style: big renaming

README.md

@@ -2,13 +2,13 @@
 
 ## Features
 
-1. Wireless touch pad sensor for ATMega 168/328 microcontrollers with nRF24L01+ transceiver.
+1. Wireless touch pad sensor for ATMega168/328 microcontrollers with nRF24L01+ transceiver.
 2. Power consumption in the sleep mode approximately 2 uA.
 3. Transmits device identifier and battery voltage level on each touch event.
 4. Battery measurement through internal ADC with 1.1 V bandgap reference.
 5. Wake-up from power-down mode by external interrupt on rising edge.
-6. Supports ATMega168, ATMega168P, ATMega168PB, ATMega328, ATMega328P, ATMega328PB.
+6. Automatic pairing with the gateway to obtain a device identifier stored in EEPROM.
-7. Easy installation into any standard touch pad enclosure.
+7. Supports ATMega168, ATMega168P, ATMega168PB, ATMega328, ATMega328P, ATMega328PB.
 
 ## Attention
 
@@ -16,6 +16,7 @@
 2. After power-on reset the first touch event may not trigger a transmission.
 3. Multi-touch is not supported, only a single touch event per transmission cycle.
 4. Changing gateway address or channel requires reflashing the microcontroller.
+5. If the gateway does not respond during pairing, the device enters permanent sleep until reset.
 
 ## Using
 

platformio.ini

@@ -12,7 +12,7 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev
 
 [env:ATmega168P]
 platform = atmelavr
@@ -28,7 +28,7 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev
 
 [env:ATmega168PB]
 platform = atmelavr
@@ -44,7 +44,7 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev
 
 [env:ATmega328]
 platform = atmelavr
@@ -60,7 +60,7 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev
 
 [env:ATmega328P]
 platform = atmelavr
@@ -76,7 +76,7 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev
 
 [env:ATmega328PB]
 platform = atmelavr
@@ -92,4 +92,4 @@ upload_flags =
 	-Pusb
 	-e
 lib_deps = 
-	https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+	https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config#dev

src/main.c

@@ -1,334 +0,0 @@
-#include "avr/io.h"
-#include "avr/sleep.h"
-#include "avr/fuse.h"
-#include "avr/interrupt.h"
-#include "util/delay.h"
-#include "math.h"
-#include "zh_rf_config.h"
-
-#if defined(__AVR_ATmega328PB__)
-#ifndef SPCR
-#define SPCR SPCR0
-#endif
-#ifndef SPDR
-#define SPDR SPDR0
-#endif
-#ifndef SPSR
-#define SPSR SPSR0
-#endif
-#ifndef SPE
-#define SPE SPE0
-#endif
-#ifndef MSTR
-#define MSTR MSTR0
-#endif
-#ifndef SPR0
-#define SPR0 SPR00
-#endif
-#ifndef SPIF
-#define SPIF SPIF0
-#endif
-#endif
-
-#define GATEWAY_CHANNEL 120
-#define GATEWAY_ADDRESS 0xDDEEFF
-#define DEVICE_ID 6
-
-#define NRF_CMD_W_REGISTER 0x20
-#define NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD 0xA0
-#define NRF_CMD_FLUSH_TX 0xE1
-#define NRF_CMD_NOP 0xFF
-
-#define NRF_REG_CONFIG 0x00
-#define NRF_REG_EN_AA 0x01
-#define NRF_REG_EN_RXADDR 0x02
-#define NRF_REG_SETUP_AW 0x03
-#define NRF_REG_SETUP_RETR 0x04
-#define NRF_REG_RF_CH 0x05
-#define NRF_REG_RF_SETUP 0x06
-#define NRF_REG_STATUS 0x07
-#define NRF_REG_RX_ADDR_P0 0x0A
-#define NRF_REG_TX_ADDR 0x10
-
-#define NRF_CONFIG_MASK_RX_DR 0x40
-#define NRF_CONFIG_EN_CRC 0x08
-#define NRF_CONFIG_PWR_UP 0x02
-
-#define NRF_STATUS_RX_DR 0x40
-#define NRF_STATUS_TX_DS 0x20
-#define NRF_STATUS_MAX_RT 0x10
-
-/**
- * @brief Initialize INT1 external interrupt for the touch-pad wake-up signal.
- *
- * Configures PD3 as a rising-edge triggered external interrupt source and
- * enables the INT1 interrupt mask bit. The ISR sets the send_request flag
- * to trigger a radio transmission from the main loop.
- */
-static void zh_pad_interrupt_init(void);
-
-/**
- * @brief Initialize the hardware SPI peripheral in master mode.
- *
- * Configures MOSI, SCK and SS pins as outputs, drives SS high, and enables
- * SPI with Fosc/16 clock rate.
- */
-static void zh_spi_init(void);
-
-/**
- * @brief Perform a single full-duplex SPI byte transfer.
- *
- * @param data Byte to transmit
- *
- * @return Byte received from the slave during the transfer
- */
-static uint8_t zh_spi_transfer(uint8_t data);
-
-/**
- * @brief Initialize the nRF24L01+ transceiver for TX-only operation.
- *
- * Drives CE low, configures auto-acknowledgment, address width, retransmit
- * settings, channel, RF power and data rate, and loads the gateway address
- * into both TX and RX pipe 0 registers.
- */
-static void zh_nrf24_init(void);
-
-/**
- * @brief Transmit a payload buffer through the nRF24L01+ module.
- *
- * Powers up the radio, flushes the TX FIFO, loads the payload, pulses CE to
- * start transmission, waits for the TX_DS or MAX_RT flag, then clears status
- * flags and returns the radio to power-down mode.
- *
- * @param buf Pointer to the payload data to transmit (must not be NULL)
- * @param size Number of bytes in the payload buffer (must be > 0)
- */
-static void zh_nrf24_send(uint8_t *buf, uint8_t size);
-
-/**
- * @brief Write a data buffer to the nRF24L01+ via SPI with a given command.
- *
- * Asserts CSN low, sends the command byte followed by the buffer contents,
- * then deasserts CSN.
- *
- * @param cmd SPI command byte to send before the data
- * @param buf Pointer to the data buffer to write (must not be NULL)
- * @param count Number of bytes to transfer from the buffer
- *
- * @return Status register value returned by the nRF24L01+
- */
-static uint8_t zh_nrf24_write_buffer(uint8_t cmd, uint8_t *buf, uint8_t count);
-
-/**
- * @brief Write a single byte value to an nRF24L01+ register.
- *
- * @param reg Register address to write to
- * @param val Byte value to store in the register
- *
- * @return Status register value returned by the nRF24L01+
- */
-static uint8_t zh_nrf24_write_register(uint8_t reg, uint8_t val);
-
-/**
- * @brief Write a multi-byte buffer into an nRF24L01+ register.
- *
- * Convenience wrapper around zh_nrf24_write_buffer that prepends the
- * W_REGISTER command to the register address.
- *
- * @param reg Register address to write to
- * @param buf Pointer to the data buffer to write (must not be NULL)
- * @param count Number of bytes to transfer from the buffer
- *
- * @return Status register value returned by the nRF24L01+
- */
-static uint8_t zh_nrf24_write_buff_register(uint8_t reg, uint8_t *buf, uint8_t count);
-
-/**
- * @brief Send a single-byte command to the nRF24L01+ and read the status.
- *
- * @param cmd Command byte to send
- *
- * @return Status register value returned by the nRF24L01+
- */
-static uint8_t zh_nrf24_send_command(uint8_t cmd);
-
-/**
- * @brief Measure the battery voltage using the internal AVcc reference.
- *
- * Enables the ADC with the 1.1 V internal reference on the 1.1 V supply
- * channel, performs two conversions and returns the calculated battery
- * voltage based on the AVcc-to-internal-reference ratio.
- *
- * @return Battery voltage in volts, or 0.0 if the ADC reading is zero
- */
-static float zh_get_battery_voltage(void);
-
-static volatile uint8_t send_request = 0;
-
-zh_rf_sensor_transmitted_data_t transmitted_data = {DEVICE_ID, ZH_RF_SENSOR_TOUCH_SWITCH, 0, 0, 0, 0, 0};
-
-int main(void)
-{
-	cli();
-	zh_pad_interrupt_init();
-	zh_spi_init();
-	zh_nrf24_init();
-	set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
-	sei();
-	for (;;)
-	{
-		if (send_request == 1)
-		{
-			cli();
-			send_request = 0;
-			sei();
-			transmitted_data.battery_voltage = (int16_t)lroundf(zh_get_battery_voltage() * 100.0);
-			zh_nrf24_send((uint8_t *)&transmitted_data, sizeof(transmitted_data));
-		}
-		else
-		{
-			cli();
-			if (send_request == 0)
-			{
-				sleep_enable();
-				sei();
-				sleep_cpu();
-			}
-			sei();
-			sleep_disable();
-		}
-	}
-	return 0;
-}
-
-ISR(INT1_vect)
-{
-	send_request = 1;
-}
-
-static void zh_pad_interrupt_init(void)
-{
-	DDRD &= ~(1 << PD3);
-	PORTD &= ~(1 << PD3);
-	EICRA &= ~((1 << ISC11) | (1 << ISC10));
-	EICRA |= (1 << ISC11) | (1 << ISC10);
-	EIFR |= (1 << INTF1);
-	EIMSK |= (1 << INT1);
-}
-
-static void zh_spi_init(void)
-{
-	DDRB |= (1 << PB2) | (1 << PB3) | (1 << PB5);
-	PORTB |= (1 << PB2);
-	SPCR = (1 << SPE) | (1 << MSTR) | (1 << SPR0);
-}
-
-static uint8_t zh_spi_transfer(uint8_t data)
-{
-	SPDR = data;
-	while ((SPSR & (1 << SPIF)) == 0)
-	{
-	}
-	return SPDR;
-}
-
-static void zh_nrf24_init(void)
-{
-	_delay_ms(100);
-	DDRB |= (1 << PB1);
-	PORTB &= ~(1 << PB1);
-	DDRD &= ~(1 << PD2);
-	PORTD |= (1 << PD2);
-	uint64_t gateway_address = GATEWAY_ADDRESS;
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, 0x00);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_EN_AA, 0x01);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_EN_RXADDR, 0x01);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_SETUP_AW, 0x01);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_SETUP_RETR, 0xFF);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_RF_CH, GATEWAY_CHANNEL);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_RF_SETUP, 0x26);
-	zh_nrf24_write_buff_register(NRF_REG_TX_ADDR, (uint8_t *)&gateway_address, 3);
-	zh_nrf24_write_buff_register(NRF_REG_RX_ADDR_P0, (uint8_t *)&gateway_address, 3);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_RX_DR | NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC);
-}
-
-static void zh_nrf24_send(uint8_t *buf, uint8_t size)
-{
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC | NRF_CONFIG_PWR_UP);
-	_delay_ms(5);
-	zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_TX);
-	zh_nrf24_write_buffer(NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD, buf, size);
-	PORTB |= (1 << PB1);
-	uint8_t count = 0;
-	while ((PIND & (1 << PD2)) != 0)
-	{
-		if (++count > 100)
-		{
-			break;
-		}
-		_delay_ms(1);
-	}
-	PORTB &= ~(1 << PB1);
-	uint8_t status = zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_NOP);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, status);
-	zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_TX);
-	zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC);
-}
-
-static uint8_t zh_nrf24_write_buffer(uint8_t cmd, uint8_t *buf, uint8_t count)
-{
-	PORTB &= ~(1 << PB2);
-	uint8_t status = zh_spi_transfer(cmd);
-	while (count-- != 0)
-	{
-		zh_spi_transfer(*(buf++));
-	}
-	PORTB |= (1 << PB2);
-	return status;
-}
-
-static uint8_t zh_nrf24_write_register(uint8_t reg, uint8_t val)
-{
-	PORTB &= ~(1 << PB2);
-	uint8_t status = zh_spi_transfer(reg | NRF_CMD_W_REGISTER);
-	zh_spi_transfer(val);
-	PORTB |= (1 << PB2);
-	return status;
-}
-
-static uint8_t zh_nrf24_write_buff_register(uint8_t reg, uint8_t *buf, uint8_t count)
-{
-	return zh_nrf24_write_buffer((reg | NRF_CMD_W_REGISTER), buf, count);
-}
-
-static uint8_t zh_nrf24_send_command(uint8_t cmd)
-{
-	PORTB &= ~(1 << PB2);
-	uint8_t status = zh_spi_transfer(cmd);
-	PORTB |= (1 << PB2);
-	return status;
-}
-
-static float zh_get_battery_voltage(void)
-{
-	ADMUX = (1 << REFS0) | (1 << MUX3) | (1 << MUX2) | (1 << MUX1);
-	ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
-	_delay_ms(10);
-	ADCSRA |= (1 << ADSC);
-	while (ADCSRA & (1 << ADSC))
-	{
-	}
-	ADCSRA |= (1 << ADSC);
-	while (ADCSRA & (1 << ADSC))
-	{
-	}
-	uint16_t adc = ADCL;
-	adc |= (uint16_t)ADCH << 8;
-	ADCSRA &= ~(1 << ADEN);
-	if (adc == 0)
-	{
-		return 0.0;
-	}
-	return (1024.0 * 1.1) / (float)adc;
-}

