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//「ミュージックプレイ＆LED 点滅」Ver.3
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//　2024年6月6日　SOUND_4.c  
//
// p3_7：スピーカー
// P1_0：LED（赤）
// P4_2：LED（緑）
//
// 1 OCT UP...... u
// 1 OCT DOWN.... d
// DO  RE  MI  FA  SO  RA  SI   R
// HALF UP ...... s

#include "sfr_r8m12a.h" /* R8C/M12A SFRの定義ファイル    */

#define BEEP_500  10000 // 500Hz : Cu = 5000000 / f (Hz)
#define BEEP_1000 5000  // 1000Hz: Cu = 5000000 / f (Hz)

#define R  0	
#define dDO  1 // 131 // == DO3
#define dDOs 2 // 139
#define dRE  3 // 147
#define dREs 4 // 156
#define dMI  5 // 165
#define dFA  6 // 175
#define dFAs 7 // 185
#define dSO  8 // 196
#define dSOs 9 // 208
#define dRA  10 // 220
#define dRAs 11 // 233
#define dSI  12 // 247
	
#define DO  13 // 262 // == DO4
#define DOs 14 // 277
#define RE  15 // 294
#define REs 16 // 311
#define MI  17 // 330
#define FA  18 // 349
#define FAs 19 // 370
#define SO  20 // 392
#define SOs 21 // 415
#define RA  22 // 440
#define RAs 23 // 466
#define SI  24 // 494

#define uDO  25 // 523 // == DO5
#define uDOs 26 // 554
#define uRE  27 // 587
#define uREs 28 // 622
#define uMI  29 // 659
#define uFA  30 // 698
#define uFAs 31 // 740
#define uSO  32 // 784
#define uSOs 33 // 831
#define uRA  34 // 880
#define uRAs 35 // 932
#define uSI  36 // 988

// onkai_t[] = 5000000 / Freq.(Hz) <<ex.>> 38226 = 5000000 / 131 (Hz)
const unsigned int onkai_t[] = { 
	0, 38226, 36081, 34056, 32144, 30340, 28637, 27030, 25513, 24081, 22729, 21454, 20250,
	19113, 18040, 17028, 16072, 15170, 14319, 13515, 12756, 12041, 11365, 10727, 10125,
	9557, 9020, 8514, 8036, 7585, 7159, 6758, 6378, 6020, 5682, 5363, 5062	
};

//======================== (1) クラリネットをこわしちゃった

const int tempo1 = 200; //

const int oto1[] = {
	SOs,SOs,SOs,SOs,SOs,SOs,SOs,RAs,uDO,RAs,SOs,REs,uDO,uDO,uDO,uDO,uDO,uDO,uDO,
	uDOs,uREs,uDOs,uDO,SOs,uREs,uREs,uREs,uFA,uREs,uDOs,uDO,uDOs,uDOs,uDOs,uDOs,
	uDOs,uDOs,uDOs,uDOs,uDOs,uREs,uDOs,uDO,RAs,uDO,uDO,uDO,uDO,uREs,uDOs,uDO,R,
	uREs,uDOs,uDO,R,uREs,uDO,uDO,uDO,uDO,uREs,uDO,uDO,uDO,uDO,uREs,uFA,uREs,uDOs,
	uDO,RAs,uDO,uDOs,uDOs,RAs,RAs,RAs,RAs,uDOs,RAs,RAs,RAs,RAs,uDOs,uREs,uDOs,uDO,
	RAs,SOs,R
};
const int nag1[] = {
	2,2,2,2,2,2,2,2,6,2,4,4,2,2,2,2,2,2,2,2,6,2,4,4,4,3,1,2,2,2,2,2,2,3,1,8,2,2,3,
	1,2,2,2,2,4,3,1,8,6,2,4,4,6,2,4,2,2,2,1,1,2,2,2,1,1,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,1,1,
	2,2,2,1,1,2,2,2,2,2,2,4,4
};
const int len1 = sizeof(oto1)/2;
// ==============

