/*
 *  Fensterkomparator mit AVR
 *  Anzeige des Zustands über 3 LEDs
 *  Schaltung eines Relais
 *
 *  PB0: Schaltausgang, UL < ADC-Wert < UH
 *  PB1: unbenutzt
 *  PB2: ADC1-Eingang, 2:1 Spannungsteiler (2x10k)
 *  PB3: LED, gelb, ADC-Wert > UH + Hysterese
 *  PB4: LED, rot, ADC-Wert < UL - Hysterese
 *  PB5: Reset, unbenutzt
 *
 */

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/sleep.h>

#define F_CPU 1200000   // /Hz
#define VCC       5000  // /mV, Spannungsversorgung = ADC-Referenz
#define UH        2500  // /mV, obere Referenzspannung
#define UL         500  // /mV, untere Referenzspannung
#define HYSTERESE  100  // /mV

#define FENSTER_OK       PORTB = (1<<PB0)
#define EINGANG_UNTER_UL PORTB = (1<<PB4)
#define EINGANG_UEBER_UH PORTB = (1<<PB3)

// Schmitt-Trigger in Software, positive Polarität
// negative Polarität muss außerhalb logisch erzeugt werden

void schmitt_trigger(uint8_t *state, int16_t min, int16_t max, int16_t eingang) {

    if (*state) {  // aktuell HIGH
        if (eingang < min) *state = 0;
    } else {    // aktuell LOW
        if (eingang > max) *state = 1;    
    }
}

int main(void) {
    uint16_t tmp;
    uint8_t cmp_UL=0, cmp_UH=0;

    DDRB = (1<<PB4) | (1<<PB3) | (1<<PB1) | (1<<PB0);

    // ADC init
    // prescaler 8, F_ADC~150kHz
    ADMUX  = 0;
    ADCSRA = (1<<ADEN) | (1<<ADPS1) | (1<<ADPS0);
    ADCSRA |= (1<<ADSC);        // Dummy Messung

    // timer 0 init
    // mode 0, prescaler 1024
    TCCR0A = 0;
    TCCR0B = (1<<CS01) | (1<<CS00);
    TIMSK0 |= (1<<TOIE0);

    sei();

    while(1) {
        set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);
        sleep_mode();

        // ADC-Messung
        ADCSRA |= (1<<ADSC);
        while (ADCSRA & (1<<ADSC));
        tmp = ADC;
        tmp = ((uint32_t)tmp * VCC) >> 10;   // Uin / mV

        // Schmitt-Trigger für UH & UL
        schmitt_trigger(&cmp_UH, UH, UH+HYSTERESE, tmp);
        schmitt_trigger(&cmp_UL, UL-HYSTERESE, UL, tmp);

        // Fensterkomparator
        if (!cmp_UH & cmp_UL) {
            FENSTER_OK;
        } else if (cmp_UH) {
            EINGANG_UEBER_UH; 
        } else {
            EINGANG_UNTER_UL;
        }
    };
}

// timer 0 overflow, ~4,5Hz
// nur zum Aufwachen

ISR(TIM0_OVF_vect) {
    
}