#include "pcf8563.h"
#include "../App/system.h"

// 动态引脚对调全局标志 (0: 默认 SCL=P3.2, SDA=P3.3; 1: 对调 SCL=P3.3, SDA=P3.2)
volatile u8 i2c_swapped = 0;

static void SCL_W(u8 val)
{
    if (!i2c_swapped) P32 = val;
    else P33 = val;
}

static void SDA_W(u8 val)
{
    if (!i2c_swapped) P33 = val;
    else P32 = val;
}

static u8 SDA_R(void)
{
    if (!i2c_swapped) return P33;
    else return P32;
}

// 动态延时参数 (单位: us)
volatile u8 i2c_delay_us = 30;

/**
 * @brief I2C 产生起始信号 (START)
 */
static void I2C_Start(void)
{
    SDA_W(1);
    SCL_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SDA_W(0);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SCL_W(0);
    Delay_us(i2c_delay_us);
}

/**
 * @brief I2C 产生停止信号 (STOP)
 */
static void I2C_Stop(void)
{
    SDA_W(0);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SCL_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SDA_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
}

/**
 * @brief I2C 发送应答/非应答信号
 * @param ack 1: ACK(0), 0: NACK(1)
 */
static void I2C_SendAck(bit ack)
{
    SDA_W(!ack);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SCL_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SCL_W(0);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SDA_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
}

/**
 * @brief I2C 等待从机应答 (Wait ACK)
 * @return bit 1: 收到应答, 0: 未收到应答
 */
static bit I2C_WaitAck(void)
{
    u8 retry = 0;
    SDA_W(1); // 释放 SDA 接收 ACK
    Delay_us(i2c_delay_us);
    SCL_W(1);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    while (SDA_R()) {
        retry++;
        Delay_us(5);
        if (retry > 250) {
            I2C_Stop();
            return 0; // 超时未收到 ACK 应答，立即优雅退出，防止死锁
        }
    }
    SCL_W(0);
    Delay_us(i2c_delay_us);
    return 1;
}

/**
 * @brief I2C 发送单字节数据
 * @param dat 待发送 of 字节数据
 */
static void I2C_SendByte(u8 dat)
{
    u8 i;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        SDA_W((dat & 0x80) ? 1 : 0);
        Delay_us(i2c_delay_us);
        SCL_W(1);
        Delay_us(i2c_delay_us);
        SCL_W(0);
        Delay_us(i2c_delay_us);
        dat <<= 1;
    }
    SDA_W(1); // 释放 SDA 接收 ACK
    Delay_us(i2c_delay_us);
}

/**
 * @brief I2C 读取单字节数据
 * @return u8 接收到的字节数据
 */
static u8 I2C_ReadByte(void)
{
    u8 i, dat = 0;
    SDA_W(1); // 设为输入
    Delay_us(i2c_delay_us);
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        dat <<= 1;
        SCL_W(1);
        Delay_us(i2c_delay_us);
        if (SDA_R()) {
            dat |= 0x01;
        }
        SCL_W(0);
        Delay_us(i2c_delay_us);
    }
    return dat;
}

/* ====== BCD 与二进制 10 进制互转辅助函数 ====== */

static u8 BCD2DEC(u8 bcd)
{
    return ((bcd >> 4) * 10) + (bcd & 0x0F);
}

static u8 DEC2BCD(u8 dec)
{
    return (((dec / 10) << 4) | (dec % 10));
}

static void I2C_ReleaseBus(void)
{
    u8 i;
    SDA_W(1);
    SCL_W(1);
    Delay_us(30);
    
    // 如果 SDA 被拉低，说明总线被死锁占用
    if (SDA_R() == 0) {
        for (i = 0; i < 9; i++) {
            SCL_W(0);
            Delay_us(30);
            SCL_W(1);
            Delay_us(30);
            if (SDA_R() == 1) {
                break; // 从机已释放总线，提前退出
            }
        }
    }
    
    // 强制产生停止条件恢复空闲
    SDA_W(0);
    Delay_us(30);
    SCL_W(1);
    Delay_us(30);
    SDA_W(1);
    Delay_us(30);
}

/* ====== PCF8563 驱动核心接口 ====== */

bit PCF8563_Init(void)
{
    // 1. 默认引脚尝试 (SCL=P3.2, SDA=P3.3)
    i2c_swapped = 0;
    I2C_ReleaseBus(); // 强力总线死锁释放
    