// ================================ (2) ジングルベル

const int tempo2 = 160; //

const int oto2[] = {
  DO,RA,SO,FA,DO,DO,DO,
  DO,RA,SO,FA,RE,RE,
  RE,RAs,RA,SO,MI,uDO,
  uDO,uDO,RAs,SO,RA,RE,
  DO,RA,SO,FA,DO,DO,
  DO,RA,SO,FA,RE,RE,
  RE,RAs,RA,SO,uDO,uDO,uDO,uDO,
  uRE,uDO,RAs,SO,FA,R,uDO,
  RA,RA,RA,RA,RA,RA,
  RA,uDO,FA,SO,RA,R,
  RAs,RAs,RAs,RAs,RAs,RA,RA,RA,RA,
  RA,SO,SO,RA,SO,R,uDO,
  RA,RA,RA,RA,RA,RA,
  RA,uDO,FA,SO,RA,R,
  RAs,RAs,RAs,RAs,RAs,RA,RA,RA,RA,
  uDO,uDO,RAs,SO,FA
};

const int nag2[] = {
  2,2,2,2,6,1,1,
  2,2,2,2,6,2,
  2,2,2,2,6,2,
  2,2,2,2,6,2,
  2,2,2,2,6,2,
  2,2,2,2,6,2,
  2,2,2,2,2,2,2,2,
  2,2,2,2,2,2,4,
  2,2,4,2,2,4,
  2,2,3,1,6,2,
  2,2,3,1,2,2,2,1,1,
  2,2,2,2,2,2,4,
  2,2,4,2,2,4,
  2,2,3,1,6,2,
  2,2,3,1,2,2,2,1,1,
  2,2,2,2,6,2
};
const int len2 = sizeof(oto2)/2;
// ==============

// ========================= (3) 赤鼻のトナカイ

const int tempo3 = 200; //

const int oto3[] = {
 SO,RA,SO,MI,uDO,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,uDO,SI,R,
 FA,SO,FA,RE,SI,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,RA,MI,R,
 SO,RA,SO,MI,uDO,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,uDO,SI,R,
 FA,SO,FA,RE,SI,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,uRE,uDO,R,
 RA,RA,uDO,RA,SO,MI,SO,FA,RA,SO,FA,MI,R,
 RE,MI,SO,RA,SI,SI,SI,uDO,uDO,SI,RA,SO,FA,RE,RE,R,
 SO,RA,SO,MI,uDO,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,uDO,SI,R,
 FA,SO,FA,RE,SI,RA,SO,R,SO,RA,SO,RA,SO,uRE,uDO,R
};
const int nag3[] = {
  4,2,2,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4,
  2,2,4,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4,
  2,2,4,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4,
  4,2,2,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4,
  4,4,4,4,4,4,8,4,4,4,4,12,4,
  4,4,4,4,4,4,8,4,4,4,4,4,2,2,4,4,
  2,2,4,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4,
  2,2,4,4,4,4,8,4,2,2,2,2,4,4,12,4
};
const int len3 = sizeof(oto3)/2;
// ==============

//======================== (4) 大きな古時計

const int tempo4 = 160; //

const int oto4[] = {
  RE,SO,FAs,SO,RA,SO,RA,SI,SI,uDO,SI,MI,RA,RA,SO,SO,SO,FAs,MI,FAs,SO,R,RE,RE,
  SO,FAs,SO,RA,SO,RA,SI,uDO,SI,MI,RA,RA,SO,SO,SO,FAs,MI,FAs,SO,R,SO,SI,
  uRE,SI,RA,SO,FAs,SO,RA,SO,FAs,MI,RE,SO,SI,uRE,SI,RA,SO,FAs,SO,RA,R,RE,
  SO,SO,R,RA,R,SI,SI,uDO,SI,MI,RA,RA,SO,FAs,SO,R,RE,RE,
  SO,RE,RE,MI,RE,RE,dSI,RE,dSI,RE,RE,SO,RE,RE,MI,RE,RE,dSI,RE,dSI,RE,RE,
  SO,SO,R,RA,R,SI,SI,uDO,SI,MI,RA,RA,SO,FAs,SO,R
};
const int nag4[] = {
  4,4,2,2,4,2,2,2,2,2,2,4,2,2,4,2,2,4,2,2,8,4,2,2,
  4,2,2,4,2,2,4,2,2,4,2,2,4,2,2,4,2,2,8,4,2,2,
  4,2,2,4,2,2,2,2,2,2,4,2,2,4,2,2,4,2,2,12,2,2,
  2,2,4,4,4,2,2,2,2,4,2,2,8,8,8,4,2,2,
  4,2,2,2,2,4,4,4,4,2,2,4,2,2,4,2,2,4,4,4,2,2,
  2,2,4,4,4,2,2,2,2,4,2,2,8,8,12,4
};
const int len4 = sizeof(oto4)/2;
// ==============

