#include "AlarmTone.h"
#include <SevSeg.h>

const int ColonPin = 13;         //!< 7セグコロンピン番号
const int SpeakerPin = A3;       //!< スピーカーピン番号
const int MinuteButtonPin = A0;  //!< 分ボタンピン番号
const int SecondButtonPin = A1;  //!< 秒ボタンピン番号
const int StartButtonPin = A2;   //!< 開始ボタンピン番号
const int ClearButtonPin = A4;   //!< クリアボタンピン番号
const int holdButtonTime = 2000; //!< 2000秒ボタンの長押し
const int autoCountupTime = 200; //!< 200msごとにカウントアップの時間がインクリメント

/**
 * @brief 状態種別
 */
enum KitchenTimer
{
    NoneState,      //!< なし
    StopState,      //!< 停止状態
    CountdownState, //!< カウントダウン状態
    PlayAlarmState, //!< アラーム音出力状態
};

bool singleReadButton(int pinNo);

/**
 * @brief ボタン情報クラス
 */
class Button
{
public:
    /**
     * @brief コンストラクタ(各メンバーを初期化)
     * @param [in] pinNo ピン番号
     */
    Button(int pinNo) : state_(false), changed_(false), repeat_(0), lastState_(false), hold_(false), holdTime_(0), pinNo_(pinNo){};

    /**
     *  @brief ボタンの状態を取得する(チャタリング除去あり)
     *  @retval true 押されている
     *  @retval false 押されていない
     */
    void readButton()
    {
        changed_ = false;
        bool state = singleReadButton(pinNo_);
        if (lastState_ == state)
        {
            if (state_ != state)
            {
                repeat_++;
                if (repeat_ >= 3)
                {
                    state_ = state;
                    changed_ = true;
                }
            }
        }
        else
        {
            repeat_ = 1;
        }
        lastState_ = state;
        hold_ = false;

        if (state == true)
        {
            if (holdTime_ >= holdButtonTime)
            {
                hold_ = true;
            }
            else
            {
                holdTime_++;
            }
        }
        else
        {
            holdTime_ = 0;
        }
    }

    /**
     * @brief ボタンを押したか判断する
     * @param [in] button ボタン情報
     * @retval true 押された
     * @retval false 押されていない
     */
    bool isPressedButton()
    {
        return changed_ && state_;
    }

    /**
    * @brief 長押し状態を取得
    * @return 長押し状態
    */
    bool isHoldButton()
    {
        return hold_;
    }

private:
    bool state_;     //!< 押下状態 (true:押下, false:解放)
    bool changed_;   //!< 押下状態の変化有無 (true:変化あり, false:変化なし)
    int repeat_;     //!< 押下状態繰り返し回数 (チャタリング除去情報)
    bool lastState_; //!< 前回の押下状態 (チャタリング除去情報)
    bool hold_;      //!< 長押し状態 (true:長押し中, false:その他)
    int holdTime_;   //!< ボタン押下時間 [ms]
    int pinNo_;      //!< ピン番号
};
KitchenTimer currentState = StopState; //!< 現在の状態
Button minuteButton(MinuteButtonPin);  //!< 分ボタン情報
Button secondButton(SecondButtonPin);  //!< 秒ボタン情報
Button startButton(StartButtonPin);    //!< 開始/停止ボタン情報
Button clearButton(ClearButtonPin);    //!< クリアボタン情報
AlarmTone alarmTone;                   //!< アラーム音制御
SevSeg sevseg;                         //!< 7セグ制御
uint64_t minutes = 0;                  //!< 分
uint64_t seconds = 0;                  //!< 秒
uint64_t countdownTime = 0;            //!< カウントダウン時間[ms]
uint64_t startedCountdownTime = 0;     //!< 開始されたときのカウントダウン時間[ms]
bool displayColonState = true;         //!<表示される7セグコロンの状態(true:点灯,false:消灯)
bool playAlarm = false;                //!< アラーム音出力(true:出力,false:出力していない)

/**
 * @brief アラーム音出力の開始/停止
 * @param [in] on 出力開始(true)/出力停止(false)
 */
bool setAlarm(bool on)
{
    if (on)
    {
        alarmTone.play();
    }
    else
    {
        alarmTone.stop();
    }
}

/**
 * @brief 7セグのコロンの点滅
 * @param [in] blinkColonTime コロンの点滅時間
 * @retval true 点灯
 * @retval false 消灯
 */
bool blinkColon(uint64_t blinkColonTime)
{
    static bool colon = true;
    static uint64_t colonCnt = 0;

    if (colonCnt >= blinkColonTime)
    {
        colonCnt = 0;
        sevsegSetColon(colon);
        return colon = !colon;
    }
    colonCnt++;
}

/**
 * @brief 7セグ表示数値の設定
 * @param [in] minute 分 (0～99)
 * @param [in] second 秒 (0～59)
 */
void sevsegSetNumber(int minute, int second)
{
    sevseg.setNumber(minute * 100 + second);
}