src/zh_avr_touch_pad.c

@@ -0,0 +1,771 @@
+#include "avr/io.h"
+#include "avr/sleep.h"
+#include "avr/fuse.h"
+#include "avr/interrupt.h"
+#include "avr/eeprom.h"
+#include "avr/wdt.h"
+#include "util/delay.h"
+#include "math.h"
+#include "stdbool.h"
+#include "zh_nrf24_config.h"
+
+#if defined(__AVR_ATmega328PB__)
+#ifndef SPCR
+#define SPCR SPCR0
+#endif
+#ifndef SPDR
+#define SPDR SPDR0
+#endif
+#ifndef SPSR
+#define SPSR SPSR0
+#endif
+#ifndef SPE
+#define SPE SPE0
+#endif
+#ifndef MSTR
+#define MSTR MSTR0
+#endif
+#ifndef SPR0
+#define SPR0 SPR00
+#endif
+#ifndef SPIF
+#define SPIF SPIF0
+#endif
+#ifndef PRR
+#define PRR PRR0
+#endif
+#ifndef PRTWI
+#define PRTWI PRTWI0
+#endif
+#ifndef PRSPI
+#define PRSPI PRSPI0
+#endif
+#endif
+
+#define GATEWAY_CHANNEL 120
+#define GATEWAY_ADDRESS 0xDDEEFF
+
+#define EEPROM_DEVICE_ID_ADDR ((uint8_t *)0x00)
+#define DEVICE_ID_UNASSIGNED 0xFF
+
+#define PAIRING_TIMEOUT_ATTEMPTS 7
+
+#define WDT_T_250MS 0x04
+#define WDT_T_4S 0x08
+
+#define NRF_CMD_W_REGISTER 0x20
+#define NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD 0xA0
+#define NRF_CMD_R_RX_PAYLOAD 0x61
+#define NRF_CMD_FLUSH_TX 0xE1
+#define NRF_CMD_FLUSH_RX 0xE2
+#define NRF_CMD_NOP 0xFF
+#define NRF_CMD_ACTIVATE 0x50
+#define NRF_CMD_R_RX_PL_WID 0x60
+
+#define NRF_REG_CONFIG 0x00
+#define NRF_REG_EN_AA 0x01
+#define NRF_REG_EN_RXADDR 0x02
+#define NRF_REG_SETUP_AW 0x03
+#define NRF_REG_SETUP_RETR 0x04
+#define NRF_REG_RF_CH 0x05
+#define NRF_REG_RF_SETUP 0x06
+#define NRF_REG_STATUS 0x07
+#define NRF_REG_RX_ADDR_P0 0x0A
+#define NRF_REG_TX_ADDR 0x10
+#define NRF_REG_RX_PW_P0 0x11
+#define NRF_REG_DYNPD 0x1C
+#define NRF_REG_FEATURE 0x1D
+
+#define NRF_CONFIG_MASK_RX_DR 0x40
+#define NRF_CONFIG_MASK_TX_DS 0x20
+#define NRF_CONFIG_MASK_MAX_RT 0x10
+#define NRF_CONFIG_EN_CRC 0x08
+#define NRF_CONFIG_PWR_UP 0x02
+#define NRF_CONFIG_PRIM_RX 0x01
+
+#define NRF_STATUS_RX_DR 0x40
+#define NRF_STATUS_TX_DS 0x20
+#define NRF_STATUS_MAX_RT 0x10
+
+#define NRF_FEATURE_EN_DPL 0x04
+#define NRF_DYNPD_DPL_P0 0x01
+
+/**
+ * @brief Load the device identifier from EEPROM.
+ *
+ * @return Stored device id, or DEVICE_ID_UNASSIGNED if none is stored
+ */
+static uint8_t _zh_load_device_id(void);
+
+/**
+ * @brief Save the device identifier to EEPROM.
+ *
+ * @param id Device identifier to store
+ */
+static void _zh_save_device_id(uint8_t id);
+
+/**
+ * @brief Initialize INT1 external interrupt for the touch-pad wake-up signal.
+ *
+ * Configures PD3 as a rising-edge triggered external interrupt source and
+ * enables the INT1 interrupt mask bit. The ISR sets the _send_request flag
+ * to trigger a radio transmission from the main loop.
+ */
+static void _zh_pad_interrupt_init(void);
+
+/**
+ * @brief Initialize the hardware SPI peripheral in master mode.
+ *
+ * Configures MOSI, SCK and SS pins as outputs, drives SS high, and enables
+ * SPI with Fosc/16 clock rate.
+ */
+static void _zh_spi_init(void);
+
+/**
+ * @brief Perform a single full-duplex SPI byte transfer.
+ *
+ * @param data Byte to transmit
+ *
+ * @return Byte received from the slave during the transfer
+ */
+static uint8_t _zh_spi_transfer(uint8_t data);
+
+/**
+ * @brief Initialize the nRF24L01+ transceiver for TX-only operation.
+ *
+ * Drives CE low, configures auto-acknowledgment, address width, retransmit
+ * settings, channel, RF power and data rate, and loads the gateway address
+ * into both TX and RX pipe 0 registers.
+ */
+static void _zh_nrf24_init(void);
+
+/**
+ * @brief Initialize INT0 external interrupt for the nRF24 IRQ signal.
+ *
+ * Configures PD2 as a falling-edge triggered external interrupt source and
+ * enables the INT0 interrupt mask bit. The ISR sets the _nrf_event flag used
+ * by the pairing state machine.
+ */
+static void _zh_nrf24_interrupt_init(void);
+
+/**
+ * @brief Transmit a payload buffer through the nRF24L01+ module.
+ *
+ * Powers up the radio, flushes the TX FIFO, loads the payload, pulses CE to
+ * start transmission, waits for the TX_DS or MAX_RT flag, then clears status
+ * flags and returns the radio to power-down mode.
+ *
+ * @param buf Pointer to the payload data to transmit (must not be NULL)
+ * @param size Number of bytes in the payload buffer (must be > 0)
+ */
+static void _zh_nrf24_send(uint8_t *buf, uint8_t size);
+
+/**
+ * @brief Start a transmission without blocking on completion.
+ *
+ * Loads the payload, pulses CE for 15 us and returns immediately. The
+ * transmission completion is signalled by the nRF24 IRQ pin.
+ *
+ * @param buf Pointer to the payload data to transmit (must not be NULL)
+ * @param size Number of bytes in the payload buffer (must be > 0)
+ */
+static void _zh_nrf24_send_no_wait(uint8_t *buf, uint8_t size);
+
+/**
+ * @brief Send a single-byte command to the nRF24L01+ and read the status.
+ *
+ * @param cmd Command byte to send
+ *
+ * @return Status register value returned by the nRF24L01+
+ */
+static uint8_t _zh_nrf24_send_command(uint8_t cmd);
+
+/**
+ * @brief Write a data buffer to the nRF24L01+ via SPI with a given command.
+ *
+ * Asserts CSN low, sends the command byte followed by the buffer contents,
+ * then deasserts CSN.
+ *
+ * @param cmd SPI command byte to send before the data
+ * @param buf Pointer to the data buffer to write (must not be NULL)
+ * @param count Number of bytes to transfer from the buffer
+ *
+ * @return Status register value returned by the nRF24L01+
+ */
+static uint8_t _zh_nrf24_write_buffer(uint8_t cmd, uint8_t *buf, uint8_t count);
+
+/**
+ * @brief Write a single byte value to an nRF24L01+ register.
+ *
+ * @param reg Register address to write to
+ * @param val Byte value to store in the register
+ *
+ * @return Status register value returned by the nRF24L01+
+ */
+static uint8_t _zh_nrf24_write_register(uint8_t reg, uint8_t val);
+
+/**
+ * @brief Write a multi-byte buffer into an nRF24L01+ register.
+ *
+ * Convenience wrapper around _zh_nrf24_write_buffer that prepends the
+ * W_REGISTER command to the register address.
+ *
+ * @param reg Register address to write to
+ * @param buf Pointer to the data buffer to write (must not be NULL)
+ * @param count Number of bytes to transfer from the buffer
+ *
+ * @return Status register value returned by the nRF24L01+
+ */
+static uint8_t _zh_nrf24_write_buff_register(uint8_t reg, uint8_t *buf, uint8_t count);
+
+/**
+ * @brief Read the received payload from the nRF24L01+ into a buffer.
+ *
+ * @param buf Pointer to the destination buffer (must not be NULL)
+ * @param count Number of bytes to read from the RX FIFO
+ */
+static void _zh_nrf24_read_payload(uint8_t *buf, uint8_t count);
+
+/**
+ * @brief Read the width of the payload in the nRF24L01+ RX FIFO.
+ *
+ * @return Payload width in bytes
+ */
+static uint8_t _zh_nrf24_read_payload_width(void);
+
+/**
+ * @brief Switch the nRF24L01+ to RX mode on pipe 0.
+ */
+static void _zh_nrf24_enter_rx(void);
+
+/**
+ * @brief Put the nRF24L01+ into power-down mode.
+ */
+static void _zh_nrf24_enter_power_down(void);
+
+/**
+ * @brief Start the watchdog timer in interrupt mode with the given timeout.