//======================== (5) もろびとこぞりて

const int tempo5 = 160; //

const int oto5[] = {
	uFA,uMI,uRE,uDO,uFA,uMI,uRE,uDO,R,uDO,uRE,uRE,uMI,uMI,uFA,uFA,uMI,uRE,uDO,RAs,RA,
	SO,FA,R,uDO,uRE,uRE,uMI,uMI,uFA,R,uFA,uFA,uMI,uRE,uDO,uDO,RAs,RA,uFA,uFA,uMI,uRE,
	uDO,uDO,RAs,RA,RA,RA,RA,RA,RA,RAs,uDO,R,RAs,RA,SO,SO,SO,SO,RA,RAs,R,RA,SO,FA,uFA,
	uRE,uDO,RAs,RA,RAs,RA,SO,FA
};
const int nag5[] = {
	4,3,1,8,4,3,1,4,2,2,6,2,6,2,16,4,3,1,6,2,4,4,4,2,2,6,2,6,2,12,2,2,2,2,2,2,3,1,2,
	2,2,2,2,2,3,1,2,2,2,2,2,1,1,4,2,1,1,2,2,2,1,1,4,2,1,1,2,4,2,3,1,2,2,4,4,8
};
const int len5 = sizeof(oto5)/2;
// ==============

// ================ (6) ゆうやけこやけ

const int tempo6 = 90; //

const int oto6[] = {
  SO, SO, SO, RA, SO, SO, SO, MI, 
  DO, DO, RE, MI, RE, R,
  MI, MI, SO, RA, uDO, uDO, RA,
  SO, SO, RA, SO, uDO, R,
  uDO, uRE, uDO, RA, uDO, uDO, SO, SO,
  RA, SO, RA, SO, MI, R,
	
  SO, MI, RE, DO, RE, RE, DO, RE,
  MI, SO, RA, SO, uDO, R  
};
const int nag6[] = {
	2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
	2, 2, 2, 2, 6, 2,
	4, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
	2, 2, 2, 2, 6, 2,
	3, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
	2, 2, 2, 2, 6, 2,
	2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
	2, 2, 2, 2, 6, 2
};
const int len6 = sizeof(oto6)/2;
// ==============

void sw_chk(void);
void init(void);
void delay(unsigned long timer_set);
void sound_1(unsigned int tone, int time);
void sound_2(unsigned int tone, int push);
void change_hosc(void);
void jidou(void);
void syudou(void);

int note, tempo, i, n_flg, mode, push;
int p34, p35, p46, p47, p45, p17, p15, p13;

void main(void) //********************************メイン
{
	init(); //*****
	change_hosc(); //***** 20MHz Internal Clock ON

	mode = 1; // mode: 1...オルゴール、 2...手動演奏、　　電源投入後は mode: 1 オルゴール
	sw_chk();
	do {	
		if (mode == 1) { jidou(); delay(1000L); } // オルゴール
		else if (mode == 2) { syudou(); delay(1000L); } // 手動演奏
	} while(1);
}