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(PCF8563_ADDR_WRITE);
    if (I2C_WaitAck()) {
        Uart_SendString("[RTC] Detected Normal pin mapping (SCL=P32, SDA=P33)\r\n");
    } else {
        // 2. 尝试对调引脚 (SCL=P3.3, SDA=P3.2)
        I2C_Stop();
        i2c_swapped = 1;
        I2C_ReleaseBus(); // 强力总线死锁释放
        
        I2C_Start();
        I2C_SendByte(PCF8563_ADDR_WRITE);
        if (I2C_WaitAck()) {
            Uart_SendString("[RTC] Detected SWAPPED pin mapping (SCL=P33, SDA=P32)!\r\n");
        } else {
            // 恢复默认，防止干扰
            i2c_swapped = 0;
            Uart_SendString("[RTC-ERR] PCF8563 Offline on both normal/swapped pins!\r\n");
            return 0;
        }
    }

    I2C_SendByte(REG_CTRL_STATUS1);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(0x00); // 正常模式，不停止芯片计数
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;
    I2C_Stop();

    return 1;
}

void PCF8563_ScanDiagnostic(void)
{
    u16 addr;
    u8 found = 0;

    Uart_SendString("[I2C-SCAN] --- 1. Scanning with default pins (SCL=P32, SDA=P33) ---\r\n");
    i2c_swapped = 0;
    for (addr = 0x02; addr < 0x100; addr += 2) {
        I2C_Start();
        I2C_SendByte((u8)addr);
        if (I2C_WaitAck()) {
            Uart_SendString("[I2C-SCAN] Device Found: 0x");
            Uart_SendHex8((u8)addr);
            Uart_SendString("\r\n");
            found = 1;
        }
        I2C_Stop();
        Delay_ms(2);
    }

    Uart_SendString("[I2C-SCAN] --- 2. Scanning with SWAPPED pins (SCL=P33, SDA=P32) ---\r\n");
    i2c_swapped = 1;
    for (addr = 0x02; addr < 0x100; addr += 2) {
        I2C_Start();
        I2C_SendByte((u8)addr);
        if (I2C_WaitAck()) {
            Uart_SendString("[I2C-SCAN] Device Found: 0x");
            Uart_SendHex8((u8)addr);
            Uart_SendString("\r\n");
            found = 1;
        }
        I2C_Stop();
        Delay_ms(2);
    }

    // 扫描结束后，根据 init 侦测结果重新绑定，此处临时归零
    i2c_swapped = 0;
    Uart_SendString("[I2C-SCAN] Dual-mode Address Scan Completed!\r\n");
}

/**
 * @brief 从 PCF8563 连续读取时间与日期 (秒/分/时/日/星期/月/年，寄存器 0x02~0x08 地址连续)
 */
bit PCF8563_ReadDateTime(u8 *hour, u8 *min, u8 *sec, u8 *day, u8 *month, u8 *year)
{
    u8 raw_sec, raw_min, raw_hour, raw_day, raw_weekday, raw_month, raw_year;

    I2C_Start();
    I2C_SendByte(PCF8563_ADDR_WRITE);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    // 设置起始读取地址为 0x02 (REG_VL_SECONDS)
    I2C_SendByte(REG_VL_SECONDS);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    // 重新产生 Start 读取数据
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(PCF8563_ADDR_READ);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    raw_sec = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(1);

    raw_min = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(1);

    raw_hour = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(1);

    raw_day = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(1);

    raw_weekday = I2C_ReadByte(); // 星期寄存器不使用，芯片自身的星期在改日期后可能与实际不符
    I2C_SendAck(1);
    (void)raw_weekday;

    raw_month = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(1);

    raw_year = I2C_ReadByte();
    I2C_SendAck(0); // 发送 NACK 结束连续读取

    I2C_Stop();

