// scope
// https://wokwi.com/projects/391512377779447809



//#include <SPI.h>
#include <stdio.h>
#include <hardware/pio.h>
#include <hardware/dma.h>
//#include "hardware/spi.h"
#include "pio.h"

// PIO定義
#define PIO_ID pio0
#define PIO_TX_SM 0

// 解像度
#define WIDTH 240
#define HEIGHT 320

//SPISettings spisettings(10000, MSBFIRST, SPI_MODE0);
//#define SPI_PORT spi0
#define TFT_MOSI 20
#define TFT_CLK 21
#define TFT_DC 22
#define TFT_RST 26
#define TFT_CS 27
uint8_t send_buffer[2] = {0x00, 0x00};

// DMA
#define DMA_DATA_COUNT WIDTH*HEIGHT
uint16_t image_buffer[WIDTH*HEIGHT] = {};
int dma_chan;                                                         // DMAチャンネル
int loop_cnt = 0;

//
void dma_handler() {
  // 色変更
  for(int i = 0; i < WIDTH*HEIGHT; i++){
    if(loop_cnt % 2 == 0) image_buffer[i] = 0xAAAA;
    else image_buffer[i] = 0x0000;
  }
  //
  dma_channel_set_read_addr(dma_chan, image_buffer, true);            // 転送を即時実行
  dma_hw->ints0 = 1u << dma_chan;                                     // 割り込み要求をクリアします
  loop_cnt++;
  Serial1.println(loop_cnt);
}


// PIOのSPIだと同期がとれないので信号切り替え待ちを行う
void digitalWrite_with_sleep(uint8_t pin, bool mode, int16_t ms=100){
  delay(ms);
  digitalWrite(pin, mode);
  delay(ms);
}


void setup() {
  // シリアル通信
  Serial1.begin(115200);
  Serial1.println("Open");

  // ピン設定
  pinMode(25, OUTPUT);
  pinMode(TFT_DC, OUTPUT);      // 22
  pinMode(TFT_RST, OUTPUT);     // 26
  pinMode(TFT_CS, OUTPUT);      // 27

  // CS設定
  digitalWrite(TFT_CS, LOW);
  
  // PIOにプログラム転送
  uint8_t	addr = pio_add_program(PIO_ID, &spi_tx_program);
  // PIO初期化
  spi_tx_init(
    PIO_ID,
    PIO_TX_SM,    // ステートマシン（0～3）
    addr,         // プログラム位置
    TFT_MOSI,
    TFT_CLK,
    2.0
  );

  //-------------------------------------------------------
  // ILI9341初期化
  // HARDWARE Reset
  digitalWrite(TFT_RST, LOW);
  delay(20);
  digitalWrite(TFT_RST, HIGH);
  
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x01);      // SOFTWARE RESET
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x13);      // Normal Display Mode ON
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x36);      // Memory Access Control

  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, HIGH);  // Data mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x48);      // MX = ON , GBR = ON (縦画面,左から右に表示)

  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);   // Command mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x3a);      // COLMOD: Pixel Format Set

  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, HIGH);  // Data mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x55);      // 16Bits / 1Pixcel

  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);   // Command mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x11);      // Sleep Out
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x29);      // Display ON

  // COL方向の描画範囲
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);   // Command mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x2a);
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, HIGH);  // Data mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x00);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x00);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x00);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0xef);
  
  // ROW方向の描画範囲
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);    // Command mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x2b);
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, HIGH);   // Data mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x00);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x00);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x01);
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x3f);

  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, LOW);    // Command mode
  pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0x2c);       // Memory Write
  digitalWrite_with_sleep(TFT_DC, HIGH);   // Data mode
  delay(100);
  //-------------------------------------------------------

  // PIOにプログラム転送
  addr = pio_add_program(PIO_ID, &spi_tx_16bit_program);
  // PIO初期化
  spi_tx_init(
    PIO_ID,
    PIO_TX_SM,    // ステートマシン（0～3）
    addr,         // プログラム位置
    TFT_MOSI,
    TFT_CLK,
    1.0
  );
  

  // DMA設定
  dma_chan = dma_claim_unused_channel(true);                          // 未使用のDMAチャンネルを取得
  dma_channel_config c = dma_channel_get_default_config(dma_chan);
  channel_config_set_transfer_data_size(&c, DMA_SIZE_16);             // Nbit単位で転送
  channel_config_set_read_increment(&c, true);                        // データ元の自動インクリメントを有効
  channel_config_set_dreq(&c, DREQ_PIO0_TX0);                         // TX FIFOが空になったらDMA実行
  dma_channel_configure(
        dma_chan,
        &c,
        &pio0_hw->txf[PIO_TX_SM],                                     // PIOのTX FIFO
        image_buffer,                                                 // 送信元データ
        DMA_DATA_COUNT,                                               // このカウント分転送すると割り込みを発生させる
        false                                                         // まだ開始しない
    );
    dma_channel_set_irq0_enabled(dma_chan, true);                     // IRQ0の割り込みを有効化
    irq_set_exclusive_handler(DMA_IRQ_0, dma_handler);                // IRQハンドラーとしてdma_handlerを設定
    irq_set_enabled(DMA_IRQ_0, true);
    dma_handler();                                                    // 初回のDMA実行




  /*
  // SPI
  _spi_init(SPI_PORT, 1 * 1000 * 1000);
  gpio_set_function(19, GPIO_FUNC_SPI);
  gpio_set_function(18, GPIO_FUNC_SPI);
  spi_set_format(SPI_PORT, 8, SPI_CPOL_0, SPI_CPHA_0, SPI_MSB_FIRST);
  */
}

void loop() {

  

  
  //digitalWrite(TFT_CS, LOW);
  //pio_putc(PIO_ID, PIO_TX_SM, 0xAA);
  //spi_write_blocking(SPI_PORT, send_buffer, 1);
  //digitalWrite(TFT_CS, HIGH);
  //spi_write_read_blocking(SPI_PORT, nullptr, send_buffer, 3);
  //int n = spi_write16_read16_blocking(SPI_PORT, wBuff, rBuff, 1);
  //delay(10);

  // 動作確認のLED点滅
  //digitalWrite(25, HIGH);
  //delay(500);
  //digitalWrite(25, LOW);
  //delay(500);
}