void sw_chk(void) //**************** SW Check
{
	if (mode == 1 && p1_3 == 0 && p1_5 == 0 ) mode = 2; // mode = 1 オルゴールで p1_3, p1_5 押している時 => mode =2 手動演奏にする
	else if (mode == 2 && p1_3 == 0 && p1_5 == 0 ) mode = 1; // mode = 2 手動演奏で p1_3, p1_5 押している時 => mode 1 オルゴールにする
	else if (mode == 1 && p1_3 == 0) n_flg = 1; // mode = 1 自動演奏で p1_3押した時 => 次の曲へ
}

void jidou(void) //**************** オルゴール
{	
	do {
		if (mode == 2) break; // do while を抜ける
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (1)
		tempo = tempo1;
		for (note = 0; note < len1; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto1[note]], nag1[note]);	
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break; // for ループ抜け次の曲へ
		}
		
		if (mode == 2) break;	
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (2)	
		tempo = tempo2;
		for (note = 0; note < len2; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto2[note]], nag2[note]);
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break;
		}

		if (mode == 2) break;	
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (3)	
		tempo = tempo3;
		for (note = 0; note < len3; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto3[note]], nag3[note]);
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break;
		}

		if (mode == 2) break;	
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (4)	
		tempo = tempo4;
		for (note = 0; note < len4; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto4[note]], nag4[note]);
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break;
		}

		if (mode == 2) break;	
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (5)	
		tempo = tempo5;
		for (note = 0; note < len5; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto5[note]], nag5[note]);
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break;
		}

		if (mode == 2) break;	
		n_flg = 0; delay(1000L); //*********** (6)	
		tempo = tempo6;
		for (note = 0; note < len6; note++) {
			sound_1(onkai_t[oto6[note]], nag6[note]);
			if (n_flg == 1 || mode == 2) break;
		}		
	} while(1);
}

void syudou(void) //**************** 手動演奏
{
	p1_0 = 0; p4_2 = 0; // LED OFF

	// 19113, 17028, 15170, 14319, 12756, 11365, 10125, 9557
	p34 = 0; p35 = 0; p46 = 0; p47 = 0;
	p45 = 0; p17 = 0; p15 = 0; p13 = 0;
	
	do {
		if (p3_4 == 0 && p34 == 0) { sound_2(19113, 1); p34 = 1; }// SW1 ON   　DO 演奏
		else if (p3_4 == 1 && p34 == 1) { sound_2(19113, 0); p34 = 0; }
	
		else if (p3_5 == 0 && p35 == 0) { sound_2(17028, 1); p35 = 1; } // SW2 ON   　RE 演奏
		else if (p3_5 == 1 && p35 == 1) { sound_2(17028, 0); p35 = 0; }

		else if (p4_6 == 0 && p46 == 0) { sound_2(15170, 1); p46 = 1; } // SW3 ON   　MI 演奏
		else if (p4_6 == 1 && p46 == 1) { sound_2(15170, 0); p46 = 0; }

		else if (p4_7 == 0 && p47 == 0) { sound_2(14319, 1); p47 = 1; } // SW4 ON   　FA 演奏
		else if (p4_7 == 1 && p47 == 1) { sound_2(14319, 0); p47 = 0; }

		else if (p4_5 == 0 && p45 == 0) { sound_2(12756, 1); p45 = 1; } // SW5 ON   　SO 演奏
		else if (p4_5 == 1 && p45 == 1) { sound_2(12756, 0); p45 = 0; }

		else if (p1_7 == 0 && p17 == 0) { sound_2(11365, 1); p17 = 1; } // SW6 ON   　RA 演奏
		else if (p1_7 == 1 && p17 == 1) { sound_2(11365, 0); p17 = 0; }

		else if (p1_5 == 0 && p15 == 0) { sound_2(10125, 1); p15 = 1; } // SW7 ON   　SI 演奏
		else if (p1_5 == 1 && p15 == 1) { sound_2(10125, 0); p15 = 0; }

		else if (p1_3 == 0 && p13 == 0) { sound_2(9557, 1); p13 = 1; } // SW8 ON   　uDO 演奏
		else if (p1_3 == 1 && p13 == 1) { sound_2(9557, 0); p13 = 0; }

		sw_chk();
		if (mode == 1) break;
		
