém intermediário
 clr rel ; zera registradores de resultado
 clr reh
; Aqui iniciamos o ciclo de multiplicação
	; Aqui iniciamos o ciclo de multiplicação
MULT8a:
;
; Passo 1: Rotaciona o bit mais baixo do número 2 para a flag de carry (divide por 2, rotaciona um zero no bit 7)
;
 clc ; zera carry
 ror rm2 ; bit 0 vai para o carry, bit 1 a 7 vão uma posição para direita, carry vai para o bit 7
;
; Passo 2: Decisão dependendo se foi 0 ou 1 que foi rotacionado para o carry
;
 brcc MULT8b ; pula por cima da adição, se o carry for 0
;
; Passo 3: Soma 16 bits em rmh:rml ao resultado, com estouro do LSB para o MSB
;
 add rel,rm1 ; soma o LSB de rm1 ao resultado
 adc reh,rmh ; soma carry e MSB de rm1
;
MULT8b:
;
; Passo 4: Multiplicar rmh:rm 1 por 2 (16 bits, desvio à esquerda)
;
 clc ; zera carry (clear carry bit)
 rol rm1 ; rotaciona o LSB à esquerda (multiplica por 2)
 rol rmh ; rotaciona o carry para o MSB e o MSB uma casa à esquerda
;
; Passo 5: Checa se há ainda números 1 no binário 2, se sim, continua multiplicando
;
 tst rm2 ; todos os bits zero?
 brne MULT8a ; se não, vá para o loop
;
; Fim da multiplicação r ao quadrado, resultado em reh:rel
    mov contagem, rel

	    ; multiplicar por 3 (PI)...
	mov rm1, rel
ldi rmp,0b00000011
 mov rm2,rmp ; para o segundo registrador
 MULT9:
;
; Zera valores de início
 clr rmh ; zera armazém intermediário
 clr rel ; zera registradores de resultado
 clr reh
;
; Aqui iniciamos o ciclo de multiplicação
	; Aqui iniciamos o ciclo de multiplicação
;
MULT9a:
;
; Passo 1: Rotaciona o bit mais baixo do número 2 para a flag de carry (divide por 2, rotaciona um zero no bit 7)
;
 clc ; zera carry
 ror rm2 ; bit 0 vai para o carry, bit 1 a 7 vão uma posição para direita, carry vai para o bit 7
;
; Passo 2: Decisão dependendo se foi 0 ou 1 que foi rotacionado para o carry
;
 brcc MULT9b ; pula por cima da adição, se o carry for 0
;
; Passo 3: Soma 16 bits em rmh:rml ao resultado, com estouro do LSB para o MSB
;
 add rel,rm1 ; soma o LSB de rm1 ao resultado
 adc reh,rmh ; soma carry e MSB de rm1
;
MULT9b:
;
; Passo 4: Multiplicar rmh:rm 1 por 2 (16 bits, desvio à esquerda)
;
 clc ; zera carry (clear carry bit)
 rol rm1 ; rotaciona o LSB à esquerda (multiplica por 2)
 rol rmh ; rotaciona o carry para o MSB e o MSB uma casa à esquerda
;
; Passo 5: Checa se há ainda números 1 no binário 2, se sim, continua multiplicando
;
 tst rm2 ; todos os bits zero?
 brne MULT9a ; se não, vá para o loop
;
; Fim da multiplicação r ao quadrado, resultado em reh:rel



	st X+, rel;resultado aproximado
	rcall converte_ascii_2d
	rjmp escreve_linha_2


; Rotina que converte um valor na memória na posição X-1 em ASCII (para dois dígitos)
converte_ascii_2d:	ld temp, -X
					mov temp2, temp
					clr temp3
testa_maior:		cpi temp2, 10
					brmi menorq10
					subi temp2, 10
					inc temp3
					jmp testa_maior
menorq10:			cpi temp3, 0
					breq so_unidades
					ldi temp, 48
					add temp, temp3
					st X+, temp
so_unidades:		ldi temp, 48
					add temp, temp2
					st X+, temp
					ret

escreve_linha_2:

	ldi temp, ' ' ;espaço em branco
	st X+, temp
	ldi temp, 0 ;o zero indica o fim da string
	st X, temp
	ldi XH, 0x04 ;posição de memória onde começa a segunda string
	ldi XL, 0x19
	ldi     temp, lcd_LineTwo   ; estabece em qual linha a informação será exibida
    call    lcd_write_string_4d ; chama a subrotina que imprime na tela do display
	rjmp retorna_inicio
; ===============================Fim da Área que deverá ser alterada no trabalho =======================================================
here:
    rjmp    here

