/**
 * soft_i2c.c — 软件 I2C（GPIO 位操作），支持任意引脚
 *
 * 特性：
 *   - 不依赖硬件 I2C 外设，两根 GPIO 即可
 *   - 引脚在运行时通过 SoftI2C_Config 结构体传入
 *   - 传 NULL 则用编译时默认宏定义的引脚
 *   - 推挽输出 + 方向切换，不需要外部上拉
 */

#include "soft_i2c.h"

/*===========================================================================
 * 全局配置：保存当前使用的引脚
 *===========================================================================*/

static SoftI2C_Config g_i2c = {
    .scl_port = SOFT_I2C_SCL_PORT,
    .scl_pin  = SOFT_I2C_SCL_PIN,
    .sda_port = SOFT_I2C_SDA_PORT,
    .sda_pin  = SOFT_I2C_SDA_PIN,
};

/*===========================================================================
 * 引脚操作宏（展开后用 g_i2c 中的端口和引脚）
 *===========================================================================*/

#define SCL_HIGH()  GPIO_SetBits(g_i2c.scl_port, g_i2c.scl_pin)
#define SCL_LOW()   GPIO_ResetBits(g_i2c.scl_port, g_i2c.scl_pin)
#define SDA_HIGH()  GPIO_SetBits(g_i2c.sda_port, g_i2c.sda_pin)
#define SDA_LOW()   GPIO_ResetBits(g_i2c.sda_port, g_i2c.sda_pin)
#define SDA_READ()  GPIO_ReadInputDataBit(g_i2c.sda_port, g_i2c.sda_pin)

/*===========================================================================
 * 延时：~5us @ 72MHz（一个 I2C 半周期，约 100kHz）
 * 调大 i2c_delay_cnt 降速，调小提速
 *===========================================================================*/

static uint32_t i2c_delay_cnt = 24;

void SoftI2C_SetSpeed(uint32_t delay_loops)
{
    i2c_delay_cnt = (delay_loops > 0) ? delay_loops : 24;
}

static void i2c_delay(void)
{
    uint32_t i = i2c_delay_cnt;
    while (i--) { __NOP(); }
}

/*===========================================================================
 * SDA 方向切换
 *===========================================================================*/

static void sda_output(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin   = g_i2c.sda_pin;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    gpio.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(g_i2c.sda_port, &gpio);
}

static void sda_input(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin   = g_i2c.sda_pin;
    gpio.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(g_i2c.sda_port, &gpio);
}

/*===========================================================================
 * 获取 GPIO 时钟 RCC 使能
 * 只处理常用的 GPIOA~GPIOE，如果有 GPIOf~G 自己加
 *===========================================================================*/

static void gpio_clock_enable(GPIO_TypeDef *port)
{
    if (port == GPIOA)      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    else if (port == GPIOB) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    else if (port == GPIOC) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    else if (port == GPIOD) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
    else if (port == GPIOE) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
}

/*===========================================================================
 * 初始化
 * cfg == NULL 时用编译时默认引脚
 *===========================================================================*/

void SoftI2C_Init(const SoftI2C_Config *cfg)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;

    if (cfg) {
        g_i2c.scl_port = cfg->scl_port;
        g_i2c.scl_pin  = cfg->scl_pin;
        g_i2c.sda_port = cfg->sda_port;
        g_i2c.sda_pin  = cfg->sda_pin;
    }

    /* 使能两个端口的时钟 */
    gpio_clock_enable(g_i2c.scl_port);
    if (g_i2c.scl_port != g_i2c.sda_port) {
        gpio_clock_enable(g_i2c.sda_port);
    }

    /* SCL: 推挽输出 */
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin   = g_i2c.scl_pin;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    gpio.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(g_i2c.scl_port, &gpio);

    /* SDA: 先设推挽输出，默认高电平 */
    GPIO_StructInit(&gpio);
    gpio.GPIO_Pin   = g_i2c.sda_pin;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    gpio.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(g_i2c.sda_port, &gpio);

    /* 总线空闲：SCL=1, SDA=1 */
    SCL_HIGH();
    SDA_HIGH();
    i2c_delay();
}

/*===========================================================================
 * 时序原语
 *===========================================================================*/

void SoftI2C_Start(void)
{
    sda_output();
    SDA_HIGH();
    SCL_HIGH();
    i2c_delay();
    SDA_LOW();       /* SCL 高时 SDA 下降沿 = START */
    i2c_delay();
    SCL_LOW();       /* 准备传数据 */
    i2c_delay();
}

void SoftI2C_Stop(void)
{
    sda_output();
    SDA_LOW();
    SCL_HIGH();      /* 先抬 SCL */
    i2c_delay();
    SDA_HIGH();      /* SCL 高时 SDA 上升沿 = STOP */
    i2c_delay();
}

/*===========================================================================
 * 发送 1 字节，返回 ACK（0=收到ACK, 1=NACK）
 *===========================================================================*/

uint8_t SoftI2C_SendByte(uint8_t data)
{
    sda_output();

    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
        if (data & 0x80) { SDA_HIGH(); }
        else              { SDA_LOW();  }

        i2c_delay();
        SCL_HIGH();      /* 从机在 SCL 高时采样 */
        i2c_delay();
        SCL_LOW();
        i2c_delay();
        data <<= 1;
    }