    // 解析 BCD 数据 (掩码屏蔽无效位)
    *sec   = BCD2DEC(raw_sec & 0x7F);
    *min   = BCD2DEC(raw_min & 0x7F);
    *hour  = BCD2DEC(raw_hour & 0x3F);
    *day   = BCD2DEC(raw_day & 0x3F);
    *month = BCD2DEC(raw_month & 0x1F); // 忽略 bit7 世纪位，固定按 2000~2099 处理
    *year  = BCD2DEC(raw_year);

    return 1;
}

/**
 * @brief 将时间与日期一次性连续写入 PCF8563 RTC 芯片 (寄存器 0x02~0x08 共 7 字节连续写入)
 */
bit PCF8563_WriteDateTime(u8 hour, u8 min, u8 sec, u8 day, u8 month, u8 year, u8 weekday)
{
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(PCF8563_ADDR_WRITE);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(REG_VL_SECONDS);
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(sec & 0x7F));
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(min & 0x7F));
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(hour & 0x3F));
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(day & 0x3F));
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(weekday & 0x07); // 星期不是 BCD，直接写 0~6
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(month & 0x1F)); // bit7 世纪位固定写 0，不处理跨世纪
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_SendByte(DEC2BCD(year));
    if (!I2C_WaitAck()) return 0;

    I2C_Stop();

    return 1;
}

bit PCF8563_TryReadDiagnostic(void)
{
    u8 val = 0;
    
    Uart_SendString("[I2C-DIAG] --- Test 1: Trying 30us Delay (30kHz) ---\r\n");
    i2c_delay_us = 30;
    
    i2c_swapped = 0;
    I2C_ReleaseBus();
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(0xA2);
    if (I2C_WaitAck()) {
        Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=0, 30us) 0xA2 ACK OK\r\n");
        I2C_SendByte(0x00);
        if (I2C_WaitAck()) {
            I2C_Start();
            I2C_SendByte(0xA3);
            if (I2C_WaitAck()) {
                val = I2C_ReadByte();
                I2C_SendAck(0);
                I2C_Stop();
                Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=0, 30us) Success! Reg 0x00=0x");
                Uart_SendHex8(val);
                Uart_SendString("\r\n");
                return 1;
            }
        }
    }
    I2C_Stop();

    i2c_swapped = 1;
    I2C_ReleaseBus();
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(0xA2);
    if (I2C_WaitAck()) {
        Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=1, 30us) 0xA2 ACK OK\r\n");
        I2C_SendByte(0x00);
        if (I2C_WaitAck()) {
            I2C_Start();
            I2C_SendByte(0xA3);
            if (I2C_WaitAck()) {
                val = I2C_ReadByte();
                I2C_SendAck(0);
                I2C_Stop();
                Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=1, 30us) Success! Reg 0x00=0x");
                Uart_SendHex8(val);
                Uart_SendString("\r\n");
                return 1;
            }
        }
    }
    I2C_Stop();

    Uart_SendString("[I2C-DIAG] --- Test 2: Retrying with ultra-slow 200us Delay (2.5kHz) ---\r\n");
    i2c_delay_us = 200;

    i2c_swapped = 0;
    I2C_ReleaseBus();
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(0xA2);
    if (I2C_WaitAck()) {
        Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=0, 200us) 0xA2 ACK OK\r\n");
        I2C_SendByte(0x00);
        if (I2C_WaitAck()) {
            I2C_Start();
            I2C_SendByte(0xA3);
            if (I2C_WaitAck()) {
                val = I2C_ReadByte();
                I2C_SendAck(0);
                I2C_Stop();
                Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=0, 200us) Success! Reg 0x00=0x");
                Uart_SendHex8(val);
                Uart_SendString("\r\n");
                return 1;
            }
        }
    }
    I2C_Stop();

    i2c_swapped = 1;
    I2C_ReleaseBus();
    I2C_Start();
    I2C_SendByte(0xA2);
    if (I2C_WaitAck()) {
        Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=1, 200us) 0xA2 ACK OK\r\n");
        I2C_SendByte(0x00);
        if (I2C_WaitAck()) {
            I2C_Start();
            I2C_SendByte(0xA3);
            if (I2C_WaitAck()) {
                val = I2C_ReadByte();
                I2C_SendAck(0);
                I2C_Stop();
                Uart_SendString("[I2C-DIAG] (swapped=1, 200us) Success! Reg 0x00=0x");
                Uart_SendHex8(val);
                Uart_SendString("\r\n");
                return 1;
            }
        }
    }
    I2C_Stop();

    // 恢复默认设置
    i2c_swapped = 0;
    i2c_delay_us = 30;
    Uart_SendString("[I2C-DIAG] Both 30us and 200us diagnostic trial failed.\r\n");
    return 0;
}