#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <stdbool.h>

#define MASK_PIND 0b11110000
#define KEYS_AMOUNT 16
#define DEBOUNCE_MS_THRESHOLD 20

struct key {
  unsigned long time;
  bool physical;
  bool logical;
};

struct key keys[KEYS_AMOUNT];

volatile unsigned long ms = 0;

#define FOSC 1843200 // Clock Speed
#define BAUD 9600
#define UDREn (5)
#define MYUBRR FOSC/16/BAUD-1

void USART_Transmit(unsigned char data);

void USART_Init(unsigned int ubrr);

void USART_Init(unsigned int ubrr) {
	/*Set baud rate */
	UBRR0H = (unsigned char)(ubrr>>8);
	UBRR0L = (unsigned char)ubrr;
	UBRR0H = 0;
	UBRR0L = 8;
	/* Enable receiver and transmitter */
	UCSR0B = (1<<RXEN0)|(1<<TXEN0);
	/* Set frame format: 8data, 2stop bit */
	UCSR0C = (1<<USBS0)|(3<<UCSZ00);
}

void USART_Transmit(unsigned char data) {
	/* Wait for empty transmit buffer */
	while (!(UCSR0A & (1<<UDREn)))
	;
	/* Put data into buffer, sends the data */
	UDR0 = data;
}


void setupTimer() {
  TCCR1B |= (1 << WGM12); // настраиваем режим CTC (Clear Timer on Compare Match)
  OCR1A = 250; // задаем значение, при котором будет срабатывать прерывание (в данном случае 15999, так как Atmega328p работает на частоте 16 МГц и нужно получить прерывание раз в 1 мс)
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // включаем прерывание по совпадению со значением регистра OCR1A
  sei(); // разрешаем глобальные прерывания
  TCCR1B |= (1 << CS11) | (1 << CS10); // запускаем таймер с предделителем 64 (16000000/64=250000)
}

void setup() {
  USART_Init(MYUBRR);

  DDRD = 0b00001111;
  PORTD = 0b11110000;

  DDRC = 0b111111;
  PORTC = 0b001111;

  setupTimer();
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Program start");
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  ++ms;
}

unsigned long get_millis() {
  return ms;
}

void get_physical_keys(struct key *keys) {
  uint8_t row;
  for (int i = 0; i < KEYS_AMOUNT / 4; i++) {
    PORTC &= ~(1 << i);
    row = PIND & MASK_PIND;
    if (row & (1 << 4)) keys[i * 4].physical = false; else keys[i * 4].physical = true;
    if (row & (1 << 5)) keys[i * 4 + 1].physical = false; else keys[i * 4 + 1].physical = true;
    if (row & (1 << 6)) keys[i * 4 + 2].physical = false; else keys[i * 4 + 2].physical = true;
    if (row & (1 << 7)) keys[i * 4 + 3].physical = false; else keys[i * 4 + 3].physical = true;
    PORTC |= (1 << i);
  }
}


void get_logical_keys(struct key *undc_keys) {
  unsigned long timestamp = get_millis();
  if (undc_keys[0].physical != undc_keys[0].logical) { // .physical_prev -> logical
    if (timestamp - undc_keys[0].time >= DEBOUNCE_MS_THRESHOLD) {
      undc_keys[0].logical = undc_keys[0].physical;
    }
  } else {
    undc_keys[0].time = timestamp;
  }
}


void loop() {
  get_physical_keys(keys);
  get_logical_keys(keys);

  // for (int i = 0; i < KEYS_AMOUNT; i++) {
  //Serial.print(keys[0].logical);
  //   Serial.print(":");
  //   Serial.print(keys[i].time);
  //   Serial.print(" ");
  // }
  // Serial.println();
  printf("%d", keys[0].logical);
}
int printf( const char * format, ... )
{
	char buffer[16];
	va_list args;
	va_start (args, format);
	size_t s = vsprintf (buffer,format, args);
	for(size_t i = 0; i < s; i++){
		USART_Transmit(buffer[i]);
	}
	va_end (args);
	return s;
}