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/* mbed specific header files. */
#include "mbed.h"

/* Component specific header files. */
#include "L6208.h"

// numero di campioni che compongono un periodo della sinusoide in Output sull'ADC
#define SAMPLESINENUM   45 // consigliabile avere  multipli di 45

// numero di campioni acquisiti su cui effettuare la media di luminosità
#define NUMLIGHTSAMPLE 100
 
// parametri dell'onda coseno da generare
#define PI        (3.141592653589793238462)
#define AMPLITUDE 32767 //(1.0)    // x * 3.3V
#define PHASE     (PI/2) // 2*pi è un periodo
#define OFFSET    32767 //(0x7FFF)

// Parametro di soglia per la luce. Accendi Luci se la luminosità scende sotto SOGLIALUCI
#define SOGLIALUCI (1.5)

// Definizione Parametri per il motore
#ifdef TARGET_NUCLEO_F334R8
#define VREFA_PWM_PIN D11
#define VREFB_PWM_PIN D9
#elif TARGET_NUCLEO_F302R8
#define VREFA_PWM_PIN D11
#define VREFB_PWM_PIN D15 // HW mandatory patch: bridge manually D9 with D15
#else
#define VREFA_PWM_PIN D3
#define VREFB_PWM_PIN D9
#endif

// definizioni funzioni di default su scheda
Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX); // seriale di comunicazione con il PC
DigitalIn myButton(USER_BUTTON); // pulsante Blu sulla scheda
DigitalOut led2(LED2);// LED verde sulla scheda

// pin A2 di output per la forma d'onda analogica dedicata al suono
AnalogOut OutWave(PA_4); 

// pin A1 di input per la forma d'onda analogica dedicata alla luminosità
AnalogIn InWaveLight(PA_1);

// Pin di tipo In-Out per la gestione del segnale Sig del Sensore di prossimità a ultrasuoni
DigitalInOut myProx (PC_0, PIN_OUTPUT, PullNone, 0); 
// Timer per il calcolo dei tempi del sensore di prossimità
Timer myTimer;

// tempo inizio intermedio e fine del timer che misura la distanza con il sensore ultrasuoni
int nTimerStart, nTimer, nTimerStop;

// distanza in cm dell'ostacolo
double fDistance;

// Buffer contenente la sinusoide da porre in output.
unsigned short usaSine[SAMPLESINENUM];

// prototipo di funzione che genera i campioni della sinusoide da utilizzare per la generazione tramite DAC
void CalculateSinewave(void);
 

// Periodo di generazione campioni in output DeltaT = T/NumSample
double fDeltaT;
// amplificazione per il dato da spedire sull'ADC
double fAmp;

// frequenza segnale audio da generare
double fFreq;

// periodo della sinusoide audio da generare
double fPeriod;

// indice per i cicli
int nIndex;

// numero di campioni di onda sonora già generati 
int nSampleCount;


// valore medio della Luminosità su NUMACQUISIZIONI acquisizioni
double fAvgLight;

// valore numerico, di tensione e di luce letto dall'ADC
volatile unsigned short usReadADC;
volatile float fReadVoltage;

// valore di luminosità letto dall'ADC
volatile float fLight;

// Output Digitali usati per i LED
DigitalOut LedWAD (PC_2);
DigitalOut LedWAS (PC_3);
DigitalOut LedWPD (PC_10);
DigitalOut LedWPS (PA_0) ;
/*XXXXXXXX   ATTENZIONE NON UTILIZZABILE COME LED PERCHE' UTILIZZATO DA IHM05A1 XXXXXXX
DigitalOut LedYAD (PC_13); 
*/
DigitalOut LedYAS (PC_14);
DigitalOut LedRPD (PC_12);
/*XXXXXXXX   ATTENZIONE NON UTILIZZABILE COME LED PERCHE' UTILIZZATO DA SENSORE DI LUMINOSITA' XXXXXXX
DigitalOut LedRPS (PA_1) ; 
*/
// Input/Output Digitali usati per interfaccia RPI
DigitalIn InLightSwitchRPI (PB_9); // accende e spegne le Luci rosse e gialle = GPIO20
DigitalIn InMotorSwitchRPI (PB_8); // accende e spegne il motore = RPI GPIO16
DigitalIn InFutureUse0RPI (PB_7); // usi futuri 0 di comunicazione = RPI GPIO13
DigitalIn InFutureUse1RPI (PB_2); // usi futuri 1 di comunicazione = RPI GPIO25
DigitalIn InFutureUse2RPI (PC_15); // usi futuri 1 di comunicazione = RPI GPIO12