+ *
+ * @param timeout_bits Watchdog timeout prescaler bits (WDP3:0)
+ */
+static void _zh_wdt_start(uint8_t timeout_bits);
+
+/**
+ * @brief Stop the watchdog timer.
+ */
+static void _zh_wdt_stop(void);
+
+/**
+ * @brief Generate a pseudo-random token from MCU state and ADC noise.
+ *
+ * @return 16-bit random token (never zero)
+ */
+static uint16_t _zh_get_random_token(void);
+
+/**
+ * @brief Run the non-blocking pairing procedure to obtain a device id.
+ *
+ * Sends pairing requests, waits for the gateway acknowledgment in RX mode
+ * and retries with watchdog-timed backoff. Sleeps forever if the gateway
+ * does not answer within the allowed number of attempts.
+ *
+ * @return Device identifier assigned by the gateway
+ */
+static uint8_t _zh_do_pairing(void);
+
+/**
+ * @brief Enter permanent power-down sleep until the next reset.
+ *
+ * Disables all interrupts, the watchdog, the radio, the ADC, SPI and all
+ * unused peripheral clocks, then loops in power-down sleep mode.
+ */
+static void _zh_enter_final_sleep(void);
+
+/**
+ * @brief Measure the battery voltage using the internal AVcc reference.
+ *
+ * Enables the ADC with the 1.1 V internal reference on the 1.1 V supply
+ * channel, performs two conversions and returns the calculated battery
+ * voltage based on the AVcc-to-internal-reference ratio.
+ *
+ * @return Battery voltage in volts, or 0.0 if the ADC reading is zero
+ */
+static float _zh_get_battery_voltage(void);
+
+static volatile bool _send_request = false;
+static volatile bool _nrf_event = false;
+
+zh_nrf24_sensor_transmitted_data_t _transmitted_data = {0};
+
+int main(void)
+{
+	_transmitted_data.type = ZH_NRF24_SENSOR_TOUCH_SWITCH;
+	MCUSR &= ~(1 << WDRF);
+	wdt_disable();
+	cli();
+	_zh_pad_interrupt_init();
+	_zh_spi_init();
+	_zh_nrf24_init();
+	set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
+	sei();
+	uint8_t device_id = _zh_load_device_id();
+	if (device_id == DEVICE_ID_UNASSIGNED)
+	{
+		device_id = _zh_do_pairing();
+	}
+	_transmitted_data.id = (int16_t)device_id;
+	{
+		uint8_t probe[ZH_NRF24_MAX_PAYLOAD_SIZE];
+		if (zh_nrf24_sensor_build_payload(&_transmitted_data, probe, sizeof(probe)) == 0)
+		{
+			_zh_enter_final_sleep();
+		}
+	}
+	for (;;)
+	{
+		if (_send_request == true)
+		{
+			cli();
+			_send_request = false;
+			sei();
+			_transmitted_data.battery = (int16_t)lroundf(_zh_get_battery_voltage() * 100.0);
+			uint8_t payload[ZH_NRF24_MAX_PAYLOAD_SIZE];
+			uint8_t size = zh_nrf24_sensor_build_payload(&_transmitted_data, payload, sizeof(payload));
+			if (size > 0)
+			{
+				_zh_nrf24_send(payload, size);
+			}
+		}
+		else
+		{
+			cli();
+			if (_send_request == false)
+			{
+				sleep_enable();
+				sei();
+				sleep_cpu();
+			}
+			sei();
+			sleep_disable();
+		}
+	}
+	return 0;
+}
+
+ISR(INT1_vect)
+{
+	_send_request = true;
+}
+
+ISR(INT0_vect)
+{
+	_nrf_event = true;
+}
+
+ISR(WDT_vect)
+{
+}
+
+static uint8_t _zh_load_device_id(void)
+{
+	uint8_t id = eeprom_read_byte(EEPROM_DEVICE_ID_ADDR);
+	if (id == 0xFF || id == 0x00)
+	{
+		return DEVICE_ID_UNASSIGNED;
+	}
+	return id;
+}
+
+static void _zh_save_device_id(uint8_t id)
+{
+	eeprom_update_byte(EEPROM_DEVICE_ID_ADDR, id);
+}
+
+static void _zh_pad_interrupt_init(void)
+{
+	DDRD &= ~(1 << PD3);
+	PORTD &= ~(1 << PD3);
+	EICRA &= ~((1 << ISC11) | (1 << ISC10));
+	EICRA |= (1 << ISC11) | (1 << ISC10);
+	EIFR |= (1 << INTF1);
+	EIMSK |= (1 << INT1);
+}
+
+static void _zh_spi_init(void)
+{
+	DDRB |= (1 << PB2) | (1 << PB3) | (1 << PB5);
+	PORTB |= (1 << PB2);
+	SPCR = (1 << SPE) | (1 << MSTR) | (1 << SPR0);
+}
+
+static uint8_t _zh_spi_transfer(uint8_t data)
+{
+	SPDR = data;
+	while ((SPSR & (1 << SPIF)) == 0)
+	{
+	}
+	return SPDR;
+}
+
+static void _zh_nrf24_init(void)
+{
+	_delay_ms(100);
+	DDRB |= (1 << PB1);
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	DDRD &= ~(1 << PD2);
+	PORTD |= (1 << PD2);
+	uint64_t gateway_address = GATEWAY_ADDRESS;
+	uint8_t activation_key = 0x73;
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, 0x00);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_EN_AA, 0x01);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_EN_RXADDR, 0x01);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_SETUP_AW, 0x01);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_SETUP_RETR, 0xFF);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_RF_CH, GATEWAY_CHANNEL);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_RF_SETUP, 0x26);
+	_zh_nrf24_write_buff_register(NRF_REG_TX_ADDR, (uint8_t *)&gateway_address, 3);
+	_zh_nrf24_write_buff_register(NRF_REG_RX_ADDR_P0, (uint8_t *)&gateway_address, 3);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_RX_DR | NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT);
+	_zh_nrf24_write_buffer(NRF_CMD_ACTIVATE, &activation_key, sizeof(activation_key));
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_FEATURE, NRF_FEATURE_EN_DPL);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_DYNPD, NRF_DYNPD_DPL_P0);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC);
+}
+
+static void _zh_nrf24_interrupt_init(void)
+{
+	DDRD &= ~(1 << PD2);
+	PORTD |= (1 << PD2);
+	EICRA &= ~((1 << ISC01) | (1 << ISC00));
+	EICRA |= (1 << ISC01);
+	EIFR |= (1 << INTF0);
+	EIMSK |= (1 << INT0);
+}
+
+static void _zh_nrf24_send(uint8_t *buf, uint8_t size)
+{
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC | NRF_CONFIG_PWR_UP);
+	_delay_ms(5);
+	_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_TX);
+	_zh_nrf24_write_buffer(NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD, buf, size);
+	PORTB |= (1 << PB1);
+	uint8_t count = 0;
+	while ((PIND & (1 << PD2)) != 0)
+	{
+		if (++count > 100)
+		{
+			break;
+		}
+		_delay_ms(1);
+	}
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	uint8_t status = _zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_NOP);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, status);
+	_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_TX);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC);
+}
+
+static void _zh_nrf24_send_no_wait(uint8_t *buf, uint8_t size)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_MASK_RX_DR | NRF_CONFIG_EN_CRC | NRF_CONFIG_PWR_UP);
+	_delay_ms(2);
+	_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_TX);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT | NRF_STATUS_RX_DR);
+	_zh_nrf24_write_buffer(NRF_CMD_W_TX_PAYLOAD, buf, size);
+	PORTB |= (1 << PB1);
+	_delay_us(15);
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+}
+
+static uint8_t _zh_nrf24_send_command(uint8_t cmd)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB2);
+	uint8_t status = _zh_spi_transfer(cmd);
+	PORTB |= (1 << PB2);
+	return status;
+}
+
+static uint8_t _zh_nrf24_write_buffer(uint8_t cmd, uint8_t *buf, uint8_t count)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB2);
+	uint8_t status = _zh_spi_transfer(cmd);
+	while (count-- != 0)
+	{
+		_zh_spi_transfer(*(buf++));
+	}
+	PORTB |= (1 << PB2);
+	return status;
+}
+
+static uint8_t _zh_nrf24_write_register(uint8_t reg, uint8_t val)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB2);
