/*
  "author": "Vinícius Andrade", RA: 22333
  "author": "João Felipe Coromberk", RA: 23319
*/

#ifndef StepperMotor_h
#define StepperMotor_h

// Define os pinos do motor de passo
const int STEP_PIN = 2;          // Pino para o sinal de passo do motor
const int STEP_DIR_PIN = 3;      // Pino para controlar a direção do motor
const int ENABLE_PIN = 4;        // Pino para ativar ou desativar o motor
const int MS1_PIN = 5;           // Pino para controle de microstepping (modo 1)
const int MS2_PIN = 6;           // Pino para controle de microstepping (modo 2)
const int MS3_PIN = 7;           // Pino para controle de microstepping (modo 3)

// Define os pinos dos botões
const int BTN_CHANGE_DIRECTION = 8; // Pino do botão que muda a direção do motor
const int BTN_ON_OFF = 9;           // Pino do botão liga/desliga do motor
const int BTN_CHANGE_MSTEP = 10;    // Pino do botão que altera o microstepping

// Classe StepperMotor que encapsula o controle do motor de passo
class StepperMotor {
  public:
    // Construtor da classe, inicializa os pinos do motor
    StepperMotor(int stepPin, int dirPin, int enablePin, int ms1Pin, int ms2Pin, int ms3Pin);

    // Inicializa os pinos como saídas e configura os valores iniciais
    void initialize();

    // Alterna a direção do motor entre horário e anti-horário
    void toggleDirection();

    // Liga ou desliga o motor
    void togglePower();

    // Altera o modo de microstepping do motor
    void changeMicrosteppingMode();

    // Executa um passo do motor se estiver ligado
    void step();

  private:
    // Atributos que armazenam os pinos e estados do motor
    int _stepPin;
    int _dirPin;
    int _enablePin;
    int _ms1Pin;
    int _ms2Pin;
    int _ms3Pin;
    bool _direction;             // Direção atual do motor
    bool _enabled;               // Estado de ligado/desligado do motor
    int _microsteppingMode;      // Modo atual de microstepping

    // Configura o modo de microstepping do motor
    void setMicrosteppingMode(int mode); 
};

// Construtor que inicializa os pinos e os estados do motor
StepperMotor::StepperMotor(int stepPin, int dirPin, int enablePin, int ms1Pin, int ms2Pin, int ms3Pin) :
  _stepPin(stepPin), _dirPin(dirPin), _enablePin(enablePin), _ms1Pin(ms1Pin), _ms2Pin(ms2Pin), _ms3Pin(ms3Pin) {
    _direction = true;           // Define a direção inicial como horário
    _enabled = true;             // Define o motor como ligado inicialmente
    _microsteppingMode = 0;      // Define o modo inicial de microstepping como 0
}

// Função que inicializa os pinos do motor
void StepperMotor::initialize() {
  pinMode(_stepPin, OUTPUT);     // Define o pino de passo como saída
  pinMode(_dirPin, OUTPUT);      // Define o pino de direção como saída
  pinMode(_enablePin, OUTPUT);   // Define o pino de habilitação como saída
  pinMode(_ms1Pin, OUTPUT);      // Define o pino MS1 como saída
  pinMode(_ms2Pin, OUTPUT);      // Define o pino MS2 como saída
  pinMode(_ms3Pin, OUTPUT);      // Define o pino MS3 como saída

  // Configura os pinos do motor com seus valores iniciais
  digitalWrite(_stepPin, LOW);   // Desativa o sinal de passo
  digitalWrite(_enablePin, LOW); // Liga o motor (ativo em LOW)
  setMicrosteppingMode(_microsteppingMode); // Configura o modo de microstepping
  digitalWrite(_dirPin, _direction); // Configura a direção inicial do motor
}

// Função que alterna a direção do motor
void StepperMotor::toggleDirection() {
  _direction = !_direction;          // Inverte a direção atual
  Serial.println(_direction ? "Horario" : "Antihorario"); // Imprime a nova direção
  digitalWrite(_dirPin, _direction); // Atualiza o pino de direção
  delay(200);                        // Atraso para evitar rebotes
}

// Função que liga ou desliga o motor
void StepperMotor::togglePower() {
  _enabled = !_enabled;                 // Inverte o estado de ligado/desligado
  Serial.println(_enabled ? "Ligado" : "Desligado"); // Imprime o estado atual
  digitalWrite(_enablePin, _enabled ? LOW : HIGH);   // Atualiza o pino de habilitação
  delay(200);                           // Atraso para evitar rebotes
}

// Função que muda o modo de microstepping
void StepperMotor::changeMicrosteppingMode() {
  _microsteppingMode = (_microsteppingMode + 1) % 5; // Avança para o próximo modo
  setMicrosteppingMode(_microsteppingMode);          // Aplica o novo modo de microstepping
  delay(200);                                        // Atraso para evitar mudanças rápidas
}

