M5Stack Coreでモールス信号を鳴らす & 光らす（並列処理）

const char *const morseCodes[36] PROGMEM = {
  ".-",     // A
  "-...",   // B
  "-.-.",   // C
  "-..",    // D
  ".",      // E
  "..-.",   // F
  "--.",    // G
  "....",   // H
  "..",     // I
  ".---",   // J
  "-.-",    // K
  ".-..",   // L
  "--",     // M
  "-.",     // N
  "---",    // O
  ".--.",   // P
  "--.-",   // Q
  ".-.",    // R
  "...",    // S
  "-",      // T
  "..-",    // U
  "...-",   // V
  ".--",    // W
  "-..-",   // X
  "-.--",   // Y
  "--..",   // Z
  "-----",  // 0
  ".----",  // 1
  "..---",  // 2
  "...--",  // 3
  "....-",  // 4
  ".....",  // 5
  "-....",  // 6
  "--...",  // 7
  "---..",  // 8
  "----."   // 9
};

const char specialChars[] = ".,:;?=/!-_\"()$@&+";
const char *const morseSpecialChars[17] PROGMEM = {
  ".-.-.-",   // .
  "--..--",   // ,
  "---...",   // :
  "-.-.-.",   // ;
  "..--..",   // ?
  "-...-",    // =
  "-..-.",    // /
  "-.-.--",   // !
  "-....-",   // -
  "..--.-",   // _
  ".-..-.",   // "
  "-.--.",    // (
  "-.--.-",   // )
  "...-..-",  // $
  ".--.-.",   // @
  ".-...",    // &
  ".-.-."     // +
};

// モールスコードの最大長（本当は7っぽいけどキリがよく8とする）
const size_t MORSE_CODE_MAX_SIZE = 8;

#ifndef MorseEncoder_h
#define MorseEncoder_h
#include "codes.h"
#include <M5Stack.h>

enum class Code {
  SHORT, // 単点
  LONG, // 長点
  SPACE, // スペース（単語間の区切り）
  DELIMITER, // 文字間の区切り
};

/**
 * charをenumに変換する関数
 */
Code charToCode(char c) {
  if (c == '.') {
    return Code::SHORT;
  } else if (c == '-') {
    return Code::LONG;
  }
}

/**
 * モールスコードをエンコードする関数
 * 第一引数に変換する文字を渡す。
 * 第二引数に渡したポインタに変換結果のコードが格納され、
 * 第三引数に渡した数値型に変換結果のコードの長さが格納される。
 */
int encodeCharToMorseCode(char character, Code* codePtr, size_t& length) {
  // *** A-Z ***
  char upper = toupper(character);
  if (upper >= 'A' && upper <= 'Z') {
    int index = upper - 'A';
    length = strlen(morseCodes[index]);
    const char* morse = reinterpret_cast<const char*>(pgm_read_dword(&morseCodes[index]));
    for (int j = 0; morse[j] != '\0'; j++) {
      codePtr[j] = charToCode(morse[j]);
    }
    return 0;
  }
  // *** 0-9 ***
  if (character >= '0' && character <= '9') {
    int index = character - '0' + 26;
    length = strlen(morseCodes[index]);
    const char* morse = reinterpret_cast<const char*>(pgm_read_dword(&morseCodes[index]));
    for (int j = 0; morse[j] != '\0'; j++) {
      codePtr[j] = charToCode(morse[j]);
    }
    return 0;
  }
  // *** スペース ***
  if (character == ' ') {
    length = 1;
    codePtr[0] = Code::SPACE;
    return 0;
  }
  // *** 記号 ***
  int index = -1;
  for (uint32_t j = 0; j < sizeof(specialChars) - 1; j++) {
    if (character == specialChars[j]) {
      index = j;
      break;
    }
  }
  if (index >= 0 && index < 17) {
    length = strlen(morseSpecialChars[index]);
    const char* morse = reinterpret_cast<const char*>(pgm_read_dword(&morseSpecialChars[index]));
    for (int j = 0; morse[j] != '\0'; j++) {
      codePtr[j] = charToCode(morse[j]);
    }
    return 0;
  }