; ****************************** Fim do programa principal *******************

; ============================== 4-bit LCD Subroutines ======================
; Purpose:  initialize the LCD module for a 4-bit data interface
lcd_init_4d:
; Power-up delay
    ldi     temp, 100                       ; initial 40 mSec delay
    call    delayTx1mS

; Set up the RS and E lines for the 'lcd_write_4' subroutine.
    cbi     lcd_RS_port, lcd_RS_bit         ; select the Instruction Register (RS low)
    cbi     lcd_E_port, lcd_E_bit           ; make sure E is initially low

; Reset the LCD controller.
    ldi     temp, lcd_FunctionReset         ; first part of reset sequence
    call    lcd_write_4
    ldi     temp, 10                        ; 4.1 mS delay (min)
    call    delayTx1mS

    ldi     temp, lcd_FunctionReset         ; second part of reset sequence
    call    lcd_write_4
    ldi     temp, 200                       ; 100 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

    ldi     temp, lcd_FunctionReset         ; third part of reset sequence
    call    lcd_write_4
    ldi     temp, 200                       ; this delay is omitted in the data sheet
    call    delayTx1uS

; Preliminary Function Set instruction - used only to set the 4-bit mode.
; The number of lines or the font cannot be set at this time since the controller is still in the
;   8-bit mode, but the data transfer mode can be changed since this parameter is determined by one
;   of the upper four bits of the instruction.
    ldi     temp, lcd_FunctionSet4bit       ; set 4-bit mode
    call    lcd_write_4
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

; Function Set instruction
    ldi     temp, lcd_FunctionSet4bit       ; set mode, lines, and font
    call    lcd_write_instruction_4d
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

; The next three instructions are specified in the data sheet as part of the initialization routine,
;   so it is a good idea (but probably not necessary) to do them just as specified and then redo them
;   later if the application requires a different configuration.

; Display On/Off Control instruction
    ldi     temp, lcd_DisplayOff            ; turn display OFF
    call    lcd_write_instruction_4d
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

; Clear Display instruction
    ldi     temp, lcd_Clear                 ; clear display RAM
    call    lcd_write_instruction_4d
    ldi     temp, 4                         ; 1.64 mS delay (min)
    call    delayTx1mS

; Entry Mode Set instruction
    ldi     temp, lcd_EntryMode             ; set desired shift characteristics
    call    lcd_write_instruction_4d
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

; This is the end of the LCD controller initialization as specified in the data sheet, but the display
;   has been left in the OFF condition.  This is a good time to turn the display back ON.

; Display On/Off Control instruction
    ldi     temp, lcd_DisplayOn             ; turn the display ON
    call    lcd_write_instruction_4d
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  display a string of characters on the LCD
lcd_write_string_4d:
; preserve registers
    push    ZH                              ; preserve pointer registers
    push    ZL

; fix up the pointers for use with the 'lpm' instruction
    lsl     ZL                              ; shift the pointer one bit left for the lpm instruction
    rol     ZH

; set up the initial DDRAM address
    ori     temp, lcd_SetCursor             ; convert the plain address to a set cursor instruction
    call   lcd_write_instruction_4d         ; set up the first DDRAM address
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS

; write the string of characters
lcd_write_string_4d_01:
	ld temp, X+
    cpi     temp,  0                        ; check for end of string
    breq    lcd_write_string_4d_02          ; done

; arrive here if this is a valid character
    call    lcd_write_character_4d          ; display the character
    ldi     temp, 80                        ; 40 uS delay (min)
    call    delayTx1uS
    rjmp    lcd_write_string_4d_01          ; not done, send another character