/****************************************************************************/
/* Initialization parameters of the motor connected to the expansion board. */
/****************************************************************************/
l6208_init_t init =
{
 
  1500,            //Acceleration rate in step/s^2 or (1/16)th step/s^2 for microstep modes
  20,              //Acceleration current torque in % (from 0 to 100)
  1500,            //Deceleration rate in step/s^2 or (1/16)th step/s^2 for microstep modes
  30,              //Deceleration current torque in % (from 0 to 100)
  1500,            //Running speed in step/s or (1/16)th step/s for microstep modes
  50,              //Running current torque in % (from 0 to 100)
  20,              //Holding current torque in % (from 0 to 100)
  STEP_MODE_1_16,  //Step mode via enum motorStepMode_t
  FAST_DECAY,      //Decay mode via enum motorDecayMode_t
  0,               //Dwelling time in ms
  FALSE,           //Automatic HIZ STOP
  100000           //VREFA and VREFB PWM frequency (Hz)
};

/* Motor Control Component. */
L6208 *motor;


//****************************
// Create the sinewave buffer
//****************************
void CalculateSinewave(int nOffset, int nAmplitude, double fPhase)
{
    // variabile contenente l'angolo in radianti
    double fRads;
    // indici per i cicli
    int nIndex;
    // passo in frequenza fissato dal numero di campioni in cui voglio dividere un periodo di sinusoide: DeltaF = 360°/NUMSAMPLE
    double fDeltaF;
    // angolo per il quale bisogna calcolare il valore di sinusoide: fAngle = nIndex*DeltaF
    double fAngle;
    
    fDeltaF = 360.0/SAMPLESINENUM;
    for (nIndex = 0; nIndex < SAMPLESINENUM; nIndex++) 
    {
        fAngle = nIndex*fDeltaF; // angolo per il quale bisogna calcolare il campione di sinusoide
        fRads = (PI * fAngle)/180.0; // Convert degree in radian
        //usaSine[nIndex] = AMPLITUDE * cos(fRads + PHASE) + OFFSET;
        usaSine[nIndex] = nAmplitude * cos(fRads + fPhase) + nOffset;
    }
}

/********************************************************/
/* Funzione avviata all'inizio come saluto e Benvenuto  */
/********************************************************/
void WelcomeMessage()
{
}

/********************************************************************/
/* brief  This is an example of user handler for the flag interrupt.*/
/* param  None                                                      */
/* retval None                                                      */
/* note   If needed, implement it, and then attach and enable it:   */
/*            + motor->attach_flag_irq(&my_flag_irq_handler);       */
/*            + motor->enable_flag_irq();                           */
/*          To disable it:                                          */
/*            + motor->DisbleFlagIRQ();                             */
/*********************************************************************/
void my_flag_irq_handler(void)
{
  pc.printf("    WARNING: \"FLAG\" interrupt triggered:\r\n");
  motor->disable();
  pc.printf("    Motor disabled.\r\n\n");
}

/***************************************************************
 * brief  This is an example of error handler.
 * param[in] error Number of the error
 * retval None
 * note   If needed, implement it, and then attach it:
 *           + motor->attach_error_handler(&my_error_handler);
 **************************************************************/
void my_error_handler(uint16_t error)
{
  /* Printing to the console. */
  pc.printf("Error %d detected\r\n\n", error);
  
  /* Infinite loop */
  while (true) 
  {}    
}

/********/
/* Main */
/********/
int main()
{
    // configura velocità della comunicazione seriale su USB-VirtualCom e invia messaggio di benvenuto
    pc.baud(921600); //921600 bps
    //pc.baud(9600); //256000 bps
    pc.printf("*** Test Motor ***\n\r");
    
    /* Initializing Motor Control Component. */
    motor = new L6208(D2, D8, D7, D4, D5, D6, VREFA_PWM_PIN, VREFB_PWM_PIN);
    if (motor->init(&init) != COMPONENT_OK) 
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    /* Attaching and enabling an interrupt handler. */
    motor->attach_flag_irq(&my_flag_irq_handler);
    motor->enable_flag_irq();
    
