/*
 *  ==============================================================================
 *  ЧЕСТНЫЙ 1-КАНАЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ НА СВЕРХСКОРОСТНОМ АЦП + DMA (СТРОГО 2 MSPS)
 *  ИСПРАВЛЕНО: Полный скетч с жестким сбросом времени выборки АЦП до 1.5 циклов
 *  Плата: STM32F103 (Blue Pill), Экран: 1.3" SH1106 (SCL=PB6, SDA=PB7)
 *  Распиновка органов: CLK=PB5, DT=PB8, SW=PB9, CONFIRM=PB3, BACK=PB4
 *  ==============================================================================
 */

#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <U8g2lib.h>

// РОДНОЙ КОНСТРУКТОР ДЛЯ ТВОЕГО ЭКРАНА 1.3" НА ПЛАТЕ С ЭНКОДЕРОМ
U8G2_SH1106_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE, 0x3C); 

// Твоя оригинальная карта пинов
#define PIN_CONFIRM PB3  
#define PIN_BACK    PB4  
#define ENC_CLK     PB5  
#define ENC_DT      PB8  
#define ENC_SW      PB9  // Кнопка HOLD (Заморозка)

#define PIN_ADC_IN  PA0  // Вход замера (Для 2 MSPS аппаратно необходим PA0!)

// Размер буфера увеличен в 2 раза для работы триггера
#define BUFFER_SIZE 256
#define DISPLAY_SIZE 128

alignas(4) volatile uint16_t adc_buffer[BUFFER_SIZE]; // Аппаратный буфер DMA
uint8_t scope_buffer[DISPLAY_SIZE];                   // Буфер экрана (128 точек)

volatile bool dma_transfer_done = false;
bool isHoldActive = false;

// Таймбаза: такты для TIM3 (ARR значения для частоты 72 МГц шины таймера)
// Индексы: 0.5us, 1.0us, 2.0us, 5.0us, 10us, 20us, 50us, 100us на одну точку
const uint16_t timebase_presets[] = {36, 72, 144, 360, 720, 1440, 3600, 7200}; 
const char* const timebase_names[] = {"0.5us", "1.0us", "2.0us", "5.0us", "10us", "20us", "50us", "100us"};
int timebase_idx = 0; // По умолчанию максимальный разгон (2 MSPS)

int lastClkState;
unsigned long last_enc_scan = 0;

// Прерывание окончания передачи DMA1 Channel 1
extern "C" void DMA1_Channel1_IRQHandler(void) {
  if (DMA1->ISR & DMA_ISR_TCIF1) {
    DMA1->IFCR = DMA_IFCR_CTCIF1; 
    dma_transfer_done = true;
  }
}

// УЛЬТИМАТИВНАЯ НАСТРОЙКА АЦП НА НАСТОЯЩИЕ 2 MSPS
void setup_ultra_adc() {
  // 1. Включаем тактирование АЦП, DMA1 и таймера TIM3
  RCC->AHBENR  |= RCC_AHBENR_DMA1EN;
  RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN | RCC_APB2ENR_ADC2EN | RCC_APB2ENR_IOPAEN;
  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN;
  
  pinMode(PIN_ADC_IN, INPUT_ANALOG); 

  // 2. Настройка таймера TIM3 (Аппаратный пинатель АЦП)
  TIM3->PSC = 0; 
  TIM3->ARR = timebase_presets[timebase_idx];
  TIM3->CR2 |= TIM_CR2_MMS_1; // Выход TRGO по Update

  // 3. Настройка DMA1 Канал 1
  DMA1_Channel1->CPAR  = (uint32_t)&(ADC1->DR);
  DMA1_Channel1->CMAR  = (uint32_t)adc_buffer;
  DMA1_Channel1->CNDTR = BUFFER_SIZE;
  // 16 бит, инкремент памяти, прерывание по окончанию (TCIE)
  DMA1_Channel1->CCR   = DMA_CCR_MSIZE_0 | DMA_CCR_PSIZE_0 | DMA_CCR_MINC | DMA_CCR_TCIE;
  
  NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
  NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0);

  // 4. Настройка спаренного режима работы АЦП (Dual Interleaved)
  ADC1->CR1 = (7 << ADC_CR1_DUALMOD_Pos); 
  ADC2->CR1 = (7 << ADC_CR1_DUALMOD_Pos);
  
  // ЖЕСТКИЙ СБРОС НАСТРОЕК АРДУИНЫ: Выставляем время выборки в 1.5 цикла (код 000)
  // Очищаем биты SMP0 (Канал 0 / PA0) в регистрах выборки обоих АЦП
  ADC1->SMPR2 &= ~(ADC_SMPR2_SMP0); 
  ADC2->SMPR2 &= ~(ADC_SMPR2_SMP0); 

  // Привязываем запуск АЦП1 к триггеру TIM3 TRGO и разрешаем DMA режим
  ADC1->CR2 &= ~ADC_CR2_EXTSEL;
  ADC1->CR2 |= ADC_CR2_EXTTRIG | (4 << ADC_CR2_EXTSEL_Pos) | ADC_CR2_DMA; 
  
  ADC1->SQR3 = 0; // Канал 0 (PA0)
  ADC2->SQR3 = 0; // Канал 0 (PA0)

