#include <Wire.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <stdio.h>

// =====================================================
// STM32L031K6 / NUCLEO-L031K6 I2C 腳位
// 板子預設焊橋：
//   PB7 -> Nucleo D4 -> OLED SDA
//   PB6 -> Nucleo D5 -> OLED SCL
// OLED 請使用 3.3V 供電
// =====================================================

#define OLED_SDA_PIN PB7
#define OLED_SCL_PIN PB6

// SSD1315 使用 SSD1306 相容驅動
// _1_ 分頁模式，可減少 STM32L031K6 SRAM 使用量
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_1_HW_I2C u8g2(
  U8G2_R0,
  U8X8_PIN_NONE
);

// 每個畫面停留時間
const uint32_t DISPLAY_TIME_MS = 500;


// =====================================================
// 低電量圖示
// 數值 <= 10 時，直接顯示這個原始圖案
// =====================================================

static const unsigned char image_battery_0_bits[] U8X8_PROGMEM = {
  0x00,0x00,0x00,0xf0,0xff,0x7f,0x08,0x00,
  0x80,0x08,0x02,0x82,0x0e,0x04,0x81,0x01,
  0x88,0x80,0x01,0x50,0x80,0x01,0x20,0x80,
  0x01,0x50,0x80,0x01,0x88,0x80,0x0e,0x04,
  0x81,0x08,0x02,0x82,0x08,0x00,0x80,0xf0,
  0xff,0x7f,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
};


// =====================================================
// 畫右上角電池
// 電池凸點在左側，電量從右向左增加
// =====================================================

void drawBattery(uint8_t value) {
  const uint8_t x = 104;
  const uint8_t y = 2;

  if (value > 100) {
    value = 100;
  }

  // 0～10：顯示低電量圖案
  if (value <= 10) {
    u8g2.drawXBMP(
      x,
      y,
      24,
      16,
      image_battery_0_bits
    );
    return;
  }

  const uint8_t bodyX = x + 4;
  const uint8_t bodyY = y + 1;
  const uint8_t bodyWidth = 19;
  const uint8_t bodyHeight = 13;

  // 電池主體外框
  u8g2.drawFrame(
    bodyX,
    bodyY,
    bodyWidth,
    bodyHeight
  );

  // 左側電池凸點
  u8g2.drawBox(
    x + 1,
    y + 4,
    3,
    7
  );

  const uint8_t fillAreaX = bodyX + 2;
  const uint8_t fillAreaY = bodyY + 2;
  const uint8_t maxFillWidth = bodyWidth - 4;
  const uint8_t fillHeight = bodyHeight - 4;

  uint8_t fillWidth =
    ((uint16_t)maxFillWidth * value) / 100;

  if (fillWidth < 1) {
    fillWidth = 1;
  }

  // 電量從右側往左側增加
  const uint8_t fillX =
    fillAreaX + maxFillWidth - fillWidth;

  u8g2.drawBox(
    fillX,
    fillAreaY,
    fillWidth,
    fillHeight
  );
}


// =====================================================
// 顯示中央數字
// =====================================================

void drawValue(uint8_t value) {
  char valueText[4];

  // 使用標準格式化函式，避免不同 MCU 的 itoa 相容性差異
  snprintf(valueText, sizeof(valueText), "%u", (unsigned int)value);

  u8g2.setFont(u8g2_font_logisoso38_tn);

  const int16_t textWidth = u8g2.getStrWidth(valueText);
  const int16_t textX = (128 - textWidth) / 2;

  u8g2.drawStr(
    textX,
    62,
    valueText
  );
}


// =====================================================
// 畫無限大符號的一條路徑
// =====================================================

void drawInfinityPath(int8_t yOffset) {
  // 左半部
  u8g2.drawLine(64, 46 + yOffset, 55, 36 + yOffset);
  u8g2.drawLine(55, 36 + yOffset, 45, 31 + yOffset);
  u8g2.drawLine(45, 31 + yOffset, 36, 34 + yOffset);
  u8g2.drawLine(36, 34 + yOffset, 30, 41 + yOffset);
  u8g2.drawLine(30, 41 + yOffset, 28, 46 + yOffset);
  u8g2.drawLine(28, 46 + yOffset, 30, 51 + yOffset);
  u8g2.drawLine(30, 51 + yOffset, 36, 58 + yOffset);
  u8g2.drawLine(36, 58 + yOffset, 45, 61 + yOffset);
  u8g2.drawLine(45, 61 + yOffset, 55, 56 + yOffset);
  u8g2.drawLine(55, 56 + yOffset, 64, 46 + yOffset);

  // 右半部
  u8g2.drawLine(64, 46 + yOffset, 73, 36 + yOffset);
  u8g2.drawLine(73, 36 + yOffset, 83, 31 + yOffset);
  u8g2.drawLine(83, 31 + yOffset, 92, 34 + yOffset);
  u8g2.drawLine(92, 34 + yOffset, 98, 41 + yOffset);
  u8g2.drawLine(98, 41 + yOffset, 100, 46 + yOffset);
  u8g2.drawLine(100, 46 + yOffset, 98, 51 + yOffset);
  u8g2.drawLine(98, 51 + yOffset, 92, 58 + yOffset);
  u8g2.drawLine(92, 58 + yOffset, 83, 61 + yOffset);
  u8g2.drawLine(83, 61 + yOffset, 73, 56 + yOffset);
  u8g2.drawLine(73, 56 + yOffset, 64, 46 + yOffset);
}


// =====================================================
// 畫較粗的無限大符號
// =====================================================

void drawInfinity() {
  drawInfinityPath(-1);
  drawInfinityPath(0);
  drawInfinityPath(1);
}


// =====================================================
// 畫完整畫面
// =====================================================

void drawScreen(uint8_t value, bool showInfinity) {
  u8g2.setFontMode(1);
  u8g2.setBitmapMode(1);

  if (showInfinity) {
    drawBattery(100);
    drawInfinity();
  }
  else {
    drawBattery(value);
    drawValue(value);
  }
}


// =====================================================
// 初始化
// =====================================================

void setup() {
  // STM32duino 必須在 Wire.begin() 之前指定 I2C 腳位。
  // u8g2.begin() 內部會啟動 Wire。
  Wire.setSDA(OLED_SDA_PIN);
  Wire.setSCL(OLED_SCL_PIN);

  // Wokwi 的 SSD1306 預設位址為 0x3C
  u8g2.setI2CAddress(0x3C << 1);
  u8g2.begin();
}


// =====================================================
// 主程式
// =====================================================

void loop() {
  static uint8_t value = 0;
  static bool showInfinity = false;

  u8g2.firstPage();

  do {
    drawScreen(value, showInfinity);
  }
  while (u8g2.nextPage());

  delay(DISPLAY_TIME_MS);

  if (showInfinity) {
    showInfinity = false;
    value = 0;
  }
  else if (value >= 100) {
    showInfinity = true;
  }
  else {
    value += 5;
  }
}