	} while(1);
}

void init(void) //***********  INIT
{
    // ポートの入出力設定
    pd1 = 0b01010111;   // ポート1の入出力設定 p1 _3,_5,_7: 入力
    pd3 = 0b11001111;   // ポート3の入出力設定 p3 _4,_5 : 入力
    pd4 = 0b00011111;   // ポート4の入出力設定 p4 _5,_6,_7: 入力
    pda = 0b11111111;   // ポートAの入出力設定 
	
	pur1 = 0b10101000;  // p1 _3,_5,_7 プルアップ
	pur3 = 0b00110000;  // p3 _4,_5 プルアップ
	pur4 = 0b11100000;  // p4 _5,_6,_7 プルアップ

    // タイマRJ2をパルス出力モードで使用 =====
	// http://r8cm12.web.fc2.com/r8c/menu9.html#under2
	
    p37sel1 = 1;         // p3_7をTRJO端子にする 
    p37sel0 = 0;         //
    msttrj  = 0;         // タイマRJ2を有効にする
    trjmr   = 0x31;      // パルス出力モードで、20MHz/2　をソースにする
    trj     = 0;         // trj/(20M/2) の時間でON/OFFする
}

void change_hosc(void) // ｸﾛｯｸを高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀ(20MHz)に変更
{
    prc0 = 1;                           /* プロテクト解除               */
    hocoe = 1;                          /* 高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀ発信開始      */
    for(i=0; i<50; i++);               /* 安定するまで少し待つ(約10ms) */
    hscksel = 1;                        /* 高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀのｸﾛｯｸに切換え*/
    scksel = 1;                         /* ｼｽﾃﾑ基準ｸﾛｯｸ 低速→高速切換え*/
    prc0  = 0;                          /* プロテクト保護               */
}

void delay(unsigned long timer_set) //***** 引数　 タイマ値 1=1ms (at 20MHz)
{
    do { for(i=0; i<871; i++); } while(timer_set--);
}

void sound_1(unsigned int tone, int time) //*******************（オルゴール用）
//  tone : 5000000 / 演奏音の周波数(Hz)
//  (例) 演奏音： 440(Hz)の時、 tone = 11364 で
//　　　　　　　trj = 11364 セットで、trj/10(MHz)*2 = 0.0023(s)周期 = 440(Hz)で
//       タイマーが ON/OFFを繰り返す
//
//  tstart_trjcr = 1: タイマースタート、0: タイマー停止
{
    if(tone == 0) {
		tstart_trjcr = 0; p1_0 = 0; p4_2 = 0; } // タイマ停止 、LED (p1_0=OFF, p4_2=OFF)
	else {
		trj = tone; tstart_trjcr = 1; p1_0 = 1; p4_2 = 0; } // タイマ開始 、LED (p1_0=ON, p4_2=OFF)
    delay(15000L * time / tempo);
	tstart_trjcr = 0; p1_0 = 0; p4_2 = 1; p3_7 = 0; // タイマ停止 、LED (p1_0=OFF, p4_2=ON) SP (p3_7=OFF)
	sw_chk(); 
	if (n_flg == 1 || mode == 2) return;
	else { // チャタリング対策
		delay(6000L * time / tempo);
		sw_chk(); 
		if (n_flg == 1 || mode == 2) return; }
}

void sound_2(unsigned int tone, int push) //*******************（手動演奏用）
//  tstart_trjcr = 1: タイマースタート、0: タイマー停止
{
	if (push == 1) { trj = tone; tstart_trjcr = 1; p1_0 = 1; p4_2 = 0; delay(100L); } // タイマ開始 、LED (p1_0=ON, p4_2=OFF)
	else { tstart_trjcr = 0; p1_0 = 0; p4_2 = 1; p3_7 = 0; delay(100L); } // タイマ停止 、LED (p1_0=OFF, p4_2=ON) SP (p3_7=OFF)
}