+	uint8_t status = _zh_spi_transfer(reg | NRF_CMD_W_REGISTER);
+	_zh_spi_transfer(val);
+	PORTB |= (1 << PB2);
+	return status;
+}
+
+static uint8_t _zh_nrf24_write_buff_register(uint8_t reg, uint8_t *buf, uint8_t count)
+{
+	return _zh_nrf24_write_buffer((reg | NRF_CMD_W_REGISTER), buf, count);
+}
+
+static void _zh_nrf24_read_payload(uint8_t *buf, uint8_t count)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB2);
+	_zh_spi_transfer(NRF_CMD_R_RX_PAYLOAD);
+	while (count-- != 0)
+	{
+		*buf++ = _zh_spi_transfer(0xFF);
+	}
+	PORTB |= (1 << PB2);
+}
+
+static uint8_t _zh_nrf24_read_payload_width(void)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB2);
+	_zh_spi_transfer(NRF_CMD_R_RX_PL_WID);
+	uint8_t width = _zh_spi_transfer(0xFF);
+	PORTB |= (1 << PB2);
+	return width;
+}
+
+static void _zh_nrf24_enter_rx(void)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT | NRF_STATUS_RX_DR);
+	_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_RX);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_EN_CRC | NRF_CONFIG_PWR_UP | NRF_CONFIG_PRIM_RX);
+	_delay_ms(2);
+	PORTB |= (1 << PB1);
+	_delay_us(130);
+}
+
+static void _zh_nrf24_enter_power_down(void)
+{
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, NRF_CONFIG_EN_CRC);
+}
+
+static void _zh_wdt_start(uint8_t timeout_bits)
+{
+	uint8_t wdp = (timeout_bits & 0x07) | ((timeout_bits & 0x08) ? (1 << WDP3) : 0);
+	cli();
+	wdt_reset();
+	WDTCSR = (1 << WDCE) | (1 << WDE);
+	WDTCSR = (1 << WDIE) | wdp;
+	sei();
+}
+
+static void _zh_wdt_stop(void)
+{
+	cli();
+	wdt_reset();
+	WDTCSR = (1 << WDCE) | (1 << WDE);
+	WDTCSR = 0;
+	sei();
+}
+
+static uint16_t _zh_get_random_token(void)
+{
+	uint16_t token = MCUSR;
+	MCUSR = 0;
+	ADMUX = (1 << REFS0);
+	ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
+	_delay_ms(5);
+	for (uint8_t i = 0; i < 16; ++i)
+	{
+		ADCSRA |= (1 << ADSC);
+		while ((ADCSRA & (1 << ADSC)) != 0)
+		{
+		}
+		token = (token << 1) ^ (token >> 15) ^ ADC;
+	}
+	ADCSRA &= ~(1 << ADEN);
+	if (token == 0)
+	{
+		token = 0xACE1;
+	}
+	return token;
+}
+
+static uint8_t _zh_do_pairing(void)
+{
+	uint16_t token = _zh_get_random_token();
+	zh_nrf24_sensor_pairing_data_t pairing_request;
+	pairing_request.type = (uint8_t)_transmitted_data.type;
+	pairing_request.magic = ZH_NRF24_PAIRING_REQ_MAGIC;
+	pairing_request.token_hi = (uint8_t)(token >> 8);
+	pairing_request.token_lo = (uint8_t)(token & 0xFF);
+	pairing_request.id = 0;
+	_zh_nrf24_interrupt_init();
+	zh_nrf24_sensor_pairing_state_t state = ZH_NRF24_PAIR_SEND;
+	uint8_t attempts = 0;
+	for (;;)
+	{
+		switch (state)
+		{
+		case ZH_NRF24_PAIR_SEND:
+			_nrf_event = false;
+			_zh_nrf24_send_no_wait((uint8_t *)&pairing_request, ZH_NRF24_PAIRING_PACKET_SIZE);
+			state = ZH_NRF24_PAIR_TX_WAIT;
+			break;
+		case ZH_NRF24_PAIR_TX_WAIT:
+			if ((PIND & (1 << PD2)) == 0)
+			{
+				_nrf_event = true;
+			}
+			else
+			{
+				_nrf_event = false;
+				_zh_wdt_start(WDT_T_250MS);
+				sleep_enable();
+				sei();
+				sleep_cpu();
+				sleep_disable();
+				_zh_wdt_stop();
+				sei();
+			}
+			if (_nrf_event == true)
+			{
+				_nrf_event = false;
+				uint8_t status = _zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_NOP);
+				_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT | NRF_STATUS_RX_DR);
+				if ((status & NRF_STATUS_TX_DS) != 0)
+				{
+					_zh_nrf24_enter_rx();
+					state = ZH_NRF24_PAIR_RX_WAIT;
+				}
+				else
+				{
+					state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+				}
+			}
+			else
+			{
+				state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+			}
+			break;
+		case ZH_NRF24_PAIR_RX_WAIT:
+			if ((PIND & (1 << PD2)) == 0)
+			{
+				_nrf_event = true;
+			}
+			else
+			{
+				_nrf_event = false;
+				_zh_wdt_start(WDT_T_250MS);
+				sleep_enable();
+				sei();
+				sleep_cpu();
+				sleep_disable();
+				_zh_wdt_stop();
+				sei();
+			}
+			if (_nrf_event == true)
+			{
+				_nrf_event = false;
+				uint8_t status = _zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_NOP);
+				if ((status & NRF_STATUS_RX_DR) != 0)
+				{
+					uint8_t width = _zh_nrf24_read_payload_width();
+					if (width > ZH_NRF24_MAX_PAYLOAD_SIZE)
+					{
+						_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_RX);
+						_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_RX_DR);
+						state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+						break;
+					}
+					if (width != ZH_NRF24_PAIRING_PACKET_SIZE)
+					{
+						uint8_t dummy[ZH_NRF24_MAX_PAYLOAD_SIZE];
+						_zh_nrf24_read_payload(dummy, width);
+						_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_RX_DR);
+						_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_RX);
+						state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+						break;
+					}
+					zh_nrf24_sensor_pairing_data_t pairing_response;
+					_zh_nrf24_read_payload((uint8_t *)&pairing_response, width);
+					_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_STATUS, NRF_STATUS_RX_DR | NRF_STATUS_TX_DS | NRF_STATUS_MAX_RT);
+					_zh_nrf24_send_command(NRF_CMD_FLUSH_RX);
+					if (pairing_response.magic == ZH_NRF24_PAIRING_ACK_MAGIC && pairing_response.type == pairing_request.type &&
+						pairing_response.token_hi == pairing_request.token_hi && pairing_response.token_lo == pairing_request.token_lo &&
+						pairing_response.id != 0 && pairing_response.id != DEVICE_ID_UNASSIGNED)
+					{
+						_zh_nrf24_enter_power_down();
+						EIMSK &= ~(1 << INT0);
+						_zh_save_device_id(pairing_response.id);
+						return pairing_response.id;
+					}
+				}
+				state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+			}
+			else
+			{
+				state = ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF;
+			}
+			break;
+		case ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF:
+			_zh_nrf24_enter_power_down();
+			_nrf_event = false;
+			_zh_wdt_start(WDT_T_4S);
+			sleep_enable();
+			sei();
+			sleep_cpu();
+			sleep_disable();
+			_zh_wdt_stop();
+			sei();
+			if (++attempts >= PAIRING_TIMEOUT_ATTEMPTS)
+			{
+				_zh_enter_final_sleep();
+			}
+			state = ZH_NRF24_PAIR_SEND;
+			break;
+		}
+	}
+}
+
+static void _zh_enter_final_sleep(void)
+{
+	cli();
+	EIMSK = 0;
+	EIFR = 0xFF;
+	_zh_wdt_stop();
+	PORTB &= ~(1 << PB1);
+	_zh_nrf24_write_register(NRF_REG_CONFIG, 0x00);
+	ADCSRA = 0;
+	SPCR = 0;
+	PRR = (1 << PRTWI) | (1 << PRTIM2) | (1 << PRTIM1) | (1 << PRTIM0) | (1 << PRSPI) | (1 << PRUSART0);
+	set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
+	sleep_enable();
+	for (;;)
+	{
+		sleep_cpu();
+	}
+}
+
+static float _zh_get_battery_voltage(void)
+{
+	ADMUX = (1 << REFS0) | (1 << MUX3) | (1 << MUX2) | (1 << MUX1);
+	ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
+	_delay_ms(10);
+	ADCSRA |= (1 << ADSC);
+	while ((ADCSRA & (1 << ADSC)) != 0)
+	{
+	}
+	ADCSRA |= (1 << ADSC);
+	while ((ADCSRA & (1 << ADSC)) != 0)
+	{
+	}
+	uint16_t adc = ADCL;
+	adc |= (uint16_t)ADCH << 8;
+	ADCSRA &= ~(1 << ADEN);
+	if (adc == 0)
+	{
+		return 0.0;
+	}
+	return (1024.0 * 1.1) / (float)adc;
+}