  // Включение питания АЦП и принудительная калибровка мостов
  ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON;
  ADC2->CR2 |= ADC_CR2_ADON;
  delay(1);
  ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CAL;
  ADC2->CR2 |= ADC_CR2_CAL;
  delay(2);

  // Поехали: запускаем поток DMA и включаем таймер тактов
  DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN;
  TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
}

void restart_dma() {
  DMA1_Channel1->CCR &= ~DMA_CCR_EN;
  DMA1_Channel1->CNDTR = BUFFER_SIZE;
  dma_transfer_done = false;
  DMA1_Channel1->CCR |= DMA_CCR_EN;
}

void setup() {
  // Отключение JTAG для освобождения пинов кнопок PB3 и PB4
  RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN; 
  AFIO->MAPR = (AFIO->MAPR & ~AFIO_MAPR_SWJ_CFG) | AFIO_MAPR_SWJ_CFG_JTAGDISABLE; 

  // Инициализация твоих пинов управления
  pinMode(PIN_CONFIRM, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(PIN_BACK, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(ENC_CLK, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(ENC_DT, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(ENC_SW, INPUT_PULLUP);

  // Настройка твоего экрана SH1106
  u8g2.setI2CAddress(0x3C * 2); 
  u8g2.begin(); 
  u8g2.setFont(u8g2_font_6x10_tf);

  setup_ultra_adc();
  lastClkState = digitalRead(ENC_CLK);
}

void loop() {
  uint32_t ct = millis();

  // Опрос энкодера для изменения времени развертки
  if (ct - last_enc_scan >= 1) { 
    last_enc_scan = ct; 
    int currentClkState = digitalRead(ENC_CLK);
    if (currentClkState != lastClkState && currentClkState == LOW) {
      if (digitalRead(ENC_DT) != currentClkState) { 
        if (timebase_idx < 7) timebase_idx++; 
      } else { 
        if (timebase_idx > 0) timebase_idx--; 
      }
      
      TIM3->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;
      TIM3->ARR = timebase_presets[timebase_idx]; 
      TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
      restart_dma();
    }
    lastClkState = currentClkState;
  }

  // Опрос кнопки HOLD (Заморозка кадра на PB9)
  static int last_sw_state = HIGH;
  int current_sw_state = digitalRead(ENC_SW);
  if (last_sw_state == HIGH && current_sw_state == LOW) {
    isHoldActive = !isHoldActive;
    delay(150); 
  }
  last_sw_state = current_sw_state;

  // Обработка данных АЦП, триггер и вывод графики
  if (dma_transfer_done && !isHoldActive) {
    
    // Алгоритм программного ТРИГГЕРА по восходящему фронту (уровень 32 — центр экрана)
    int trigger_level = 32; 
    int trigger_offset = 0;
    
    // Сканируем буфер в поисках пересечения средней линии снизу вверх
    for (int i = 1; i < (BUFFER_SIZE - DISPLAY_SIZE); i++) {
      int val_prev = (adc_buffer[i-1] & 0x0FFF) >> 6;
      int val_curr = (adc_buffer[i] & 0x0FFF) >> 6;
      
      if (val_prev < trigger_level && val_curr >= trigger_level) {
        trigger_offset = i; // Нашли точку синхронизации кадра
        break;
      }
    }

    // Заполняем буфер экрана со смещением от найденной триггерной точки
    for (int i = 0; i < DISPLAY_SIZE; i++) {
      uint16_t sample = adc_buffer[i + trigger_offset] & 0x0FFF; 
      scope_buffer[i] = sample >> 6; // Масштабируем 12-битное АЦП под 64 пикселя высоты
    }
    
    restart_dma(); // Немедленный перезапуск аппаратного цикла сбора данных АЦП

    // Отрисовка графического интерфейса
    u8g2.clearBuffer();
    
    // Рисуем сетку
    for(int i = 0; i < 128; i += 16) {
      for(int j = 0; j < 64; j += 8) u8g2.drawPixel(i, j);
    }

    // Рисуем непрерывную линию луча сигнала
    for (int i = 0; i < DISPLAY_SIZE - 1; i++) {
      u8g2.drawLine(i, 63 - scope_buffer[i], i+1, 63 - scope_buffer[i+1]);
    }

    // Текстовый статус-бар
    u8g2.setCursor(2, 10);
    u8g2.print("TRUE 2MSPS | T: ");
    u8g2.print(timebase_names[timebase_idx]);
    u8g2.sendBuffer();
  } 
  else if (isHoldActive) {
    // В режиме HOLD просто циклически перерисовываем старый буфер кадра
    u8g2.clearBuffer();
    for(int i = 0; i < 128; i += 16) {
      for(int j = 0; j < 64; j += 8) u8g2.drawPixel(i, j);
    }
    for (int i = 0; i < DISPLAY_SIZE - 1; i++) {
      u8g2.drawLine(i, 63 - scope_buffer[i], i+1, 63 - scope_buffer[i+1]);
    }
    u8g2.setCursor(2, 10);
    u8g2.print("[ HOLD ACTIVE ]");
    u8g2.sendBuffer();
    delay(50);
  }
}