/*
  Программа для управления лабораторным блоком питания 0-25В 0-2.5А
  с защитой от перескока значений через 0
*/

#define KALL_U 214        // Коэффициент калибровки напряжения (ШИМ)
#define KALL_I 1325       // Коэффициент калибровки тока (ШИМ)
#define KALL_I_IZ 0.820   // Коэффициент калибровки измерения тока
#define KALL_U_IZ 1.090   // Коэффициент калибровки измерения напряжения

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <EEPROM.h>
#include <EncButton.h>

// Инициализация энкодера с кнопкой (CLK=5, DT=6, SW=7)
EncButton enc(5, 6, 7);

// Инициализация LCD (адрес 0x27, 16 символов, 2 строки)
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); 

// Глобальные переменные
int16_t u = 0, i = 0;        // Установленные значения (u: 0-2500=0.0-25.0V, i: 0-2500=0.00-2.50A)
float u_iz, i_iz;             // Измеренные значения
unsigned long settingsTimer;   // Таймер автосохранения
uint32_t i_sum = 0, u_sum = 0;// Сумматоры для усреднения
bool iu = 0, displayUpdate = 0, saveFlag = 0;
bool power = 0;               // Состояние выхода
uint16_t n = 0, m = 0;        // Счетчики усреднения
int i_dig, u_dig;             // Сырые значения АЦП

// Для частичного обновления дисплея
char last_u_iz_str[6] = "";
char last_i_iz_str[6] = "";
char last_u_set_str[6] = "";
char last_i_set_str[6] = "";
char last_state_str[4] = "";
bool last_iu = false;
bool last_power = false;

// Для ускоренного вращения энкодера
unsigned long lastTurnTime = 0;
uint8_t acceleration = 1;     // Текущий множитель скорости

void updateDisplay();

// ================================= НАСТРОЙКА УСТРОЙСТВА =================================
void setup() {
  delay(200);
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  
  // Настройка энкодера
  enc.setHoldTimeout(800);     // Длительное нажатие 800 мс
  
  // Инициализация EEPROM
  if (EEPROM.read(100) != 0) {
    for (int addr = 0; addr < 101; addr++) EEPROM.update(addr, 0);
  }
  
  // Загрузка с повышенной точностью и защитой от перескока
  u = constrain(EEPROM.read(0) * 10, 0, 2500);     // 0-2500 = 0.0-25.0V
  i = constrain(EEPROM.read(1) * 100, 0, 2500);    // 0-2500 = 0.00-2.50A
  
  // Настройка АЦП
  analogReference(DEFAULT);
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode(A1, INPUT);
  
  // Настройка ШИМ (Timer1, два канала)
  cli();
  DDRB |= (1 << PB1) | (1 << PB2);  // D9 и D10
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;
  TCCR1A = (1 << COM1A1) | (1 << COM1B1) | (1 << WGM11);
  TCCR1B = (1 << WGM13) | (1 << WGM12) | (1 << CS10);
  ICR1 = 10000;
  OCR1A = 0;  // Напряжение
  OCR1B = 0;  // Ток
  sei();
  
  // Приветствие
  lcd.setCursor(2, 0);
  lcd.print("POWER SUPPLY");
  lcd.setCursor(2, 1);
  lcd.print("0-25V 0-2.5A");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  
  // Применение настроек
  OCR1A = KALL_U * u / 100;      // Напряжение
  OCR1B = KALL_I * i / 10000.0;  // Ток
  
  settingsTimer = millis();
  displayUpdate = true;
}

// ================================= ОСНОВНОЙ ЦИКЛ =================================
void loop() {
  static uint32_t btn_timer = 0;
  enc.tick();
  
  // Обработка кнопки энкодера (с антидребезгом)
  if (enc.click() && millis() - btn_timer > 200) {
    iu = !iu;
    btn_timer = millis();
    settingsTimer = millis();
    displayUpdate = true;
    saveFlag = true;
  }
  
  // Длительное нажатие - вкл/выкл выхода
  if (enc.hold() && millis() - btn_timer > 200) {
    power = !power;
    btn_timer = millis();
    
    if (power) {
      OCR1A = 0;  // Сброс напряжения
      OCR1B = 0;  // Сброс тока
    } else {
      OCR1A = KALL_U * u / 100;
      OCR1B = KALL_I * i / 10000.0;
    }
    
    settingsTimer = millis();
    displayUpdate = true;
    saveFlag = true;
  }
  
  // Обработка вращения энкодера с ускорением
  if (enc.turn()) {
    // Определение ускорения
    unsigned long currentTime = millis();
    if (currentTime - lastTurnTime < 100) {
      acceleration = 5;  // Быстрое вращение
    } else {
      acceleration = 1;  // Обычное вращение
    }
    lastTurnTime = currentTime;
    
    int8_t direction = enc.dir();
    
