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#include "QEI.h"
#define PI 3.141592653589793

//const int mvgave_array_size = 30;//移動平均をとるためのパルスデータ格納数
#define mvgave_array_size  30
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~インスタンス生成~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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// 移動平均していないRPSをとる場合はこれを使う．
// 引数は(A相のピン,B相のピン,1回転のパルスppr)
QEI::QEI(PinName A, PinName B, int ppr, Timer *timer): ch_a(A), ch_b(B)
{
    _timer = timer;
    _ppr = ppr;
    pre_time=0;
    init();
}

// 移動平均版RPSを利用する場合はこれを使う．
// 引数は(A相のピン,B相のピン,1回転のパルスppr,timerインスタンス,tickerインスタンス)
QEI::QEI(PinName A, PinName B, int ppr, Timer *timer, Ticker *ticker): ch_a(A), ch_b(B)
{
    _timer = timer;
    _ticker = ticker;
    _ppr = ppr;
    pre_time=0;
    init();
}

//~~~~~~~~~~~以下の2つは上記のTimer,Tickerをクラス内で作ったバージョン~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~引数にTimer,Tickerがいらなくなるため，コードがスッキリする~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~ただし，複数のエンコーダを同時に扱うときに正しく動作するかは不明~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~正常に動いたなら上の2つはいらなくなる~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~


// 引数は(A相のピン,B相のピン,1回転のパルスppr)
QEI::QEI(PinName A, PinName B, int ppr): ch_a(A), ch_b(B)
{
    Timer  timer;
    Ticker ticker;
    _timer  = &timer;
    _ticker = &ticker;
    _ppr = ppr;
    pre_time=0;
    init();
}

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//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~以下関数など~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

// 初期設定
void QEI::init()
{
    // 割り込みピン設定
    ch_a.rise(this, &QEI::countPulse);
    ch_a.fall(this, &QEI::countPulse);
    ch_b.rise(this, &QEI::countPulse);
    ch_b.fall(this, &QEI::countPulse);

    resetVariable(); // 変数クリア

    makeEncoderTable();
    _timer -> start();
}

// 変数リセット
void QEI::resetVariable()
{
    for(int i =0; i<mvgave_array_size; i++) pulse_data[i] = 0;
    pre_state_ab = (ch_a.read() << 1) | ch_b.read();
    mvg_ave_rps = 0;
    pulse = 0;
}

// エンコーダの状態を2進数4桁で表した際のパルス数変化の表↓を作るだけ
// encoder_table[15] = {0,-1,1,0,1,0,0,-1,-1,0,0,1,0,1,-1} って定義できなかった．
void QEI::makeEncoderTable()
{
    for(int i =0; i<15; i++) {
        if     (i == 0b1101 || i == 0b1011 || i == 0b0100 || i == 0b0010) encoder_table[i] =  1;
        else if(i == 0b1110 || i == 0b1000 || i == 0b0111 || i == 0b0001) encoder_table[i] = -1;
        else                                                              encoder_table[i] =  0;
    }
}


// エンコーダにとっての正転方向を反対にする
// 表の正負を反転にしてるだけ
void QEI::reverseEncoderDirection()
{
    for(int i =0; i<15; i++) encoder_table[i] *= -1;
}



// パルスをカウントする関数
void QEI::countPulse()
{
    uint8_t state_ab      = (ch_a.read()  << 1) | ch_b.read();
    uint8_t state_encoder = (pre_state_ab << 2) | state_ab;
    pulse += encoder_table[state_encoder];  //エンコーダ表を参照．
    pre_state_ab = state_ab; //旧データ保存
}


// 回転角度を計算する関数
float QEI::getDeg()
{
    return 360 * float(pulse) / (_ppr * 4);
}

// パルスの確認
int QEI::getPulse()
{
    return pulse;
}

// 移動平均していないRPSを計算する関数
float QEI::getRPS()
{
    float current_time = _timer -> read();

    //RPS算出
    float rps =
        (          float(pulse - pre_pulse)/(_ppr * 4)       ) // 1回転分のパルス数はppr*4
        /   //---------------------------------------------     ← 割り算の横棒
        (               current_time - pre_time               ) // 俗に言うdt
        ;

    pre_time = current_time;
    pre_pulse = pulse;
    return rps;
}


// 移動平均(MvgAve)したRPSを返す
float QEI::getMvgAveRPS()
{
    return mvg_ave_rps;
}

// 移動平均(MvgAve)したRPSを使う場合に記述．
// 引数us毎に移動平均をとるために割り込みが発生する．
// 引数は小さい方がいいが，3500あたりがおすすめ
// なお引数を指定しない場合は3333us毎に割りこむ．
// (注)getMvgAveRPS（）以外の機能は使えなくなる．
void QEI::useMvgAvePRS(int interrupt_time_us)
{
    _ticker -> attach_us(this, &QEI::culculateMvgAveRPS, interrupt_time_us);
    editing_num = 0;
}
void QEI::useMvgAvePRS()
{
    _ticker -> attach_us(this, &QEI::culculateMvgAveRPS, 3333);
    editing_num = 0;
}

//移動平均(MvgAve)したRPSを計算する関数
void QEI::culculateMvgAveRPS()
{
    //時間計測
    float current_time = _timer -> read();

    //移動平均算出
    pulse_data[editing_num] = pulse;
    editing_num == mvgave_array_size-1 ? editing_num = 0 : editing_num++;//editing_numが配列以上になったら0に戻す
    pulse_average = 0;
    for(int i =0; i < mvgave_array_size; i++) pulse_average += pulse_data[i];
    pulse_average /= mvgave_array_size;
    pulse = 0; // オーバーフロー対策．この処理をするため，他の機能が使えなくなる．

    //RPS算出
    mvg_ave_rps =
        (                pulse_average/(_ppr * 4)             ) // 1回転分のパルス数はppr*4
        /   //---------------------------------------------     ← 割り算の横棒
        (               current_time - pre_time               ) // 俗に言うdt
        ;

    pre_time = current_time;
}