wiki_ru.md

@@ -1,129 +1,186 @@
-# Описание компонента zh_avr_touch_pad
+# Описание прошивки zh_avr_touch_pad
 
 ## Общие сведения
 
 **zh_avr_touch_pad** — прошивка для AVR-микроконтроллеров ATMega168/328, реализующая беспроводную сенсорную кнопку на базе трансивера nRF24L01+.
 
-Компонент работает в режиме глубокого сна (Power-down), пробуждается по внешнему прерыванию от сенсорного датчика и передаёт на шлюз пакет с идентификатором устройства и уровнем заряда батареи.
+Прошивка работает в режиме глубокого сна (Power-down), пробуждается по внешнему прерыванию от сенсорного датчика и передаёт на шлюз пакет с идентификатором устройства и уровнем заряда батареи. При первом запуске выполняется автоматическое сопряжение (pairing) со шлюзом для получения идентификатора устройства, который сохраняется в EEPROM.
 
 ### Основные возможности
 
 1. **Сверхнизкое энергопотребление** — около 2 мкА в режиме сна.
 2. **Передача уровня заряда батареи** — измерение напряжения через внутренний АЦП с опорным напряжением 1,1 В.
-3. **Работа по протоколу nRF24L01+** — передача через SPI, адресная доставка на шлюз.
+3. **Автоматическое сопряжение со шлюзом** — получение идентификатора устройства по радиоканалу с сохранением в EEPROM.
-4. **Поддержка нескольких МК** — ATMega168/168P/168PB/328/328P/328PB.
+4. **Работа по протоколу nRF24L01+** — передача через SPI, адресная доставка на шлюз.
-5. **Минимальная обвязка** — установка в стандартный корпус сенсорного выключателя.
+5. **Поддержка нескольких МК** — ATMega168/168P/168PB/328/328P/328PB.
 6. **Пробуждение по внешнему прерыванию INT1** — rising edge на пине PD3.
-7. **Автономная работа** — не требует внешних подтягивающих резисторов.
+7. **Генерация псевдослучайного токена** — на основе шума АЦП и состояния MCUSR для уникализации запроса сопряжения.
+8. **Watchdog-таймер в режиме прерывания** — используется для таймаутов при сопряжении без сброса МК.
 
