/**
 * bldc_bemf.c — 反电动势过零检测实现
 *
 * 端电压比较法:
 *   1. 三相端电压经 ADC 采样
 *   2. 软件计算虚拟中点 V_mid = (V_U + V_V + V_W) / 3
 *   3. 悬空相电压与中点比较, 符号变化即为过零
 *   4. 3点滑动平均滤波去噪
 *
 * ADC 采样时序:
 *   TIM1 中心对齐模式, 在 PWM 周期中点 (CNT=ARR/2) 触发 ADC 注入组
 *   此时下管导通, 开关噪声最小, 采样值稳定
 */

#include "bldc_bemf.h"
#include "bldc_comm.h"

/* 内联 abs 避免 stdlib 依赖 */
#define ABS(x)  ((x) < 0 ? -(x) : (x))

/* ==================== 全局变量 (在 bldc_hw.h 中 extern 声明) ==================== */
volatile uint16_t g_adc_raw[ADC_INJ_CH_COUNT]    = {0};
volatile uint16_t g_adc_filtered[3]               = {0};
volatile uint16_t g_bemf_samples[3][BEMF_FILTER_TAPS] = {{0}};
volatile uint8_t  g_bemf_idx[3]                   = {0};

/* 过零检测内部状态 */
static int16_t  s_last_bemf_diff[3]  = {0, 0, 0};  /* 上次悬空相与中点差值 */
static uint8_t  s_valid_zc_count     = 0;           /* 连续有效过零计数 */
static uint8_t  s_last_zc_phase      = 0xFF;        /* 上次过零相位, 防止重复计数 */

/* ==================== 初始化 ==================== */
void BEMF_Init(void)
{
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        g_bemf_idx[i] = 0;
        s_last_bemf_diff[i] = 0;
        for (int j = 0; j < BEMF_FILTER_TAPS; j++) {
            g_bemf_samples[i][j] = 0;
            g_adc_filtered[i] = 0;
        }
    }
    s_valid_zc_count = 0;
    s_last_zc_phase = 0xFF;
}

/* ==================== 滑动平均滤波 ==================== */
/* 对三相各自维护 BEMF_FILTER_TAPS=3 的滑动窗口 */
void BEMF_UpdateFilter(void)
{
    for (int phase = 0; phase < 3; phase++) {
        uint8_t idx = g_bemf_idx[phase];
        g_bemf_samples[phase][idx] = g_adc_raw[phase];

        uint32_t sum = 0;
        for (int j = 0; j < BEMF_FILTER_TAPS; j++) {
            sum += g_bemf_samples[phase][j];
        }
        g_adc_filtered[phase] = (uint16_t)(sum / BEMF_FILTER_TAPS);

        if (++idx >= BEMF_FILTER_TAPS) idx = 0;
        g_bemf_idx[phase] = idx;
    }
}

/* ==================== 过零检测 ==================== */
/*
 * 检测原理:
 *   悬空相的端电压 V_bemf 在 PWM-ON 调制下呈现中性点电压 ± BEMF 的形状
 *   过零点 = V_bemf 穿越 V_mid (虚拟中点) 的时刻
 *
 *   判断: diff = V_bemf - V_mid
 *     正半周: diff > 0
 *     负半周: diff < 0
 *     过零: diff 符号发生变化
 *
 *   为避免噪声误触发, 加死区阈值 (ADC 码值, ~20mV):
 *     |diff| < BEMF_DEADBAND 认为未穿过
 */
#define BEMF_DEADBAND   8   /* ADC 码值死区, 对应 ~6.4mV (3300/4096 ≈ 0.8mV/LSB, 8 × 0.8 = 6.4mV) */

/* 过零后延迟计数 — 用于 30° 延迟换相 */
/* 在 TIM1 中断中以 get_zc_delay_count() 获取延迟 PWM 周期数 */
static uint16_t s_zc_delay_pwm = 0;   /* 需延迟的 PWM 周期计数 */
static uint16_t s_zc_delay_cnt = 0;   /* 当前延迟计数器 */

/* 设置延迟时间 (基于上次换相间隔) */
/* delay_count = T_comm / 2 / T_pwm = comm_interval_pwm / 2 */
__STATIC_INLINE void BEMF_SetDelayCount(uint16_t comm_interval_pwm)
{
    s_zc_delay_pwm = comm_interval_pwm >> 1;  /* 30° = 半个换相周期 */
    if (s_zc_delay_pwm < 2) s_zc_delay_pwm = 2;  /* 最小延迟 2 个 PWM 周期 */
    s_zc_delay_cnt = 0;
}

/* 延迟计数器递增, 返回 1 = 延迟时间到, 可以换相 */
__STATIC_INLINE uint8_t BEMF_DelayTick(void)
{
    if (s_zc_delay_cnt < s_zc_delay_pwm) {
        s_zc_delay_cnt++;
        return 0;
    }
    return 1;
}

/* ==================== 过零检测核心逻辑 ==================== */
/*
 * 在 TIM1_UP_IRQHandler 中调用, 每 PWM 周期执行一次
 * 返回 1: 检测到过零且通过了有效性检查
 */
uint8_t BEMF_DetectZeroCross(uint32_t current_step)
{
    /* 1. 确定悬空相 */
    uint8_t float_phase = COMM_GetFloatingPhase(current_step);

    /* 2. 获取悬空相的滤波后 ADC 值 */
    uint16_t bemf_val = g_adc_filtered[float_phase];

    /* 3. 计算虚拟中点 */
    uint16_t v_mid = BEMF_CalcMidpoint();

    /* 4. 计算差值 (有符号) */
    int16_t diff = (int16_t)bemf_val - (int16_t)v_mid;

    /* 5. 判断符号变化 (过零) */
    int16_t prev_diff = s_last_bemf_diff[float_phase];
    uint8_t zc = 0;

    if ((prev_diff > 0 && diff < 0) || (prev_diff < 0 && diff > 0)) {
        /* 符号变化, 但需确认幅度超过死区 */
        if (ABS(diff) > BEMF_DEADBAND) {
            zc = 1;
        }
    }

    /* 更新上次差值 */
    s_last_bemf_diff[float_phase] = diff;

    /* 6. 过零有效性检查 */
    if (zc) {
        /* 防止同一电周期内重复计: 连续两次过零不能在同一相 */
        if (float_phase != s_last_zc_phase) {
            s_valid_zc_count++;
            s_last_zc_phase = float_phase;

            /* 根据换相间隔设置 30° 延迟时间 */
            /* comm_interval_pwm 在换相时更新, 此处直接用全局值 */
            BEMF_SetDelayCount(g_comm_interval_pwm);

            return 1;  /* 有效过零 */
        }
    }

    return 0;  /* 无过零 */
}

/* ==================== 连续过零计数管理 ==================== */
void BEMF_ClearZcCount(void)
{
    s_valid_zc_count = 0;
    s_last_zc_phase = 0xFF;
}

uint8_t BEMF_GetValidZcCount(void)
{
    return s_valid_zc_count;
}

/* ==================== 30° 延迟查询接口 (换相时调用) ==================== */
/* 主中断中每 PWM 周期调用延迟 tick, 然后查询是否可换相 */
uint8_t BEMF_IsDelayDone(void)
{
    return BEMF_DelayTick();
}