  return 1;
}

/**
 * メッセージをモールス信号にエンコードしてキューに追加する関数
 * 第一引数に格納したいキュー、第二引数に変換したい文字列を渡す
 */
void encodeMessageToMorseAndEnqueue(QueueHandle_t& queue, const char* message) {
  for (int i = 0; message[i] != '\0'; i++) {
    size_t len = 0;
    Code* codePtr = (Code*)malloc(sizeof(Code) * MORSE_CODE_MAX_SIZE);
    int result = encodeCharToMorseCode(message[i], codePtr, len);
    for (int j = 0; j < len; j++) {
      int ret = xQueueSend(queue, &codePtr[j], 0);
    }
    free(codePtr);
    Code delimiter = Code::DELIMITER;
    int ret = xQueueSend(queue, &delimiter, 0);
  }
}

#endif

#include <M5Stack.h>
#include "MorseEncoder.h"

const uint16_t wpm = 15; // Word / Minutes
const uint16_t unitTime = 1200 / wpm; // 単点を鳴らす時間
const uint32_t CODE_QUEUE_LENGTH = 128; // モールスコードを溜め込むキューの長さ
QueueHandle_t codeQueue; // モールスコードを溜め込むキュー

const int LED_PIN = 22;

/**
 * キューで受け取ったモールスコードに応じた処理を行うタスクで使用する関数
 */
void morseTask(void* arg) {
  Code code;
  while (1) {
    BaseType_t ret = xQueueReceive(codeQueue, &code, portMAX_DELAY);
    if (ret) {
      switch (code) {
        case Code::SHORT:
          M5.Speaker.tone(440, unitTime * 1);
          digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
          delay(unitTime * 1);
          M5.Speaker.mute();
          digitalWrite(LED_PIN, LOW);
          break;
        case Code::LONG:
          M5.Speaker.tone(440, unitTime * 3);
          digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
          delay(unitTime * 3);
          M5.Speaker.mute();
          digitalWrite(LED_PIN, LOW);
          break;
        case Code::SPACE:
          delay(unitTime * 6);
          break;
        case Code::DELIMITER:
          delay(unitTime * 2);
          break;
        default:
          break;
      }
      delay(unitTime * 1);
    }
    delay(1);
  }
}

/**
 * ボタンのイベントやシリアル通信の処理を行うタスクで使用する関数
 */
void inputTask(void* arg) {
  while (1) {
    M5.update();
    // Aボタンを押したら "hello" のモールス信号をキューに溜める
    if (M5.BtnA.wasReleased()) {
      encodeMessageToMorseAndEnqueue(codeQueue, "hello");
    }
    // シリアルモニタからメッセージを受け取った場合、
    // 受け取った文字列をキューに溜める
    if (Serial.available() > 0) {
      String message = Serial.readStringUntil('\n');
      Serial.println(message);
      encodeMessageToMorseAndEnqueue(codeQueue, message.c_str());
    }
    delay(1);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  M5.begin();
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  // キューを初期化
  codeQueue = xQueueCreate(CODE_QUEUE_LENGTH, sizeof(Code));
  // キューを監視して受け取ったモールスコードに応じた処理を行うタスクを作成（PRO_CPU_NUMはコア0）
  xTaskCreatePinnedToCore(morseTask, "morseTask", 8192, NULL, 1, &taskHandle[0], PRO_CPU_NUM);
  // 文字列をモールス信号にエンコードしてキューに追加するタスクを作成（APP_CPU_NUMはコア1）
  xTaskCreatePinnedToCore(inputTask, "inputTask", 8192, NULL, 1, &taskHandle[1], APP_CPU_NUM);
}

void loop() {
}