#include <util/delay.h>
#include <avr/io.h>

// ========================================================================
// PINOS LCD
// ========================================================================

// LCD - Pinos de controle
#define CONTR_LCD PORTA 
#define RS PA1
//#define RW PA3
#define E PA5

// Definições do Sensor DHT22
// Pino 8 do Arduino Mega
#define DHT_PIN PH5

// LCD - Pinos de dados (8 bits)
#define DADOS_LCD PORTC 
#define nibble_dados 1

#define pulse_enable() _delay_us(1); set_bit(CONTR_LCD, E); _delay_us(1); clr_bit(CONTR_LCD, E); _delay_us(45);

// ========================================================================
// Macros para o trabalho com bits
// ========================================================================
#define set_bit(y,bit) (y|=(1<<bit))   // Coloca em 1 o bit x da variável Y
#define clr_bit(y,bit) (y&=~(1<<bit))  // Coloca em 0 o bit x da variável Y
#define cpl_bit(y,bit) (y^=(1<<bit))   // Troca o estado lógico do bit x da variável Y
#define tst_bit(y,bit) (y&(1<<bit))    // Retorna 0 ou 1 conforme leitura do bit

char* itoa(int value, char* str, int base);
uint8_t dht_read(uint8_t dht);

// ========================================================================
// LCD - Enviar caracteres/instruções
// ========================================================================
void lcd_cmd(unsigned char c, char cd)
{
  // cd : indica se instrução (0) ou caractere (1)
  if(cd == 0)
    clr_bit(CONTR_LCD,RS);
  else 
    set_bit(CONTR_LCD,RS);

  // Primeiro nibble de dados - 4 MSB
  #if (nibble_dados)  
    // Compila o código para os pinos de dados do LCD nos 4 MSB do PORT
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0x0F) | (0xF0 & c);
  #else 
    // Compila o código para os pinos de dados do LCD nos 4 LSB do PORT
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0xF0) | (c >> 4);
  #endif
  pulse_enable();
  
  // Segundo nibble de dados - 4 LSB
  #if (nibble_dados) 
    // Compila o código para os pinos de dados do LCD nos 4 MSB do PORT
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0x0F) | (0xF0 & (c << 4));
  #else 
    // Compila o código para os pinos de dados do LCD nos 4 LSB do PORT
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0xF0) | (0x0F & c);
  #endif
  pulse_enable();
  
  // Se for instrução de retorno ou limpeza espera LCD estar pronto
  if((cd == 0) && (c < 4)) _delay_ms(2);
}

// ========================================================================
// LCD - Inicializacao do LCD com via de dados de 4 Bits
// ========================================================================
void lcd_init_4bits()
{ 
  // Como o LCD será só escrito, R/W é sempre zero.
  clr_bit(CONTR_LCD,RS);  // RS em zero indicando que o dado para o LCD será uma instrução
  clr_bit(CONTR_LCD,E);   // Pino de habilitação em zero

  // Tempo para estabilizar a tensão do LCD, após VCC ultrapassar 4.5 V (na prática pode ser maior)
  _delay_ms(20);
  
  // Interface de 8 bits
  #if (nibble_dados)
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0x0F) | 0x30;
  #else
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0xF0) | 0x03;
  #endif
  pulse_enable(); // Habilitação respeitando os tempos de resposta do LCD
  _delay_ms(5);
  pulse_enable();
  _delay_us(200);
  pulse_enable(); 

  // Interface de 4 bits
  // Deve ser enviado duas vezes (a outra está abaixo)
  #if (nibble_dados)
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0x0F) | 0x20;
  #else
    DADOS_LCD = (DADOS_LCD & 0xF0) | 0x02;
  #endif
  pulse_enable();

  // Interface de 4 bits 2 linhas 
  // Aqui se habilita as 2 linhas
  lcd_cmd(0x28,0); 

  // São enviados os 2 nibbles (0x2 e 0x8)
  lcd_cmd(0x08,0); // Desliga o display
  lcd_cmd(0x01,0); // Limpa todo o display
  lcd_cmd(0x0C,0); // Mensagem aparente cursor inativo não piscando
  lcd_cmd(0x80,0); // Inicializa cursor na primeira posição a esquerda
}

// ========================================================================
// LCD - Escrita no LCD
// ========================================================================
void lcd_write(char *c)
{
  for (; *c!=0;c++) lcd_cmd(*c,1);
}

// Protótipo da função itoa()
char* itoa(int value, char* str, int base)
{
  // Verifica se a base é suportada (apenas base 10 é implementada aqui)
  if (base != 10) {
    *str = '\0';
    return str;
  }
    
  // Inicializa o índice para a string resultante
  int i = 0;
  // Armazena o sinal do número (positivo ou negativo)
  int is_negative = 0;
    
  // Caso o número seja zero, adiciona '0' à string e encerra
  if (value == 0) {
    str[i++] = '0';
    str[i] = '\0';
    return str;
  }
    
  // Se o número for negativo, armazena o sinal e transforma em positivo
  if (value < 0) {
    is_negative = 1;
    value = -value;
  }
    