/**
 * @brief 7セグのコロン表示
 * @param [in] on 表示(true)/非表示(false)
 */
void sevsegSetColon(bool on)
{
    digitalWrite(ColonPin, on ? LOW : HIGH);
}

/**
 * @brief 時間をインクリメントするか判定
 * @param [in] button ボタン情報
 * @retval true インクリメントする
 * @retval false インクリメントしない
 */
bool shouldIncrementTime(Button &button)
{
    static unsigned int holdIncTime = 0;
    if (button.isHoldButton())
    {
        holdIncTime++;
        if (holdIncTime >= autoCountupTime)
        {
            holdIncTime = 0;
            return true;
        }
    }
    else if (button.isPressedButton())
    {
        holdIncTime = 0;
        return true;
    }
    return false;
}

/**
 *  @brief 前回実行時から1ms以上経過しているか判断する
 *  @retval true 1ms以上経過している
 *  @retval false その他
 */
bool is1msElapsed()
{
    static uint32_t lastTime = 0;
    uint32_t now = millis();
    if (lastTime == now)
    {
        return false;
    }
    lastTime = now;
    return true;
}

/**
 *  @brief 停止状態の繰り返し処理
 */
KitchenTimer stopStateDo()
{
    if (shouldIncrementTime(minuteButton))
    {
        minutes = (minutes + 1) % 100;
    }
    if (shouldIncrementTime(secondButton))
    {
        seconds = (seconds + 1) % 60;
    }
    if (clearButton.isPressedButton())
    {
        minutes = 0;
        seconds = 0;
    }
    if (startButton.isPressedButton())
    {
        if ((minutes > 0) || (seconds > 0))
        {
            countdownTime = (minutes * 60 + seconds) * 1000;
            startedCountdownTime = countdownTime;
            return CountdownState;
        }
    }

    displayColonState = true;
    playAlarm = false;

    return NoneState;
}

/**
 *  @brief カウントダウン状態の繰り返し処理
 */
KitchenTimer countdownStateDo()
{
    if (countdownTime == 0)
    {
        return PlayAlarmState;
    }

    if (startButton.isPressedButton())
    {
        return StopState;
    }

    countdownTime--;
    minutes = (countdownTime) / 1000 / 60;
    seconds = (countdownTime) / 1000 % 60;
    playAlarm = false;
    displayColonState = blinkColon(500);
    return NoneState;
}

/**
 *  @brief アラーム出力状態の繰り返し処理
 */
KitchenTimer playAlarmStateDo()
{
    if (startButton.isPressedButton())
    {
        minutes = (startedCountdownTime) / 1000 / 60;
        seconds = (startedCountdownTime) / 1000 % 60;
        playAlarm = false;
        return StopState;
    }
    displayColonState = blinkColon(250);
    playAlarm = true;
    return NoneState;
}

/**
 * @brief ボタン状態を取得
 * @param [in] pinNo ピン番号
 * @retval true 押下中
 * @retval false 解放中
 */
bool singleReadButton(int pinNo)
{
    return digitalRead(pinNo) == LOW;
}

/**
 * @brief 入力の更新
 */
void updateInput()
{
    minuteButton.readButton();
    secondButton.readButton();
    startButton.readButton();
    clearButton.readButton();
}

/**
 * @brief 出力の更新
 */
void updateOutput()
{
    // 7セグ表示
    sevsegSetNumber(minutes, seconds);
    sevsegSetColon(displayColonState);
    sevseg.refreshDisplay();
    //アラーム音出力
    setAlarm(playAlarm);
}

/**
 * @brief 初期化処理
 */
void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    // ピン設定
    pinMode(MinuteButtonPin, INPUT_PULLUP);
    pinMode(SecondButtonPin, INPUT_PULLUP);
    pinMode(StartButtonPin, INPUT_PULLUP);
    pinMode(ClearButtonPin, INPUT_PULLUP);
    pinMode(ColonPin, OUTPUT);
    // アラーム初期化
    alarmTone.begin(SpeakerPin);
    // 7セグ初期化
    byte digits = 4;
    byte digitPins[] = {2, 3, 4, 5};
    byte segmentPins[] = {6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};
    bool resistorsOnSegments = false;
    bool updateWithDelays = false;
    bool leadingZeros = true;
    bool disableDecPoint = true;
    sevseg.begin(COMMON_ANODE, digits, digitPins, segmentPins, resistorsOnSegments,
                 updateWithDelays, leadingZeros, disableDecPoint);
    sevseg.setBrightness(90);
    // 7セグ表示数値を0にする
    sevsegSetNumber(0, 0);
}

/**
 * @brief 繰り返し処理
 */
void loop()
{
    // 1ms経過まで繰り返し処理をブロック
    if (!is1msElapsed())
    {
        return;
    }

    updateInput();

    KitchenTimer nextState = NoneState;
    switch (currentState)
    {
    case StopState:
        nextState = stopStateDo();
        break;
    case CountdownState:
        nextState = countdownStateDo();
        break;
    case PlayAlarmState:
        nextState = playAlarmStateDo();
        break;
    default:
        break;
    }
    if (nextState != NoneState)
    {
        currentState = nextState;
    }

    updateOutput();
}