#define F_CPU 16000000UL

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

int main(void)
{
    uint16_t valor_adc;
    uint16_t largura_pulso;

    // ==================================================
    // 1. CONFIGURAÇÃO DO ADC
    // ==================================================

    // PC0 / ADC0 como entrada
    // No Arduino Uno corresponde ao pino A0
    DDRC &= ~(1 << PC0);

    // Seleciona:
    // REFS0 = 1: referência AVcc, normalmente 5 V
    // ADLAR = 0: resultado alinhado à direita
    // MUX3:0 = 0000: canal ADC0
    ADMUX = (1 << REFS0);

    // Configura o ADC:
    // ADEN = 1: habilita o ADC
    // ADPS2:0 = 111: prescaler igual a 128
    //
    // Clock do ADC:
    // 16 MHz / 128 = 125 kHz
    ADCSRA = (1 << ADEN)  |
             (1 << ADPS2) |
             (1 << ADPS1) |
             (1 << ADPS0);

    // ==================================================
    // 2. CONFIGURAÇÃO DO TIMER1 PARA O SERVO
    // ==================================================

    // PB1 / OC1A como saída
    // No Arduino Uno corresponde ao pino digital 9
    DDRB |= (1 << PB1);

    // Timer1 em Fast PWM, modo 14
    // TOP definido por ICR1
    // Saída OC1A em modo não invertido
    TCCR1A = (1 << COM1A1) |
             (1 << WGM11);

    // Completa a seleção do modo 14
    // Prescaler igual a 8
    TCCR1B = (1 << WGM13) |
             (1 << WGM12) |
             (1 << CS11);

    /*
     * Clock do Timer1:
     *
     * 16 MHz / 8 = 2 MHz
     *
     * Cada contagem dura:
     *
     * 1 / 2 MHz = 0,5 us
     */

    /*
     * Período desejado para o servo: 20 ms
     *
     * 20 ms / 0,5 us = 40000 contagens
     *
     * Como o contador vai de 0 até ICR1:
     */

    ICR1 = 39999;

    /*
     * Posição inicial do servo:
     *
     * 3000 contagens × 0,5 us = 1,5 ms
     *
     * Pulso de 1,5 ms corresponde aproximadamente
     * à posição central.
     */

    OCR1A = 3000;

    // ==================================================
    // 3. SUPERLOOP
    // ==================================================

    while (1)
    {
        // Inicia uma conversão ADC
        ADCSRA |= (1 << ADSC);

        // Aguarda o término da conversão
        // O bit ADSC volta automaticamente para zero
        while (ADCSRA & (1 << ADSC))
        {
        }

        // Lê o resultado do ADC
        // Faixa: 0 a 1023
        valor_adc = ADC;

        /*
         * Converte o valor do ADC para largura de pulso:
         *
         * ADC = 0    -> OCR1A = 2000 -> pulso de 1 ms
         * ADC = 512  -> OCR1A ≈ 3000 -> pulso de 1,5 ms
         * ADC = 1023 -> OCR1A = 4000 -> pulso de 2 ms
         */

        largura_pulso =
            2000 + ((uint32_t)valor_adc * 2000) / 1023;

        // Atualiza a largura do pulso do servo
        OCR1A = largura_pulso;

        // Pequeno intervalo entre as leituras
        _delay_ms(20);
    }
}