// Função que executa um passo do motor, se estiver habilitado
void StepperMotor::step() {
  if (_enabled) {                    // Verifica se o motor está ligado
    digitalWrite(_stepPin, HIGH);    // Envia o pulso para o pino de passo
    delay(20);                       // Atraso para garantir o movimento
    digitalWrite(_stepPin, LOW);     // Finaliza o pulso
    delay(20);                       // Atraso entre os pulsos
  }
}

// Função que configura o modo de microstepping
void StepperMotor::setMicrosteppingMode(int mode) {
  // Configura os pinos MS1, MS2 e MS3 conforme o modo selecionado
  switch (mode) {
    case 0:
      Serial.println("Modo 1");          // Imprime o modo atual
      digitalWrite(_ms1Pin, LOW);        // Define MS1 para LOW
      digitalWrite(_ms2Pin, LOW);        // Define MS2 para LOW
      digitalWrite(_ms3Pin, LOW);        // Define MS3 para LOW
      break;
    case 1:
      Serial.println("Modo 2");
      digitalWrite(_ms1Pin, HIGH);       // Define MS1 para HIGH
      digitalWrite(_ms2Pin, LOW);        // Define MS2 para LOW
      digitalWrite(_ms3Pin, LOW);        // Define MS3 para LOW
      break;
    case 2:
      Serial.println("Modo 3");
      digitalWrite(_ms1Pin, LOW);
      digitalWrite(_ms2Pin, HIGH);       // Define MS2 para HIGH
      digitalWrite(_ms3Pin, LOW);
      break;
    case 3:
      Serial.println("Modo 4");
      digitalWrite(_ms1Pin, HIGH);
      digitalWrite(_ms2Pin, HIGH);       // Define MS2 para HIGH
      digitalWrite(_ms3Pin, LOW);
      break;
    case 4:
      Serial.println("Modo 5");
      digitalWrite(_ms1Pin, HIGH);
      digitalWrite(_ms2Pin, HIGH);
      digitalWrite(_ms3Pin, HIGH);       // Define MS3 para HIGH
      break;
  }
}

#endif // StepperMotor_h

#ifndef ButtonHandler_h
#define ButtonHandler_h

// Classe ButtonHandler para gerenciar os botões do sistema
class ButtonHandler {
  public:
    // Construtor que inicializa o pino do botão
    ButtonHandler(int buttonPin);

    // Verifica se o botão foi pressionado
    bool isPressed();

  private:
    int _buttonPin;                // Armazena o pino do botão
    bool _lastButtonState;         // Armazena o último estado do botão para detectar mudanças
};

// Construtor que inicializa o botão e configura o pino como entrada pull-up
ButtonHandler::ButtonHandler(int buttonPin) :
  _buttonPin(buttonPin) {
    _lastButtonState = HIGH;      // Estado inicial é HIGH, porque o pull-up interno é ativado
    pinMode(_buttonPin, INPUT_PULLUP); // Configura o pino como entrada com resistor de pull-up
}

// Função que verifica se o botão foi pressionado
bool ButtonHandler::isPressed() {
  bool buttonState = digitalRead(_buttonPin); // Lê o estado atual do botão
  
  // Se o estado mudou de HIGH para LOW, o botão foi pressionado
  if (buttonState == LOW && _lastButtonState == HIGH) {
    _lastButtonState = LOW;         // Atualiza o estado para LOW
    return true;                    // Retorna que o botão foi pressionado
  } else if (buttonState == HIGH) { // Se o estado é HIGH, o botão não está sendo pressionado
    _lastButtonState = HIGH;        // Atualiza o estado para HIGH
  }
  return false;                     // Retorna falso se o botão não foi pressionado
}

#endif // ButtonHandler_h

// Instancia os objetos
StepperMotor motor(STEP_PIN, STEP_DIR_PIN, ENABLE_PIN, MS1_PIN, MS2_PIN, MS3_PIN); // Objeto do motor de passo
ButtonHandler btnDirection(BTN_CHANGE_DIRECTION); // Botão para mudar a direção do motor
ButtonHandler btnOnOff(BTN_ON_OFF);               // Botão para ligar/desligar o motor
ButtonHandler btnMicrostep(BTN_CHANGE_MSTEP);     // Botão para alterar o microstepping

// Função de configuração inicial
void setup() {
  Serial.begin(9600);             // Inicializa a comunicação serial para debug
  motor.initialize();             // Inicializa o motor de passo
}

// Função principal que executa continuamente
void loop() {
  // Verifica se o botão de direção foi pressionado
  if (btnDirection.isPressed()) {
    motor.toggleDirection();      // Alterna a direção do motor
  }

  // Verifica se o botão liga/desliga foi pressionado
  if (btnOnOff.isPressed()) {
    motor.togglePower();          // Liga ou desliga o motor
  }

  // Verifica se o botão de mudança de microstep foi pressionado
  if (btnMicrostep.isPressed()) {
    motor.changeMicrosteppingMode(); // Altera o modo de microstepping do motor
  }

  // Se o motor estiver ligado, executa um passo
  motor.step();                   // Executa um passo do motor
}