    /* Attaching an error handler */
    motor->attach_error_handler(&my_error_handler);
    
    /* Printing to the console. */
    pc.printf("Motor Control Application Example for 1 Motor\r\n");
    
    //----- run the motor BACKWARD
    pc.printf("--> Running the motor backward.\r\n");
    motor->run(StepperMotor::BWD);
       
    
    //----- Soft stop required while running
    pc.printf("--> Soft stop requested.\r\n");
    motor->soft_stop(); 
    
    
    //----- Change step mode to full step mode
    motor->set_step_mode(StepperMotor::STEP_MODE_FULL);
    pc.printf("    Motor step mode: %d (0:FS, 1:1/2, 2:1/4, 3:1/8, 4:1/16).\r\n", motor->get_step_mode());
    
    /* Get current position of device and print to the console */
    pc.printf("    Position: %d.\r\n", motor->get_position());
    
    /* Set speed, acceleration and deceleration to scale with normal mode */
    motor->set_max_speed(init.maxSpeedSps>>4);
    motor->set_acceleration(motor->get_acceleration()>>4);
    motor->set_deceleration(motor->get_deceleration()>>4);
    /* Print parameters to the console */  
    pc.printf("    Motor Max Speed: %d step/s.\r\n", motor->get_max_speed());
    pc.printf("    Motor Min Speed: %d step/s.\r\n", motor->get_min_speed());
    pc.printf("    Motor Acceleration: %d step/s.\r\n", motor->get_acceleration());
    pc.printf("    Motor Deceleration: %d step/s.\r\n", motor->get_deceleration());
    
    //----- move of 200 steps in the FW direction
    pc.printf("--> Moving forward 200 steps.\r\n");
    motor->move(StepperMotor::FWD, 200);
    
    //+++++++++++++ INIZIO Genera Sinusoide ++++++++++++++++++
    fFreq = 440.0; // frequenza in Hz del tono da generare
    fAmp = 1.0; // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima del tono da generare
    fDeltaT = 1.0/(fFreq*SAMPLESINENUM); // intervallo di tempo tra un campione e l'altro, per generare la frequenza desiderata
    CalculateSinewave(AMPLITUDE, (AMPLITUDE*fAmp), (PI/2.0)); // generazione della sinusoide con valori nominali
    //+++++++++++++ FINE Genera Sinusoide +++++++++++++++++++++
    
    /*
    while(true)
    {
       
    }
    */
    
    //++++ INIZIO Ciclo Principale ++++
    while (true) 
    {
        //++++++++++++++ INIZIO Pilotaggio Motore su comando da Raspberry+++++++++++++
        if(InMotorSwitchRPI==1)
        {
          // Request device to go position -3200 
          motor->go_to(150);
          // Waiting while the motor is active. 
          motor->wait_while_active();
        }
        else 
        {
           // Request device to go position -3200 
           motor->go_to(-150);
           // Waiting while the motor is active. 
           motor->wait_while_active();
        }
        //++++++++++++++ FINE Pilotaggio Motore +++++++++++++
        //++++++++++++++ INIZIO Accensione LED da comando Raspberry +++++++
        if(InLightSwitchRPI ==1)
        {
            // accendi i LED di abbellimento
            led2=1;
        } 
        else
        {
            // spegni i LED di abbellimento
            led2=0;
        }
       //++++++++++++++ INIZIO Accensione LED da comando Raspberry +++++++
       //++++++++++++ INIZIO Misura della Luminosità e accensione LED ++++++++++++++
       // inizializza il valore medio della Luminosità 
       fAvgLight=0.0;
       for(nIndex=0; nIndex < NUMLIGHTSAMPLE; nIndex++)
       {
           // acquisisce dato da ADC
           usReadADC = InWaveLight.read_u16();
           fReadVoltage=(usReadADC*3.3)/65535.0; // converte in Volt il valore numerico letto dall'ADC
           //fReadVoltage=InWave.read(); // acquisisce il valore dall'ADC come valore di tensione in volt
           fLight= fReadVoltage; //ATTENZIONE Visualizza il valore grezzo letto dall'ADC
           fAvgLight+=fLight;
       }   
       // calcola valore medio su NUMSAMPLE acquisizioni 
       fAvgLight/= NUMLIGHTSAMPLE;
       // Accendi LED Bianchi se illuminazione è sottosoglia
       if(fAvgLight < SOGLIALUCI)
       {
           led2 = 1;
       }
       else
       {
           led2 = 0;
       }
       