 ---
 
 ## Внутреннее устройство
 
-### Структура данных
+### Структура передаваемых данных
 
-Компонент не использует динамическое выделение памяти и сложные структуры данных. Все данные передаются как массив `int16_t` фиксированной длины.
+Прошивка не использует динамическое выделение памяти. Все данные хранятся в статической области и регистрах микроконтроллера.
 
-#### Формат передаваемого пакета
+Пакет формируется в глобальной переменной `_transmitted_data` типа `zh_nrf24_sensor_transmitted_data_t` из внешней библиотеки `zh_nrf24_config` и сериализуется функцией `zh_nrf24_sensor_build_payload()` перед передачей.
-
-Пакет формируется в глобальной переменной `transmitted_data` типа `zh_rf_sensor_transmitted_data_t` из внешней библиотеки `zh_rf_config` и передаётся побайтово как массив байтов (`sizeof` структуры — 14 байт).
 
 | Поле | Тип | Описание |
 | ------ | ----- | ---------- |
-| `id` | `int16_t` | Идентификатор устройства (`DEVICE_ID = 6`) |
+| `id` | `int16_t` | Идентификатор устройства, присвоенный шлюзом при сопряжении |
-| `type` | `int16_t` | Тип устройства (`ZH_RF_SENSOR_TOUCH_SWITCH`) |
+| `type` | `int16_t` | Тип устройства (`ZH_NRF24_SENSOR_TOUCH_SWITCH`) |
-| `battery_voltage` | `int16_t` | Напряжение батареи × 100 (например, 330 = 3.30 В) |
+| `battery` | `int16_t` | Напряжение батареи × 100 (например, 330 = 3.30 В) |
-| `value_1`–`value_4` | `int16_t` | Зарезервированы (равны 0) |
 
 ### Конфигурационные макросы
 
 | Макрос | Значение | Описание |
-|--------|----------|----------|
+| -------- | ---------- | ---------- |
 | `GATEWAY_CHANNEL` | `120` | Радиоканал шлюза |
 | `GATEWAY_ADDRESS` | `0xDDEEFF` | 3-байтовый адрес шлюза |
-| `DEVICE_ID` | `6` | Уникальный идентификатор устройства |
+| `EEPROM_DEVICE_ID_ADDR` | `((uint8_t *)0x00)` | Адрес в EEPROM для хранения идентификатора устройства |
-
+| `DEVICE_ID_UNASSIGNED` | `0xFF` | Значение, обозначающее отсутствие сохранённого идентификатора |
-Тип устройства задаётся не макросом, а значением перечисления `ZH_RF_SENSOR_TOUCH_SWITCH` из библиотеки `zh_rf_config`.
+| `PAIRING_TIMEOUT_ATTEMPTS` | `7` | Максимальное число попыток сопряжения перед уходом в окончательный сон |
+| `WDT_T_250MS` | `0x04` | Таймаут watchdog-таймера 250 мс |
+| `WDT_T_4S` | `0x08` | Таймаут watchdog-таймера 4 с |
 
 ### Управление памятью
 
-Компонент не использует динамическую память. Все данные хранятся в статической области и регистрах микроконтроллера. Глобальная переменная `transmitted_data` заполняется один раз при старте (идентификатор и тип), в рабочем цикле обновляется только поле `battery_voltage`. Флаг `send_request` объявлен как `static volatile uint8_t` для корректного доступа из ISR и главного цикла.
+Прошивка не использует динамическую память. Глобальная переменная `_transmitted_data` заполняется при старте (идентификатор и тип), в рабочем цикле обновляется только поле `battery`. Флаги `_send_request`, `_nrf_event` объявлены как `static volatile bool` для корректного доступа из ISR и главного цикла.
+
+### Флаги синхронизации
+
+| Флаг | Устанавливается | Используется |
+| ------ | ----------------- | -------------- |
+| `_send_request` | ISR `INT1_vect` (касание) | Главный цикл — запуск передачи |
+| `_nrf_event` | ISR `INT0_vect` (IRQ nRF24) | Конечный автомат сопряжения |
 
 ---
 
 ## API (интерфейс)
 
-Все функции являются `static` и доступны только внутри модуля `main.c`.
+Все функции являются `static` и доступны только внутри модуля `src/zh_avr_touch_pad.c`. Имена функций имеют префикс `_zh_`.
 
 ### Инициализация
 
 | Функция | Описание |
 | --------- | ---------- |
-| `zh_pad_interrupt_init()` | Настройка внешнего прерывания INT1 (PD3, rising edge) для пробуждения по касанию |
+| `_zh_pad_interrupt_init()` | Настройка внешнего прерывания INT1 (PD3, rising edge) для пробуждения по касанию |
-| `zh_spi_init()` | Инициализация аппаратного SPI в режиме мастера (Fosc/16) |
+| `_zh_spi_init()` | Инициализация аппаратного SPI в режиме мастера (Fosc/16) |
-| `zh_nrf24_init()` | Инициализация трансивера nRF24L01+ в режим передачи |
+| `_zh_nrf24_init()` | Инициализация трансивера nRF24L01+ в режим передачи |
+| `_zh_nrf24_interrupt_init()` | Настройка внешнего прерывания INT0 (PD2, falling edge) для сигнала IRQ nRF24 |
+
+### Работа с EEPROM
+
+| Функция | Описание |
+|---------|----------|
+| `_zh_load_device_id()` | Чтение идентификатора устройства из EEPROM, возврат `DEVICE_ID_UNASSIGNED` если не сохранён |
+| `_zh_save_device_id()` | Сохранение идентификатора устройства в EEPROM |
 
 ### Измерение
 
 | Функция | Описание |
 |---------|----------|
-| `zh_get_battery_voltage()` | Измерение напряжения батареи через внутренний АЦП с опорой 1,1 В |
+| `_zh_get_battery_voltage()` | Измерение напряжения батареи через внутренний АЦП с опорой 1,1 В, возврат значения в вольтах |
+| `_zh_get_random_token()` | Генерация 16-битного псевдослучайного токена из шума АЦП и MCUSR для запроса сопряжения |
 
 ### Передача данных
 
 | Функция | Описание |
 |---------|----------|
-| `zh_nrf24_send()` | Передача буфера через nRF24L01+ с полным циклом TX: Power Up, `FLUSH_TX`, загрузка `W_TX_PAYLOAD`, импульс CE, ожидание флага TX_DS/MAX_RT по пину IRQ, сброс статуса и переход в Power Down |
+| `_zh_nrf24_send()` | Блокирующая передача буфера через nRF24L01+ с ожиданием завершения по пину IRQ (таймаут 100 мс) |
+| `_zh_nrf24_send_no_wait()` | Неблокирующая передача — загружает буфер, импульс CE 15 мкс, завершение по прерыванию IRQ |
+
+### Управление режимами nRF24L01+
+
+| Функция | Описание |
+|---------|----------|
+| `_zh_nrf24_enter_rx()` | Переключение nRF24L01+ в режим приёма на трубе 0 |
+| `_zh_nrf24_enter_power_down()` | Перевод nRF24L01+ в режим Power Down |
 
 ### Низкоуровневые SPI-операции
 
 | Функция | Описание |
 | --------- | ---------- |
-| `zh_spi_transfer()` | Обмен одного байта по SPI (полный дуплекс) |
+| `_zh_spi_transfer()` | Обмен одного байта по SPI (полный дуплекс) |
-| `zh_nrf24_write_register()` | Запись одного байта в регистр nRF24L01+ |
+| `_zh_nrf24_send_command()` | Отправка однобайтовой команды и чтение регистра статуса |
-| `zh_nrf24_write_buff_register()` | Запись многобайтового буфера в регистр nRF24L01+ |
+| `_zh_nrf24_write_register()` | Запись одного байта в регистр nRF24L01+ |
-| `zh_nrf24_write_buffer()` | Запись буфера данных с указанной командой |
+| `_zh_nrf24_write_buff_register()` | Запись многобайтового буфера в регистр nRF24L01+ |
-| `zh_nrf24_send_command()` | Отправка однобайтовой команды и чтение статуса |
+| `_zh_nrf24_write_buffer()` | Запись буфера данных с указанной SPI-командой |
+| `_zh_nrf24_read_payload()` | Чтение принятого пакета из RX FIFO nRF24 в буфер |
+| `_zh_nrf24_read_payload_width()` | Чтение длины пакета в RX FIFO nRF24 |
+
+### Watchdog-таймер
+
+| Функция | Описание |
+|---------|----------|
+| `_zh_wdt_start()` | Запуск watchdog-таймера в режиме прерывания с указанным таймаутом |
+| `_zh_wdt_stop()` | Остановка watchdog-таймера |
+
+### Сон и сопряжение
+
+| Функция | Описание |
+|---------|----------|
+| `_zh_do_pairing()` | Запуск конечного автомата сопряжения со шлюзом для получения идентификатора |
+| `_zh_enter_final_sleep()` | Переход в окончательный Power-down сон до сброса: отключение всех прерываний, watchdog, радиомодуля, АЦП, SPI и неиспользуемых периферийных блоков |
 