  // Loop para converter o número em string reversa
  while (value != 0) {
    int rem = value % 10; // Calcula o dígito menos significativo
    str[i++] = rem + '0'; // Converte o dígito em caractere e armazena
    value /= 10; // Remove o dígito menos significativo
  }
    
    // Adiciona o sinal '-' se o número for negativo
  if (is_negative) {
    str[i++] = '-';
  }
    
  // Adiciona o terminador de string
  str[i] = '\0';
    
  // Inverte a string resultante
  int start = 0;
  int end = i - 1;
  while (start < end) {
    char temp = str[start];
    str[start] = str[end];
    str[end] = temp;
    start++;
    end--;
  }
    
  return str;
}

int main() 
{
  // Configurar portas de saida do LCD
  DDRA = 0xff;
  DDRC = 0xff;

  // Inicializar LCD
  lcd_init_4bits();

  // Buffer para armazenar a temperatura como texto
  // char temperature_text[16];
  
  // // Mostrar a mensagem "Olá Mundo"
  // lcd_cmd(0x80, 0); 
  // lcd_write("Temperatura: ");
  

  while (1) 
  {
    uint8_t result = dht_read(DHT_PIN);
    if (result != 0) 
    {
      lcd_cmd(0x01, 0); // Limpa o display
      _delay_ms(2);
      lcd_cmd(0x80, 0); // Posiciona o cursor na primeira linha
      lcd_write("Erro: ");
      char buffer[2];
      itoa(result, buffer, 10);
      lcd_write(buffer);
    }
    _delay_ms(2000); // Aguarda 2 segundos antes de fazer a próxima leitura
    }
}

// Função para ler o valor digital do sensor DHT22
uint8_t dht_read(uint8_t dht)
{
  uint8_t dht_data[5] = {0, 0, 0, 0, 0};
    
  // Configurando o pino como saída
  DDRH |= (1 << dht);
  // Enviando sinal de inicialização
  PORTH &= ~(1 << dht);
  _delay_ms(18);
  PORTH |= (1 << dht);
  _delay_us(1);
  DDRH &= ~(1 << dht); // Configurando o pino como entrada
    
  // Esperando resposta do sensor
  uint8_t timeout_counter = 0;
  while (PINH & (1 << dht))
  {
    if (++timeout_counter > 100)
    {
      return 1; // Erro de timeout
    }
    
    _delay_us(1);
  }
  timeout_counter = 0;
  while (!(PINH & (1 << dht)))
  {
    if (++timeout_counter > 100)
    {
      return 2; // Erro de timeout
    }
    
    _delay_us(1);
  }
  timeout_counter = 0;
  while (PINH & (1 << dht))
  {
    if (++timeout_counter > 100)
    {
      return 3; // Erro de timeout
    }

    _delay_us(1);
  }
    
  // Lendo os dados do sensor
  for (uint8_t i = 0; i < 5; ++i)
  {
    uint8_t byte = 0;
    for (uint8_t j = 0; j < 8; ++j)
    {
      timeout_counter = 0;
      while (!(PINH & (1 << dht)))
      {
        if (++timeout_counter > 100)
        {
          return 4; // Erro de timeout
        }
        _delay_us(1);
      }
      _delay_us(30); // Espera para determinar se o bit é 0 ou 1
      if (PINH & (1 << dht))
      {
        byte |= (1 << (7 - j)); // Bit é 1
        timeout_counter = 0;
        while (PINH & (1 << dht))
        {
          if (++timeout_counter > 100)
          {
            return 5; // Erro de timeout
          }
          _delay_us(1);
        }
      }
    }
    dht_data[i] = byte;
  }
    
  // Verificando a soma de verificação
  if ((uint8_t)(dht_data[0] + dht_data[1] + dht_data[2] + dht_data[3]) != dht_data[4])
  {
    return 6; // Erro de checksum
  }
    
  // Calculando temperatura e umidade
  uint16_t temperature = ((uint16_t)dht_data[2] << 8) | dht_data[3];
  uint16_t humidity = ((uint16_t)dht_data[0] << 8) | dht_data[1];
    
  // Exibindo os valores lidos
  lcd_cmd(0x01, 0); // Limpa o display
  _delay_ms(2);
  lcd_cmd(0x80, 0); // Posiciona o cursor na primeira linha
  lcd_write("Temp: ");
  lcd_cmd(0x86, 0); // Posiciona o cursor após "Temp: "
  char buffer[8];
  itoa(temperature / 10, buffer, 10);
  lcd_write(buffer);
  lcd_write(".");
  itoa(temperature % 10, buffer, 10);
  lcd_write(buffer);
  lcd_write(" C");

  lcd_cmd(0xC0, 0); // Posiciona o cursor na segunda linha
  lcd_write("Umidade: ");
  lcd_cmd(0xC9, 0); // Posiciona o cursor após "Umidade: "
  itoa(humidity / 10, buffer, 10);
  lcd_write(buffer);
  lcd_write(".");
  itoa(humidity % 10, buffer, 10);
  lcd_write(buffer);
  lcd_write(" %");

  return 0; // Sucesso
}