    // Защита от перескока через 0 и максимум
    if (!iu) {
      // Регулировка напряжения
      int16_t newU = u + direction * acceleration;
      
      // Защита от перехода через границы
      if (newU < 0) newU = 0;
      else if (newU > 2500) newU = 2500;
      
      u = newU;
      if (!power) OCR1A = KALL_U * u / 100;
    } else {
      // Регулировка тока
      int16_t newI = i + direction * acceleration;
      
      // Защита от перехода через границы
      if (newI < 0) newI = 0;
      else if (newI > 2500) newI = 2500;
      
      i = newI;
      if (!power) OCR1B = KALL_I * i / 10000.0;
    }
    
    settingsTimer = millis();
    displayUpdate = true;
    saveFlag = true;
  }

  // Измерение тока (усреднение 100 значений)
  i_dig = analogRead(A0);
  i_sum += i_dig;
  n++;
  if (n >= 100) {
    i_iz = i_sum / 100.0;
    i_sum = 0;
    n = 0;
    displayUpdate = true;
  }

  // Измерение напряжения (усреднение 100 значений)
  u_dig = analogRead(A1);
  u_sum += u_dig;
  m++;
  if (m >= 100) {
    u_iz = u_sum / 100.0;
    u_sum = 0;
    m = 0;
    displayUpdate = true;
  }
  
  // Обновление дисплея при необходимости
  if (displayUpdate) {
    updateDisplay();
    displayUpdate = false;
  }
  
  // Автосохранение через 5 секунд бездействия
  if (saveFlag && (millis() - settingsTimer > 5000)) {
    EEPROM.update(0, u / 10);   // Сохранение напряжения
    EEPROM.update(1, i / 100);  // Сохранение тока
    saveFlag = false;
    iu = false;
    displayUpdate = true;
  }
}

// ================================= ОБНОВЛЕНИЕ ДИСПЛЕЯ =================================
void updateDisplay() {
  // Форматирование значений
  char u_iz_str[6], i_iz_str[6], u_set_str[6], i_set_str[6], state_str[4];
  
  // Форматирование с правильным количеством знаков после запятой
  dtostrf(u_iz * KALL_U_IZ / 100.0, 4, 1, u_iz_str);      // "12.3"
  dtostrf(i_iz * KALL_I_IZ / 1000.0, 4, 2, i_iz_str);     // "1.23"
  dtostrf(u / 10.0, 4, 1, u_set_str);                     // "12.3"
  dtostrf(i / 100.0, 4, 2, i_set_str);                    // "1.23"
  strcpy(state_str, power ? "OFF" : "ON ");
  
  // Обновление только измененных частей
  if (strcmp(u_iz_str, last_u_iz_str) != 0) {
    lcd.setCursor(3, 0);
    lcd.print(u_iz_str);
    strcpy(last_u_iz_str, u_iz_str);
  }
  
  if (strcmp(i_iz_str, last_i_iz_str) != 0) {
    lcd.setCursor(3, 1);
    lcd.print(i_iz_str);
    strcpy(last_i_iz_str, i_iz_str);
  }
  
  if (strcmp(u_set_str, last_u_set_str) != 0) {
    lcd.setCursor(8, 0);
    lcd.print(u_set_str);
    strcpy(last_u_set_str, u_set_str);
  }
  
  if (strcmp(i_set_str, last_i_set_str) != 0) {
    lcd.setCursor(8, 1);
    lcd.print(i_set_str);
    strcpy(last_i_set_str, i_set_str);
  }
  
  if (iu != last_iu) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(iu ? "U  " : "U> ");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(iu ? "I> " : "I  ");
    last_iu = iu;
  }
  
  if (strcmp(state_str, last_state_str) != 0 || power != last_power) {
    lcd.setCursor(12, 1);
    lcd.print(state_str);
    strcpy(last_state_str, state_str);
    last_power = power;
  }
  
  // Статичные элементы (только при первом обновлении)
  static bool first_update = true;
  if (first_update) {
    lcd.setCursor(7, 0);
    lcd.print("V");
    lcd.setCursor(7, 1);
    lcd.print("A");
    lcd.setCursor(12, 0);
    lcd.print("OUT");
    first_update = false;
  }
}