 ---
 
 ## Потокобезопасность
 
-Компонент работает на bare-metal AVR без RTOS. Синхронизация между прерыванием и главным циклом реализуется следующим образом:
+Прошивка работает на bare-metal AVR без RTOS. Синхронизация между прерываниями и главным циклом реализуется следующим образом:
 
-1. **`volatile` флаг** — переменная `send_request` объявлена как `volatile`, что гарантирует чтение актуального значения из памяти при каждой проверке в главном цикле.
+1. **Флаги `volatile`** — переменные `_send_request`, `_nrf_event` объявлены как `static volatile bool`, что гарантирует чтение актуального значения из памяти при каждой проверке в главном цикле.
-2. **Атомарная запись из ISR** — обработка INT1 устанавливает флаг в единицу. Запись одного байта на AVR является атомарной операцией.
+2. **Атомарная запись из ISR** — обработка прерывания устанавливает флаг в `true`. Запись одного байта на AVR является атомарной операцией.
-3. **Отключение прерываний при инициализации** — `cli()` перед настройкой периферии исключает гонки при старте.
+3. **Отключение прерываний при проверке и сбросе флага** — `cli()` перед проверкой и сбросом `_send_request` в главном цикле исключает гонку между ISR и главным циклом.
+4. **Отключение прерываний при инициализации** — `cli()` перед настройкой периферии исключает гонки при старте.
 
 ---
 
 ## Алгоритмы
 
+### Алгоритм сопряжения (pairing)
+
+Конечный автомат `_zh_do_pairing()` работает в четырёх состояниях:
+
+1. **`ZH_NRF24_PAIR_SEND`** — генерируется псевдослучайный токен, формируется пакет запроса (`zh_nrf24_sensor_pairing_data_t` с `magic = ZH_NRF24_PAIRING_REQ_MAGIC`), выполняется неблокирующая передача через `_zh_nrf24_send_no_wait()`.
+2. **`ZH_NRF24_PAIR_TX_WAIT`** — ожидание прерывания IRQ (завершение передачи). Если пин IRQ уже низкий — событие считается наступившим. Иначе — переход в сон с watchdog-таймером 250 мс. При флаге `TX_DS` — переход в приём, при `MAX_RT` — в backoff.
+3. **`ZH_NRF24_PAIR_RX_WAIT`** — ожидание ответа шлюза. При получении пакета проверяется: длина равна `ZH_NRF24_PAIRING_PACKET_SIZE`, `magic == ZH_NRF24_PAIRING_ACK_MAGIC`, тип совпадает, токен совпадает, `id != 0` и `id != DEVICE_ID_UNASSIGNED`. При успехе — сохранение `id` в EEPROM и возврат.
+4. **`ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF`** — переход в Power Down, ожидание 4 с через watchdog. После `PAIRING_TIMEOUT_ATTEMPTS` (7) неудачных попыток — переход в `_zh_enter_final_sleep()`.
+
 ### Алгоритм измерения напряжения батареи
 
-- ADC конфигурируется с внутренним опорным напряжением 1,1 В на канале внутреннего источника 1,1 В (`REFS0=1`, `MUX[3:1]=111`), вход AVcc сравнивается с опорой.
+- АЦП конфигурируется с внутренним опорным напряжением 1,1 В на канале внутреннего источника 1,1 В (`REFS0=1`, `MUX[3:1]=111`), измеряется отношение AVcc к опоре 1,1 В.
-- Предделитель частоты: 64 (ADPS[2:0] = 111), что даёт ~125 кГц при 8 МГц.
+- Предделитель частоты: 64 (`ADPS[2:0] = 111`), что даёт ~125 кГц при 8 МГц.
 - Выполняются **две последовательные конверсии**: первая стабилизирует выборку, вторая даёт результат.
 - Формула расчёта: `Vbat = (1024.0 × 1.1) / adc_value`.
-- При нулевой выборке (`adc == 0`) возвращается 0.0.
+- При нулевой выборке (`adc == 0`) возвращается `0.0`.
 - После измерения АЦП отключается сбросом бита `ADEN`.
 
-### Алгоритм передачи через nRF24L01+
+### Алгоритм генерации псевдослучайного токена
+
+- Инициальное значение — регистр `MCUSR` (состояние сброса).
+- АЦП запускается на 16 конверсий в канале с внутренним опорным напряжением.
+- На каждой итерации: `token = (token << 1) ^ (token >> 15) ^ ADC` — сдвиг с переносом и XOR с шумом АЦП.
+- Если результат равен 0, возвращается константа `0xACE1`.
+
+### Алгоритм блокирующей передачи через nRF24L01+
 
 - Переход в Power Up (бит `PWR_UP` в CONFIG).
 - Ожидание 5 мс (время стартования осциллятора).
 - Очистка TX FIFO командой `FLUSH_TX`.
 - Загрузка полезной нагрузки командой `W_TX_PAYLOAD`.
-- Импульс CE (установка в 1) для запуска передачи.
+- Установка CE в 1 для запуска передачи.
-- Ожидание завершения по пину IRQ (PD2) с таймаутом 100 мс.
+- Ожидание спада пина IRQ (PD2) с таймаутом 100 мс (проверка каждые 1 мс).
-- Сброс флагов статуса, очистка FIFO, переход в Power Down.
+- Сброс CE, чтение статуса, сброс флагов, очистка FIFO, переход в Power Down.
 
 ### Алгоритм сна и пробуждения
 
-- Главный цикл проверяет флаг `send_request`.
+- Главный цикл проверяет флаг `_send_request`.
 - Если флаг не установлен — вызывается `sleep_cpu()` (режим Power-down).
 - Пробуждение происходит по аппаратному прерыванию INT1 (rising edge на PD3).
-- ISR устанавливает `send_request = 1`, цикл просыпается и выполняет передачу.
+- ISR устанавливает `_send_request = true`, цикл просыпается и выполняет передачу.
 
 ---
 
@@ -132,40 +189,59 @@
 ### Типовой цикл работы (main)
 
 ```c
+#include "avr/io.h"
+#include "avr/sleep.h"
+#include "avr/interrupt.h"
+#include "avr/wdt.h"
+#include "math.h"
+#include "stdbool.h"
+#include "zh_nrf24_config.h"
+
+static volatile bool _send_request = false;
+zh_nrf24_sensor_transmitted_data_t _transmitted_data = {0};
+
+ISR(INT1_vect)
+{
+    _send_request = true;
+}
+
 int main(void)
 {
-    // Отключаем прерывания на время инициализации
+    _transmitted_data.type = ZH_NRF24_SENSOR_TOUCH_SWITCH;
+    MCUSR &= ~(1 << WDRF);
+    wdt_disable();
     cli();
-    // Настраиваем периферию
+    _zh_pad_interrupt_init();
-    zh_pad_interrupt_init();
+    _zh_spi_init();
-    zh_spi_init();
+    _zh_nrf24_init();
-    zh_nrf24_init();
-    // Конфигурируем режим сна Power-down
     set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
     sei();
-
+    // Загрузка или получение идентификатора устройства
-    // Глобальная структура из zh_rf_config
+    uint8_t device_id = _zh_load_device_id();
-    zh_rf_sensor_transmitted_data_t transmitted_data =
+    if (device_id == DEVICE_ID_UNASSIGNED)
-        {DEVICE_ID, ZH_RF_SENSOR_TOUCH_SWITCH, 0, 0, 0, 0, 0};
+    {
-
+        device_id = _zh_do_pairing();
+    }
+    _transmitted_data.id = (int16_t)device_id;
     for (;;)
     {
-        if (send_request == 1)
+        if (_send_request == true)
         {
-            // Собираем и отправляем пакет
             cli();
-            send_request = 0;
+            _send_request = false;
             sei();
-            transmitted_data.battery_voltage =
+            _transmitted_data.battery = (int16_t)lroundf(_zh_get_battery_voltage() * 100.0);
-                (int16_t)(zh_get_battery_voltage() * 100.0);
+            uint8_t payload[ZH_NRF24_MAX_PAYLOAD_SIZE];
-            zh_nrf24_send((uint8_t *)&transmitted_data,
+            uint8_t size = zh_nrf24_sensor_build_payload(&_transmitted_data, payload, sizeof(payload));
-                          sizeof(transmitted_data));
+            if (size > 0)
+            {
+                _zh_nrf24_send(payload, size);
+            }
         }
         else
         {
-            // Спим до следующего прерывания
             cli();
-            if (send_request == 0)
+            if (_send_request == false)
             {
                 sleep_enable();
                 sei();
@@ -175,60 +251,56 @@ int main(void)
             sleep_disable();
         }
     }
+    return 0;
 }
 ```
 