; arrive here when all characters in the message have been sent to the LCD module
lcd_write_string_4d_02:
    pop     ZL                              ; restore pointer registers
    pop     ZH
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  send a byte of information to the LCD data register
lcd_write_character_4d:
    sbi     lcd_RS_port, lcd_RS_bit         ; select the Data Register (RS high)
    cbi     lcd_E_port, lcd_E_bit           ; make sure E is initially low
    call    lcd_write_4                     ; write the upper 4-bits of the data
    swap    temp                            ; swap high and low nibbles
    call    lcd_write_4                     ; write the lower 4-bits of the data
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  send a byte of information to the LCD instruction register
lcd_write_instruction_4d:
    cbi     lcd_RS_port, lcd_RS_bit         ; select the Instruction Register (RS low)
    cbi     lcd_E_port, lcd_E_bit           ; make sure E is initially low
    call    lcd_write_4                     ; write the upper 4-bits of the instruction
    swap    temp                            ; swap high and low nibbles
    call    lcd_write_4                     ; write the lower 4-bits of the instruction
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  send a nibble (4-bits) of information to the LCD module
lcd_write_4:
; set up D7
    sbi     lcd_D7_port, lcd_D7_bit         ; assume that the D7 data is '1'
    sbrs    temp, 7                         ; check the actual data value
    cbi     lcd_D7_port, lcd_D7_bit         ; arrive here only if the data was actually '0'

; set up D6
    sbi     lcd_D6_port, lcd_D6_bit         ; repeat for each data bit
    sbrs    temp, 6
    cbi     lcd_D6_port, lcd_D6_bit

; set up D5
    sbi     lcd_D5_port, lcd_D5_bit
    sbrs    temp, 5
    cbi     lcd_D5_port, lcd_D5_bit

; set up D4
    sbi     lcd_D4_port, lcd_D4_bit
    sbrs    temp, 4
    cbi     lcd_D4_port, lcd_D4_bit

; write the data
                                            ; 'Address set-up time' (40 nS)
    sbi     lcd_E_port, lcd_E_bit           ; Enable pin high
    call    delay1uS                        ; implement 'Data set-up time' (80 nS) and 'Enable pulse width' (230 nS)
    cbi     lcd_E_port, lcd_E_bit           ; Enable pin low
    call    delay1uS                        ; implement 'Data hold time' (10 nS) and 'Enable cycle time' (500 nS)
    ret

; ============================== End of 4-bit LCD Subroutines ===============

; ============================== Time Delay Subroutines =====================
; Purpose:  provide a delay of (YH:YL) x 1 mS
delayYx1mS:
    call    delay1mS                        ; delay for 1 mS
    sbiw    YH:YL, 1                        ; update the the delay counter
    brne    delayYx1mS                      ; counter is not zero

; arrive here when delay counter is zero (total delay period is finished)
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  provide a delay of (temp) x 1 mS
delayTx1mS:
    call    delay1mS                        ; delay for 1 mS
    dec     temp                            ; update the delay counter
    brne    delayTx1mS                      ; counter is not zero

; arrive here when delay counter is zero (total delay period is finished)
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  provide a delay of 1 mS
delay1mS:
    push    YL                              ; [2] preserve registers
    push    YH                              ; [2]
    ldi     YL, low (((fclk/1000)-18)/4)    ; [1] delay counter
    ldi     YH, high(((fclk/1000)-18)/4)    ; [1]

delay1mS_01:
    sbiw    YH:YL, 1                        ; [2] update the the delay counter
    brne    delay1mS_01                     ; [2] delay counter is not zero

; arrive here when delay counter is zero
    pop     YH                              ; [2] restore registers
    pop     YL                              ; [2]
    ret                                     ; [4]

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  provide a delay of (temp) x 1 uS with a 16 MHz clock frequency
delayTx1uS:
    call    delay1uS                        ; delay for 1 uS
    dec     temp                            ; decrement the delay counter
    brne    delayTx1uS                      ; counter is not zero

; arrive here when delay counter is zero (total delay period is finished)
    ret

; ---------------------------------------------------------------------------
; Purpose:  provide a delay of 1 uS with a 16 MHz clock frequency
delay1uS:
    push    temp                            ; [2] these instructions do nothing except consume clock cycles
    pop     temp                            ; [2]
    push    temp                            ; [2]
    pop     temp                            ; [2]
    ret                                     ; [4]

; ============================== End of Time Delay Subroutines ==============


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; projeto area circulo final.asm
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