#include "AlarmTone.h"
#include "StateMachine.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 BlinkColonCountdownCycle = 500;   //!< カウントダウン状態のコロン点滅周期(msec)
const int BlinkColonAlarmOnCycle = 250;     //!< アラーム音出力状態のコロン点滅周期(msec)
const int AutomaticCountupStartTime = 2000; //!< 自動カウントアップ開始時間(msec)
const int AutomaticCountupCycle = 200;      //!< 自動カウントアップ周期(msec)

bool singleReadButton(int pinNo);

/**
 * @brief ボタン情報クラス
 */
class Button
{
public:
    /**
     * @brief コンストラクタ：メンバーの初期化
     * @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)
     */
    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_)
        {
            if (holdTime_ >= AutomaticCountupStartTime)
            {
                hold_ = true;
            }
            else
            {
                holdTime_++;
            }
        }
        else
        {
            holdTime_ = 0;
        }
    };

    /**
     * @brief ボタンを押下されたかどうかを返す
     * @retval true 押された
     * @retval false 押されてない
     */
    bool isPressedButton()
    {
        return changed_ && state_;
    };

    /**
     * @brief ボタン長押し中かどうかを返す
     * @retval true ボタン長押し中
     * @retval false ボタンが解放中もしくは2秒未満の押下
     */
    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
};

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


bool blinkColon(int cycle);
void setCountDownTime();

class CountDownState :public BaseState {
    public:

        CountDownState() : countdownComplete_(false), msec_(0) {};

        KTState getState() override {
            return KTCountdown;
        };

        void stateEntry(Context* ctx) override{
                countdownComplete_ = false;
                msec_ = (ctx->displayTime.minute * 60 + ctx->displayTime.second) * 1000;
        };

        KTState stateDo(Context* ctx) override {
            // 開始/停止ボタンで時間設定状態に遷移
            if (startButton.isPressedButton())
            {
                return KTStop;
            }

            // 0ミリ秒の場合カウントを停止してアラーム音出力状態に遷移
            if (msec_ <= 0)
            {
                return KTAlarm;
            }

            ctx->displayTime.minute = msec_ / 1000 / 60;
            ctx->displayTime.second = msec_/ 1000 % 60;
            msec_--;
            ctx->colonState = blinkColon(BlinkColonCountdownCycle);
            return KTNone;
        }
        
    private:
        bool countdownComplete_; 
        uint32_t msec_;          
};

class AlarmState : public BaseState{
    public:
    KTState getState() override {
        return KTAlarm;
    }

    KTState stateDo(Context* ctx) override {
		// 開始/停止ボタン押下で時間設定状態に遷移
        if (startButton.isPressedButton())
        {
            ctx->displayTime.minute = ctx->countdownStartTime.minute;
            ctx->displayTime.second = ctx->countdownStartTime.second;
            return KTStop;
        }

        ctx->colonState = blinkColon(BlinkColonAlarmOnCycle);
        ctx->playAlarm = true;
        return KTNone;
    }
};

class StopState : public BaseState {
  public:
    KTState getState() override {
        return KTStop;
    }

    KTState stateDo(Context* ctx) override {
		//　開始/停止ボタン押下かつ、分もしくは秒のどちらかが0超過でカウントダウン状態に遷移
        if (startButton.isPressedButton() && ((ctx->displayTime.minute > 0) || (ctx->displayTime.second > 0)))
        {
            ctx->countdownStartTime.minute = ctx->displayTime.minute;
            ctx->countdownStartTime.second = ctx->displayTime.second;
            return KTCountdown;
        }

        setCountDownTime();
        ctx->colonState = true;
        ctx->playAlarm = false;
        return KTNone;
    }
};

StopState stopState;                                                //!< 停止状態クラス
CountDownState countDownState;                                      //!< カウントダウン状態クラス
AlarmState alarmState;                                              //!< アラーム音出力状態クラス
BaseState *stateTbl[] = {&stopState, &countDownState, &alarmState}; //!< 状態クラス配列
StateMachine stateMachine(stateTbl, 3);                             //!< 状態制御クラス


/**
 * @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セグ表示数値の設定
 * @param [in] minute 分 (0～99)
 * @param [in] second 秒 (0～99)
 */
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 コロンを点滅
 * @param [in] cycle 点滅の周期(msec)
 * @retval true 点灯状態
 * @retval false 消灯状態
 */
bool blinkColon(int cycle)
{
    static bool colon = false;
    static int elapsedTime = 0;
    elapsedTime++;
    if (elapsedTime >= cycle)
    {
        elapsedTime = 0;
        sevsegSetColon(colon);
        colon = !colon;
    }
    return colon;
}

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

/**
 * @brief 入力(ボタン状態)を更新
 */
void updateInput()
{
    minuteButton.readButton();
    secondButton.readButton();
    startButton.readButton();
    clearButton.readButton();
}

/**
 *  @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; //前回の実行時間
    uint32_t now = millis();      //今回の実行時間
    if (lastTime == now)
    {
        return false;
    }
    lastTime = now;
    return true;
}

/**
 * @brief カウントダウン時間を0分0秒にクリアする
 */
void clearCountdownTime()
{
    if (clearButton.isPressedButton())
    {
        context.displayTime.minute = 0;
        context.displayTime.second = 0;
    }
}

/**
 * @brief 時間をカウントアップする
 * @param [out] time 表示時間(分もしくは秒)
 * @param [in] maxTime 最大時間(分:100、秒:60)
 */
void countUpTime(uint32_t *time, uint32_t maxTime)
{
    *time = (*time + 1) % maxTime;
}

/**
 * @brief カウントダウン時間を更新
 * @param [out] button ボタン情報
 * @param [out] time 表示時間(分もしくは秒)
 * @param [in] maxTime 最大時間(分:100、秒:60)
 */
void updateCountDownTime(Button &button, uint32_t *time, uint32_t maxTime)
{
    static unsigned int incrementCnt = 0;

    if (button.isPressedButton())
    {
        countUpTime(time, maxTime);
    }
    else if (button.isHoldButton())
    {
        if (incrementCnt >= AutomaticCountupCycle)
        {
            incrementCnt = 0;
            countUpTime(time, maxTime);
        }
        incrementCnt++;
    }
}

/**
 * @brief カウントダウンの時間を設定する
 */
void setCountDownTime()
{
    clearCountdownTime();
    updateCountDownTime(minuteButton, &context.displayTime.minute, 100);
    updateCountDownTime(secondButton, &context.displayTime.second, 60);
}

/**
 * @brief 7セグに出力する処理
 */
void updateOutput()
{
    setAlarm(context.playAlarm);                                     // アラーム音の出力
    sevsegSetColon(context.colonState);                              // コロンの表示
    sevsegSetNumber(context.displayTime.minute, context.displayTime.second); // 時間の表示
    sevseg.refreshDisplay();                                 // ←毎回呼び出す必要あり
}

/**
 * @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);
    pinMode(SpeakerPin, 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);
    // 状態遷移初期化
    stateMachine.setup();
}

/**
 * @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;
    }
    // 入力
    updateInput();
    // 処理
    stateMachine.loop();
    // 出力
    updateOutput();
}