       // invia il dato al PC
       //pc.printf("\n\r--- Digital= %d [Volt]; Brightness= %.2f ---\n\r", usReadADC, fAvgLight);
       //++++++++++++ FINE Misura della Luminosità e accensione LED ++++++++++++++
        
        
       //++++++++++++++ INIZIO Acquisisci distanza ostacoli +++++++++
       //inizializza misura di distanza
       fDistance=0.0;
       // Fissa come Output il pin myProx
       myProx.output();
       // Poni 'L' sul Pin e mantienilo per qualche microsecondo
       myProx.write(0);
       wait_us(5);
       // Poni 'H' sul Pin e mantienilo per qualche microsecondo
       myProx.write(1);
       wait_us(10);
       // Poni 'L' sul Pin e mantienilo per qualche microsecondo
       myProx.write(0);
       // Attendi assestamento e Fissa come Input il pin myProx
       wait_us(5);
       myProx.input();
       
       // misura il tempo per cui il pin rimane alto. E' il tempo necessario al suono per raggiungere l'ostacolo e ritornare sul sensore
       nTimer =0;
       /*
       myTimer.start(); // avvia il timer per verificare la presenza del sensore
       while((myProx ==0) && (nTimer <=50000)) // esci se il senore risponde oppure se passano oltre 10ms
       {
           // misura il tempo passato
           nTimer=myTimer.read_us();
       }
       */
       while(myProx ==0)
       {}
       myTimer.stop(); // in ogni caso ferma il timer
       // vai avanti solo se il sensore ha risposto
       //if(nTimer <= 50000) // se è passato più tempo il sensore non è presente
       {
           myTimer.start();
           nTimerStart = myTimer.read_us();
           while(myProx == 1)
           {}
           myTimer.stop();
           nTimerStop = myTimer.read_us();
           
          
           // velocità del suono = 343 [m/s] = 0.0343 [cm/us] = 1/29.1 [cm/us]
           // tempo di andata e ritorno del segnale [us] = (TimerStop-TimerStart)[us]; per misurare la distanza bisogna dividere per due questo valore
           // distanza dell'ostacolo [cm] = (TimerStop-TimerStart)/2 [us] * 1/29.1[cm/us]
           fDistance = (nTimerStop-nTimerStart)/58.2;
           // invia il dato al PC
           //pc.printf("\n\r The Distance was = %.2f [cm]\n\r", fDistance);
            
       }
       //++++++++++++++ FINE Acquisisci distanza ostacoli +++++++++
        
       //++++++++++++++ INIZIO Suona Clacson +++++++++
       //escludi le misure oltre il max
       if((fDistance <= 50.0) && (fDistance >= 3)) 
       {
          // visualizza il valore misurato
          printf("The Distance was %f [cm]\n\r", fDistance);
           
          // SUONA IL CLACSON se l'ostacolo si trova ad una distanza inferiore ad una soglia minima
          if(fDistance < 22)
          {
                // INIZIO generazione tono  
                nIndex=0;
                //Genera il suono del clacson
                for(nSampleCount=0; nSampleCount<7000; nSampleCount++)
                {
                   OutWave.write_u16(usaSine[nIndex]); //max 32767
                   //OutWave.write_u16(32767); //uscita analogica per scopi diagnostici
                   wait(fDeltaT);
                   // genera ciclicamente
                   nIndex++;
                   if(nIndex >= SAMPLESINENUM)
                   {
                       nIndex=0;
                   }   
                   // a metà genera un wait per doppio clacson
                   if(nSampleCount == 2000)
                   {
                       wait_ms(100);
                   }
                    
                } 
                //assicurati di inviare 0 come ultimo campione per spegnere l'amplificatore e non dissipare inutilmente corrente
                OutWave.write_u16(0);
              
            } // if(fDistance < soglia) suona clacson
            
       } // if( (fDistance < Max) && (fDistance > Min)) 
        //++++++++++++++ FINE Suona Clacson +++++++++
       wait_ms(100); // se effettuata la misura dai tempo prima di misurare nuovamente    
         
    }
    //++++ FINE Ciclo Principale ++++
}