unsigned long counter1 = 0;

const int dataPin = 2;   /* DS */
const int clockPin = 4;  /* SHCP (clock do Master) */
const int latchPinMaster = 3;  /* STCP do Master (também funciona como clock do segundo nível) */
const int latchPinSegundoNivel = 5;  /* STCP dos shift registers no segundo nível   (também funciona como clock do terceiro nível) */
const int latchPinTerceiroNivel = 6;  /* STCP dos shift registers no terceiro nível */

void setup() {
  TCCR1A = 0;

  // colocando registrador timer counter no modo CTC (Clear Timer on Compare-match) 
  TCCR1B &= ~(1 << WGM13);
  TCCR1B |= (B00000001 << WGM12);

 // setando o prescaler para 64 (16 mHz / 64 = 250 kHz)
  TCCR1B &= ~(1 << CS12);
  TCCR1B |= (1 << CS11);
  TCCR1B |= (1 << CS10);

  TCNT1 = 0;
  OCR1A = 249995; // valor do Compare-match

  TIMSK1 = (1 << OCIE1A);

  sei(); // habilita interrupts

  pinMode(dataPin, OUTPUT);
  pinMode(clockPin, OUTPUT);
  pinMode(latchPinMaster, OUTPUT);
  pinMode(latchPinSegundoNivel , OUTPUT);
  pinMode(latchPinTerceiroNivel, OUTPUT);


digitalWrite(clockPin, LOW); 
digitalWrite(latchPinMaster, LOW); 
digitalWrite(latchPinSegundoNivel, LOW);
digitalWrite(latchPinTerceiroNivel, LOW);


// começo do programa

digitalWrite(dataPin, HIGH); // bit 1

digitalWrite(clockPin, HIGH); 
digitalWrite(clockPin, LOW); // pulsou o clock, o bit está na posição 0 no Master

digitalWrite(clockPin, HIGH); 
digitalWrite(clockPin, LOW); // pulsou o clock de novo, o bit está na posição 1 no Master

digitalWrite(clockPin, HIGH); 
digitalWrite(clockPin, LOW); // pulsou o clock de novo, o bit está na posição 2 no Master

digitalWrite(dataPin, LOW); // economizar energia

digitalWrite(latchPinMaster, HIGH);    
digitalWrite(latchPinMaster, LOW); // pulsou o Latch 1, portanto pulsou o clock de todos os secundarios

digitalWrite(latchPinMaster, HIGH);    
digitalWrite(latchPinMaster, LOW); // pulsou o Latch 1 de novo, bit na posição 1 no secundário

digitalWrite(latchPinMaster, HIGH);    
digitalWrite(latchPinMaster, LOW); // pulsou o Latch 1 de novo, bit na posição 2 no secundário

digitalWrite(latchPinSegundoNivel, HIGH);
digitalWrite(latchPinSegundoNivel, LOW); // pulsou o Latch 2º nivel, portanto pulsou o clock de todos os terciarios

digitalWrite(latchPinSegundoNivel, HIGH);
digitalWrite(latchPinSegundoNivel, LOW); // pulsou o Latch 2º nivel de novo, bit na posição 2 no terciário

digitalWrite(latchPinTerceiroNivel, HIGH);
digitalWrite(latchPinTerceiroNivel, LOW); // pulsou o Latch 3º nivel, mostrou resultado
}


void loop() { // loop vazio

}


ISR(TIMER1_COMPA_vect){ // Rotina de Serviço de Interrupção do timer
  counter1++;

}


void Latch1(){   
      digitalWrite(latchPinMaster, HIGH);    
      digitalWrite(latchPinMaster, LOW);  
}


void Latch2(){  
      digitalWrite(latchPinSegundoNivel, HIGH);  
      digitalWrite(latchPinSegundoNivel, LOW);   

}

void Latch3(){  
      digitalWrite(latchPinTerceiroNivel, HIGH);   
      digitalWrite(latchPinTerceiroNivel, LOW); 

}



void EnviaBitNivel3(boolean val, byte pos1, byte pos2, byte pos3){ // função para enviar bit para nivel 3 (interfere com os demais bits)
 
      if( (pos1 < 8) && (pos2 < 8) && (pos3 < 8) ){
            if(val){
                 EnviaBitNivel2(true, pos1, pos2);                    
            }else{
                 EnviaBitNivel2(false, pos1, pos2);
            } 

                  Latch2();                  

      }        
}


void EnviaBitNivel2(boolean val, byte pos1, byte pos2){ // função para enviar bit para nivel 2 (interfere com os demais bits)
 
      if( (pos1 < 8) && (pos2 < 8) ){
            if(val){
                  EnviaBitMaster(true, pos1);                    
            }else{
                  EnviaBitMaster(false, pos1);
            } 

           for(byte i = 0; i <= pos2; i++){
                  Latch1();  
            }              

      }        
}

void EnviaBitMaster(boolean val, byte pos){ // função para enviar bit para o controlador master (interfere com os demais bits)
 
      if(pos < 8){
            if(val){
                  digitalWrite(dataPin, HIGH); 
            }else{
                 digitalWrite(dataPin, LOW);  
            }
      
            for(byte i = 0; i <= pos; i++){
                        // pulsa o clock
                        digitalWrite(clockPin, HIGH); 
                        digitalWrite(clockPin, LOW);
            }   
           
      }        
}





void EnviaByteMaster(byte valor){   // função BIG ENDIAN para enviar um byte para o shift register

          byte mascara0 = 0b00000001; 

          byte mascara = (mascara0 << 7); //testando bit mais significativo (posição 7 do byte);
          EnviaBit(mascara, valor);

          mascara = (mascara0 << 6); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);
      
          mascara = (mascara0 << 5); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);

          mascara = (mascara0 << 4); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);

          mascara = (mascara0 << 3); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);     

          mascara = (mascara0 << 2); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);               

          mascara = (mascara0 << 1); // testando próximo bit
          EnviaBit(mascara, valor);

          EnviaBit(mascara0, valor); //testando bit menos significativo (posição 0 do byte);


}


void EnviaBit(byte mascara, byte valor){ // função para enviar cada bit para o shift register

          if(valor & mascara){ // AND lógico do valor com a máscara (FALSE se todos os bits zero)
              digitalWrite(dataPin, HIGH); 
          }else{
              digitalWrite(dataPin, LOW);  
          }
          
          // pulsa o clock
          digitalWrite(clockPin, HIGH);
          digitalWrite(clockPin, LOW);
}