#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/i2c.h"

// Definition der I2C-Schnittstelle und LCD-Adresse (Standardmäßig 0x27 oder 0x3F)
#define I2C_PORT i2c0
#define LCD_ADDR 0x27  // Falls nicht funktioniert, probiere 0x3F

// LCD Steuerbefehle
#define LCD_BACKLIGHT 0x08  // Hintergrundbeleuchtung aktivieren
#define ENABLE 0x04  // Enable-Bit zum Senden von Daten

/**
 * Sendet ein Byte an das LCD
 * @param val: Das zu sendende Byte (Daten oder Befehl)
 * @param mode: 0 für Befehl, 1 für Daten (Zeichen)
 */
void lcd_send_byte(uint8_t val, bool mode) {
    uint8_t high = mode | (val & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT;  // Höhere 4 Bits
    uint8_t low = mode | ((val << 4) & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT;  // Niedrigere 4 Bits
    uint8_t data[4] = { high | ENABLE, high, low | ENABLE, low };

    // Daten an das LCD senden
    i2c_write_blocking(I2C_PORT, LCD_ADDR, data, 4, false);
    sleep_ms(2);  // Kurze Pause zur Verarbeitung
}

/**
 * Sendet einen Befehl an das LCD
 * @param cmd: Der Befehlscode
 */
void lcd_send_command(uint8_t cmd) {
    lcd_send_byte(cmd, 0);
}

/**
 * Sendet ein Zeichen an das LCD
 * @param data: Das darzustellende Zeichen
 */
void lcd_send_data(uint8_t data) {
    lcd_send_byte(data, 1);
}

/**
 * Initialisiert das LCD im 4-Bit-Modus
 */
void lcd_init() {
    sleep_ms(50);  // Wartezeit nach dem Einschalten des Displays

    // Initialisierungssequenz für den 4-Bit-Modus
    lcd_send_command(0x03);
    sleep_ms(5);
    lcd_send_command(0x03);
    sleep_us(150);
    lcd_send_command(0x03);
    lcd_send_command(0x02);  // Umschalten auf 4-Bit-Modus

    // LCD Grundeinstellungen
    lcd_send_command(0x28);  // 4-Bit Modus, 2 Zeilen, 5x8 Punkte
    lcd_send_command(0x0C);  // Display ein, Cursor aus
    lcd_send_command(0x06);  // Cursor nach rechts bewegen
    lcd_send_command(0x01);  // Display löschen
    sleep_ms(2);
}

/**
 * Schreibt einen String auf das LCD
 * @param str: Der anzuzeigende String
 */
void lcd_print(const char *str) {
    while (*str) {
        lcd_send_data(*str++);
    }
}

/**
 * Setzt den Cursor auf eine bestimmte Position
 * @param row: Die Zeile (0 oder 1)
 * @param col: Die Spalte (0 bis 15)
 */
void lcd_set_cursor(uint8_t row, uint8_t col) {
    uint8_t pos = (row == 0) ? (0x80 + col) : (0xC0 + col);
    lcd_send_command(pos);
}

int main() {
    // Standardausgabe initialisieren (für Debugging über USB)
    stdio_init_all();
    
    // I2C-Schnittstelle initialisieren (100 kHz)
    i2c_init(I2C_PORT, 100000);
    gpio_set_function(4, GPIO_FUNC_I2C);  // SDA-Pin
    gpio_set_function(5, GPIO_FUNC_I2C);  // SCL-Pin
    gpio_pull_up(4);
    gpio_pull_up(5);

    // LCD initialisieren
    lcd_init();

    // Text auf LCD anzeigen
    lcd_set_cursor(0, 0);
    lcd_print("Hallo, Pico!");

    lcd_set_cursor(1, 0);
    lcd_print("I2C LCD Test");

    // Endlosschleife
    while (1) {
        sleep_ms(1000);
    }

    return 0;
}