/* ============================================================
 * L04 · 12 盏灯的十字路口与位掩码
 * 板型：STM32F103C8T6 Blue Pill @ Wokwi（64MHz）
 * 接线（与 L00 相同）：PA2 南北红 / PA3 南北黄 / PA4 南北绿 / PA5 东西红 / PA6 东西黄 / PA7 东西绿
 *   每条线并联 2 盏同色灯（北+南、东+西），每盏灯各串 220Ω 到 GND，高电平亮
 * ============================================================ */
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>

/* ---------- 十字路口的 6 条灯线 ----------
 *   PA2 = 南北 红     PA3 = 南北 黄     PA4 = 南北 绿
 *   PA5 = 东西 红     PA6 = 东西 黄     PA7 = 东西 绿
 * 6 个引脚 → 12 盏灯（同方向两个灯并联） */
#define LED_MASK  0xFCu                 /* 二进制 1111 1100：PA2~PA7 */
enum { C_RED = 0, C_YEL = 1, C_GRN = 2, C_OFF = 3 };

static const uint32_t LAMP[6] = { 1u<<2, 1u<<3, 1u<<4, 1u<<5, 1u<<6, 1u<<7 };

#define LED_MODE   GPIO_MODE_OUTPUT_PP
#define LED_SPEED  GPIO_SPEED_FREQ_LOW

static void leds_apply(uint8_t ns, uint8_t ew) {
  uint32_t set = 0;
  if (ns <= C_GRN) set |= LAMP[ns];
  if (ew <= C_GRN) set |= LAMP[3 + ew];
  GPIOA->BSRR = set | ((LED_MASK & ~set) << 16);
}

static uint8_t is_safe(uint8_t ns, uint8_t ew) {
  uint8_t ns_go = (ns == C_GRN || ns == C_YEL);
  uint8_t ew_go = (ew == C_GRN || ew == C_YEL);
  return !(ns_go && ew_go);
}

static uint8_t leds_set_safe(uint8_t ns, uint8_t ew) {
  if (!is_safe(ns, ew)) {
    printf("!! 拒绝：南北=%u 东西=%u 同时放行\r\n", ns, ew);
    return 0;
  }
  leds_apply(ns, ew);
  return 1;
}

// 【练习2：黄灯闪烁自检函数】
void warn_blink(uint8_t times)
{
    for(uint8_t k = 0; k < times; k++)
    {
        leds_apply(C_YEL, C_YEL);
        HAL_Delay(300);
        leds_apply(C_OFF, C_OFF);
        HAL_Delay(300);
    }
    leds_apply(C_RED, C_RED);
}

static void uart_init(void) {
  __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  GPIO_InitTypeDef g = {0};
  g.Pin = GPIO_PIN_9;
  g.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  g.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &g);
  g.Pin = GPIO_PIN_10;
  g.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  g.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &g);

  USART1->BRR = 556u;
  USART1->CR1 = USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE;
}

// 重定向printf
int _write(int fd, char *ptr, int len) {
  (void)fd;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE)) {}
    USART1->DR = (uint8_t)ptr[i];
  }
  return len;
}

// ========== 【已经修复结构体报错的时钟配置！重点】 ==========
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef o = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef c = {0};

  o.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  o.HSIState = RCC_HSI_ON;
  o.HSICalibrationValue = 16;

  o.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  o.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
  o.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16;

  if (HAL_RCC_OscConfig(&o) != HAL_OK)
  {
    for(;;) {}
  }

  c.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  c.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  c.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  c.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  c.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&c, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    for(;;) {}
  }
}

static void gpio_init(void) {
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  GPIO_InitTypeDef g = {0};
  g.Pin = LED_MASK;
  g.Mode = LED_MODE;
  g.Pull = GPIO_NOPULL;
  g.Speed = LED_SPEED;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &g);
  leds_apply(C_OFF, C_OFF);
}

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  gpio_init();
  uart_init();
  printf("\r\n=== L04 十字路口12灯，位掩码控制 ===\r\n");

  warn_blink(3);   //上电自检：全黄灯闪烁3次，结束自动切全红

  static const uint8_t  NS_STEP[4] = { C_GRN, C_YEL, C_RED, C_RED };
  static const uint8_t  EW_STEP[4] = { C_RED, C_RED, C_GRN, C_YEL };
  static const uint16_t DELAY[4]   = { 3000, 1500, 3000, 1500 };
  static const char *NAME[4] = { "南北绿", "南北黄", "东西绿", "东西黄" };

  for (;;) {
    for (uint8_t i = 0; i < 4; i++) {
      if (leds_set_safe(NS_STEP[i], EW_STEP[i])) {
        printf("相位：%s\r\n", NAME[i]);
      }
      HAL_Delay(DELAY[i]);
    }
    leds_set_safe(C_GRN, C_GRN);
    HAL_Delay(1000);
  }
}



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// 课堂作业（与课件第二小节一致；未完成的课下继续）
//
// 课堂练习1（基础）：在每次换相之间加入 1 秒“全红清场”
//   现在的循环是 南北绿→南北黄→东西绿→东西黄。请在“南北黄之后、东西绿之前”和“东西黄之后、南北绿之前”各加入 1 秒<b>全红</b>（四个方向都亮红灯），再进入下一相位。每个状态都用 printf 打印状态名。
//   提示：全红 = leds_apply(C_RED, C_RED)。
//
// 课堂练习2（提升）：函数 warn_blink()：全黄闪 3 次
//   写函数 <code>void warn_blink(uint8_t times)</code>：四个方向同时亮黄、灭，各 300ms，共闪 <code>times</code> 次，结束后恢复全红。上电时先调用 warn_blink(3) 做“自检”。
//   提示：亮黄 = leds_apply(C_YEL, C_YEL)；灭 = leds_apply(C_OFF, C_OFF)。
//
// 课堂练习3（挑战）：穷举 16 种组合，数出合法状态
//   南北、东西各有 4 种灯态（红、黄、绿、灭），共 16 种组合。写一个双重 for 循环，对每种组合调用 <code>is_safe()</code>，用串口打印“合法/非法”，并统计合法个数。
//   回答：①合法的有几种？②非法组合有什么共同点？
//   提示：C_RED=0, C_YEL=1, C_GRN=2, C_OFF=3；循环变量取 0~3。
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