/*
* HalloweenaugenServo_II.c
*
* Created: 05.01.2024
* Author : xxx
*/

#define F_CPU 9600000  // ---CKDIV8-Fuse muss deaktiviert sein !!!---
#include <avr/io.h>
#include <stdlib.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <stdbool.h>

#ifndef sbi
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))   // setzt das angegebene Bit auf 1
#endif
#ifndef cbi
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))  // setzt das angegebene Bit auf 0
#endif

//Zufallszahlen für Zeitwerte
uint8_t laufZeit = 0;
//Zur Info: 0=> 1Sek., Max-Werte für Zeit: 255, Anzahl: 50
//Ablage erfolgt im Flash-Speicher, um RAM zu sparen
const uint8_t ANZAHL = 50;
//const uint8_t zeitWerteSekundaer[ANZAHL] PROGMEM = {52, 99, 167, 3, 55, 22, 119, 27, 153, 85, 22, 10, 103, 48, 24, 124, 11, 7, 57, 120, 47, 77, 138, 79, 20, 116, 52, 5, 191, 8, 153, 26, 72, 64, 18, 185, 30, 12, 3, 129, 112, 17, 197, 89, 15, 107, 2, 61, 164, 79};
//const uint8_t zeitWerteSekundaer[ANZAHL] PROGMEM = {68, 9, 133, 14, 99, 104, 96, 93, 7, 123, 141, 39, 32, 29, 131, 6, 30, 148, 41, 122, 77, 43, 103, 5, 42, 81, 146, 24, 38, 82, 52, 136, 89, 118, 48, 71, 87, 69, 8, 61, 106, 73, 153, 109, 40, 147, 50, 10, 63, 121};
//const uint8_t zeitWerteSekundaer[ANZAHL] PROGMEM = {1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2};
const uint8_t zeitWerteSekundaer[ANZAHL] PROGMEM = {1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1};
uint8_t zufallsZeitWert();



struct Auge {
    uint8_t zeit;
    bool zustand;
    const uint8_t pin;
    
    void update (void)
    {
        //Auge n: zweite Zeitvariable prüfen (Anzahl an Sekunden)
        if (zeit > 0) {
            zeit--; //Sekundären Zeitzähler reduzieren
        }
        else {
            //Wenn beide Zeitvariablen abgelaufen sind:
            //wenn Auge an, dann ausschalten
            if (zustand) { //wenn PinB1 =1
                //ausschalten
                cbi(PORTB, pin); // pin auf 0 setzen
                zustand = false;
                //Zeitvariable auf Zufallswert für Aus-Zeit setzen
                zeit = 0;
                //zufallsZeitWert();    //Wert aus Zufallsliste beziehen
            }
            else {
                //wenn Auge aus, dann anschalten
                sbi(PORTB, pin); // pin auf 1 setzen
                zustand = true;
                //Zeitvariable auf Zufallswert für An-Zeit setzen
                zeit = 0;
                //zufallsZeitWert();    //Wert aus Zufallsliste beziehen
            }
        }
    }
};

Auge auge [] {
    {0, false, PB1},
    {0, false, PB2},
    {0, false, PB3},
    {0, false, PB4},
};

//Servo-Code:
volatile uint8_t ZeitZaehlerServo = 0;
volatile uint8_t zeitAugenFst = 0;
volatile uint8_t phase = 3;
uint8_t servoZyklus = 0;

// Timer ist übergelaufen (alle 6,8267ms (=256*0,02666ms)), neue Phase beginnt (Clock : Timer-Prescaler=> 9,6MHz : 256 = 0,02666ms je Timer-Takt)
// Jede 3. Phase (20,5ms) wird PB0=1 gesetzt und dann bei Erreichen des Vergleichswertes (OCR0A in der Main-Schleife löst "ISR(TIM0_COMPA_vect)" aus),s.u., wieder auf 0 gesetzt
ISR(TIM0_OVF_vect)
{
    // Servo nur in Phase 0 ansteuern
    if (phase > 2)
    {
        sbi(PORTB, PB0); //Servo-Signal an
        //Zeitvariablen (49*20,5ms => 1,004Sek)
        ZeitZaehlerServo++; //alle 3 Phasen (20,5 ms) eins hochzählen
        zeitAugenFst++;
        phase = 0;
    }

    phase++; // Nächste Phase 1... 2...3 => 0
}

// Timer hat Vergleichswert erreicht
ISR(TIM0_COMPA_vect)
{
    cbi(PORTB, PB0); //Servo-Signal aus nach 1-2ms (=>1ms(37) bis 2ms(70, korrigierter Wert))
}

int main(void)
{
    DDRB = _BV(PB4) | _BV(PB3) | _BV(PB2) | _BV(PB1) | _BV(PB0);
    //Setzen der Register fuer 20 ms Timerinterrupt
    // Starte Timer 0 im Fast PWM Modus mit Prescaler
    TCCR0A = _BV(WGM01)  | _BV(WGM00); //=> 8Bit Fast-PWM
    TIMSK0 = _BV(OCIE0A) | _BV(TOIE0);
    TCCR0B = _BV(CS02); //=>Timer0 starten, Prescaler 256
    sei();    //Setzen des globalen Interrupt-Enable-Bit

    while (1)
    {
        //Zeitabfrage Augen 1 bis 4 (Servo mit Auge-3-An-Schaltung synchronisiert)
        if (zeitAugenFst > 48) { //Sekundentaktgeber
            //Sekunden-Taktgeber zurücksetzen
            zeitAugenFst = 0; //49 entspricht ca. 1 Sek. (1,004s)

            for (auto &a : auge) {
                a.update();
            }
            
        }

        //Servo-Code:
        if (servoZyklus < 1) //Anzahl links-rechts-Zyklen des Servos
        {
            //Servo-Code
            if (ZeitZaehlerServo < 49) //<1 Sek. (1,004s)
            {
                // Servo nach links fahren
                OCR0A = 37;
            }
            if (ZeitZaehlerServo > 48 && ZeitZaehlerServo < 98)
            {
                // Servo nach rechts fahren
                OCR0A = 70; //berechnet 75, nach Messung auf 70 korrigiert
            }
            if (ZeitZaehlerServo > 98) //Ein links-rechts-Zyklus durchlaufen
            {
                //Sekundenzähler zurücksetzen
                ZeitZaehlerServo = 0;
                servoZyklus++;
            }
        }
    }
}

uint8_t zufallsZeitWert() {
    //gibt Zufallswert für Zeit zurück
    laufZeit++;
    if (laufZeit > (ANZAHL-1)) {
        laufZeit = 0;
    }
    return pgm_read_byte (&zeitWerteSekundaer[laufZeit]);  //Zugriff & Rückgabe von Wert aus dem im Flash abgelegten Array
}