-### Изменение конфигурации под другое устройство
+### Назначение пинов AVR для nRF24L01+
 
 ```c
-// Измените идентификатор для нового устройства
+// PB2 (SS)   -> CSN  (выбор кристалла SPI, активный низкий)
-#define DEVICE_ID 7       // Уникальный ID в сети
+// PB3 (MOSI) -> MOSI
-// Тип устройства задаётся перечислением ZH_RF_SENSOR_TOUCH_SWITCH
+// PB4 (MISO) -> MISO
+// PB5 (SCK)  -> SCK
+// PB1        -> CE   (запуск передачи/приёма)
+// PD2 (INT0) -> IRQ  (вход, активный низкий, с подтяжкой к VCC)
+// PD3 (INT1) -> Выход сенсорного датчика (rising edge, без подтяжки)
+```
+
+### Изменение конфигурации шлюза
+
+```c
+// Измените адрес и канал под ваш шлюз
 #define GATEWAY_CHANNEL 120
 #define GATEWAY_ADDRESS 0xDDEEFF
+// Тип устройства задаётся перечислением ZH_NRF24_SENSOR_TOUCH_SWITCH из zh_nrf24_config
 ```
 
-### Подключение по SPI (схема выводов)
-
-```c
-// Назначение пинов AVR для nRF24L01+:
-// PB2 (SS)   -> CSN (управление SPI-селектом)
-// PB3 (MOSI) -> MOSI
-// PB5 (SCK)  -> SCK
-// PB1        -> CE  (управление передачей)
-// PD2        -> IRQ (вход, активный низкий, с подтяжкой к VCC)
-// PD3        -> INT1 (вход сенсорного датчика, rising edge)
-```
-
----
-
-## Логирование
-
-Компонент не использует ESP-IDF логирование (прошивка для AVR, а не ESP32). Логирование отсутствует.
-
 ---
 
 ## Ошибки
 
-Компонент не возвращает коды ошибок. Все функции имеют тип `void` или возвращают однобайтовый статус SPI (`uint8_t`) для низкоуровневых операций.
+Прошивка не возвращает коды ошибок в стиле ESP-IDF. Все функции имеют тип `void` или возвращают однобайтовый статус SPI (`uint8_t`) для низкоуровневых операций.
 
 | Условие | Поведение |
-| --------- | ---------- |
+| --------- | ----------- |
-| Нулевое показание АЦП | `zh_get_battery_voltage()` возвращает 0.0 |
+| Нулевое показание АЦП | `_zh_get_battery_voltage()` возвращает `0.0` |
-| Превышение таймаута передачи | Передача прерывается, пакет теряется |
+| Превышение таймаута передачи (100 мс) | Передача прерывается, пакет теряется |
-| Неверный аргумент | Не применимо — все функции `static`, аргументы не валидируются |
+| Неверная длина принятого пакета при сопряжении | Пакет отбрасывается, переход в `ZH_NRF24_PAIR_BACKOFF` |
+| Превышение числа попыток сопряжения (7) | `_zh_enter_final_sleep()` — сон до сброса |
+| `zh_nrf24_sensor_build_payload()` возвращает 0 | Передача пропускается, переход в `_zh_enter_final_sleep()` |
 
 ---
 
 ## Ограничения
 
-1. **Только передача (TX-only)** — компонент не принимает данные, шлюз не может отправить подтверждение на уровне приложения.
+1. **Только передача (TX-only) в рабочем цикле** — приём используется исключительно на этапе сопряжения, шлюз не может отправить данные устройству в штатном режиме.
 2. **Отсутствие шифрования** — CRC включён, но AES-шифрование не используется. Пакеты могут быть перехвачены.
-3. **Жёстко зашитый адрес шлюза** — смена адреса требует перепрошивки.
+3. **Жёстко зашитый адрес и канал шлюза** — смена `GATEWAY_ADDRESS` или `GATEWAY_CHANNEL` требует перепрошивки.
-4. **Таймаут передачи 100 мс** — если шлюз недоступен, пакет теряется без повторной попытки на уровне приложения (аппаратные ретрансмиты настроены через `SETUP_RETR = 0xFF`: 15 попыток с максимальным интервалом).
+4. **Таймаут блокирующей передачи 100 мс** — если шлюз недоступен, пакет теряется без повторной попытки на уровне приложения (аппаратные ретрансмиты настроены через `SETUP_RETR = 0xFF`: 15 попыток с максимальным интервалом).
-5. **Одно сенсорное событие за цикл** — несколько касаний во время передачи будут потеряны (флаг — один бит).
+5. **Одно сенсорное событие за цикл** — несколько касаний во время передачи будут потеряны (флаг `_send_request` — один бит).
 6. **Точность измерения батареи** — зависит от стабильности внутреннего опорного напряжения 1,1 В и может отличаться от реального напряжения на ±3%.
-7. **Нет механизма глубокого сна для периферии** — АЦП полностью отключается после измерения (`ADEN = 0`), но SPI остаётся включённым в режиме сна.
+7. **SPI остаётся включённым в режиме сна** — перед окончательным сном SPI отключается в `_zh_enter_final_sleep()`, но в штатном режиме ожидания SPI не отключается между передачами.
 
 ---
 
@@ -236,7 +308,7 @@ int main(void)
 
 - PlatformIO с плагином `platform-atmelavr`
 - AVR-GCC (входит в состав PlatformIO)
-- Библиотека `zh_rf_config` (подключается через `lib_deps` в `platformio.ini`)
+- Библиотека `zh_nrf24_config` (подключается через `lib_deps` в `platformio.ini`)
 - Программатор USBasp (или совместимый)
 - Фьюзы: LFUSE=`0xE2`, HFUSE=`0xDF`, EFUSE=`0x07` (8 МГц, без делителя)
 
@@ -247,25 +319,33 @@ int main(void)
 ### Сборка и прошивка через PlatformIO
 
 ```bash
+git clone https://github.com/aZholtikov/zh_avr_touch_pad
+cd zh_avr_touch_pad
 pio run -e ATmega328P -t upload
 ```
 
 ### Подключение в проекте
 
-Компонент является самодостаточной прошивкой — не подключается как библиотека. Для интеграции в другой проект скопируйте `src/main.c`, добавьте зависимость `zh_rf_config` и адаптируйте макросы конфигурации.
+Компонент является самодостаточной прошивкой — не подключается как библиотека. Для интеграции в другой проект скопируйте `src/zh_avr_touch_pad.c`, добавьте зависимость `zh_nrf24_config` и адаптируйте макросы конфигурации.
 
 ```ini
 ; platformio.ini
 lib_deps =
-    https://github.com/aZholtikov/zh_rf_config
+    https://github.com/aZholtikov/zh_nrf24_config
 ```
 
+### Подключение заголовков в коде
+
 ```c
 // Зависимости: стандартные заголовки AVR-libc и конфигурация протокола
 #include "avr/io.h"
 #include "avr/sleep.h"
 #include "avr/fuse.h"
 #include "avr/interrupt.h"
+#include "avr/eeprom.h"
+#include "avr/wdt.h"
 #include "util/delay.h"
-#include "zh_rf_config.h"
+#include "math.h"
+#include "stdbool.h"
+#include "zh_nrf24_config.h"
 ```