    /* 第 9 个时钟：释放 SDA，接收从机 ACK */
    sda_input();
    i2c_delay();
    SCL_HIGH();
    i2c_delay();
    uint8_t ack = SDA_READ();
    SCL_LOW();
    i2c_delay();

    sda_output();
    return ack;        /* 0=ACK, 1=NACK */
}

/*===========================================================================
 * 读取 1 字节
 * ack_bit: 0=发 ACK（还要继续读）, 1=发 NACK（最后字节）
 *===========================================================================*/

uint8_t SoftI2C_ReadByte(uint8_t ack_bit)
{
    uint8_t data = 0;

    sda_input();

    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
        SCL_HIGH();
        i2c_delay();
        data <<= 1;
        if (SDA_READ()) { data |= 0x01; }
        SCL_LOW();
        i2c_delay();
    }

    /* 第 9 个时钟：主机发 ACK/NACK */
    sda_output();
    if (ack_bit) { SDA_HIGH(); }  /* NACK */
    else         { SDA_LOW();  }  /* ACK  */
    i2c_delay();
    SCL_HIGH();
    i2c_delay();
    SCL_LOW();
    i2c_delay();

    sda_output();
    return data;
}

/*===========================================================================
 * 寄存器级封装
 *===========================================================================*/

uint8_t SoftI2C_WriteReg(uint8_t dev_addr, uint8_t reg, uint8_t data)
{
    SoftI2C_Start();
    if (SoftI2C_SendByte(dev_addr << 1)) { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    if (SoftI2C_SendByte(reg))           { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    if (SoftI2C_SendByte(data))          { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    SoftI2C_Stop();
    return 0;
}

uint8_t SoftI2C_ReadReg(uint8_t dev_addr, uint8_t reg)
{
    uint8_t data;

    SoftI2C_Start();
    SoftI2C_SendByte(dev_addr << 1);      /* 写方向 */
    SoftI2C_SendByte(reg);                /* 发寄存器地址 */

    SoftI2C_Start();                       /* Repeated Start */
    SoftI2C_SendByte((dev_addr << 1) | 1); /* 读方向 */

    data = SoftI2C_ReadByte(1);            /* NACK，只读 1 字节 */
    SoftI2C_Stop();

    return data;
}

uint8_t SoftI2C_WriteReg16(uint8_t dev_addr, uint8_t reg, uint16_t data)
{
    uint8_t lo = (uint8_t)(data & 0xFF);
    uint8_t hi = (uint8_t)((data >> 8) & 0xFF);

    SoftI2C_Start();
    if (SoftI2C_SendByte(dev_addr << 1))  { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    if (SoftI2C_SendByte(reg))            { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    if (SoftI2C_SendByte(lo))             { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    if (SoftI2C_SendByte(hi))             { SoftI2C_Stop(); return 1; }
    SoftI2C_Stop();
    return 0;
}

uint16_t SoftI2C_ReadReg16(uint8_t dev_addr, uint8_t reg)
{
    uint8_t lo, hi;

    SoftI2C_Start();
    SoftI2C_SendByte(dev_addr << 1);
    SoftI2C_SendByte(reg);

    SoftI2C_Start();                       /* Repeated Start */
    SoftI2C_SendByte((dev_addr << 1) | 1);

    lo = SoftI2C_ReadByte(0);              /* ACK */
    hi = SoftI2C_ReadByte(1);              /* NACK */
    SoftI2C_Stop();

    return ((uint16_t)hi << 8) | lo;
}

/*===========================================================================
 * BQ25756 初始化序列
 *===========================================================================*/

uint8_t SoftI2C_WatchdogOff(void)
{
    return SoftI2C_WriteReg(0x6B, 0x15, 0x0D);
}

uint8_t SoftI2C_NtcOff(void)
{
    return SoftI2C_WriteReg(0x6B, 0x1C, 0x56);
}

uint8_t SoftI2C_AdcContinuous(void)
{
    return SoftI2C_WriteReg(0x6B, 0x2B, 0xA0);
}

uint8_t SoftI2C_InitCharging(uint8_t dev_addr, uint8_t ntc_off,
                              uint32_t charge_ma, uint32_t input_ma,
                              uint32_t input_mv)
{
    uint8_t ret;

    ret = SoftI2C_WatchdogOff();
    if (ret) return ret;

    if (ntc_off) {
        ret = SoftI2C_NtcOff();
        if (ret) return ret;
    }

    /* 充电电流 16-bit = (charge_ma / 50) << 2 */
    {
        uint16_t v = (uint16_t)((charge_ma / 50) << 2);
        ret = SoftI2C_WriteReg16(dev_addr, 0x02, v);
        if (ret) return ret;
    }

    /* 输入电流限 16-bit = (input_ma / 50) << 2 */
    {
        uint16_t v = (uint16_t)((input_ma / 50) << 2);
        ret = SoftI2C_WriteReg16(dev_addr, 0x06, v);
        if (ret) return ret;
    }

    /* 输入电压 DPM 16-bit = input_mv / 20 */
    {
        uint16_t v = (uint16_t)(input_mv / 20);
        ret = SoftI2C_WriteReg16(dev_addr, 0x08, v);
        if (ret) return ret;
    }

    ret = SoftI2C_AdcContinuous();
    if (ret) return ret;

    return 0;
}

/*===========================================================================
 * 预充/终止电流
 *===========================================================================*/

uint8_t SoftI2C_SetPrechargeCurrent(uint8_t dev_addr, uint32_t ma)
{
    uint16_t v = (uint16_t)((ma / 50) << 2);
    return SoftI2C_WriteReg16(dev_addr, 0x10, v);
}

uint8_t SoftI2C_SetTerminationCurrent(uint8_t dev_addr, uint32_t ma)
{
    uint16_t v = (uint16_t)((ma / 50) << 2);
    return SoftI2C_WriteReg16(dev_addr, 0x12, v);
}