/**
 * @file    app_mppt.c
 * @brief   MPPT P&O 扰动观察法实现 — FSBB 四开关 Buck-Boost
 *
 * 算法:
 *   1. 每隔 PNO_PERIOD 读一次 Vpv/Ipv 并算功率
 *   2. 比较本次功率与上次: 涨了→同方向, 跌了→反向
 *   3. 扰动 vin_set 步长 PNO_STEP
 *   4. 限幅在 VIN_MIN ~ VIN_MAX 之间
 *   5. 定期全扫描 (RESTART) — 从 VIN_MIN 扫到 VIN_MAX
 *   6. 全扫描记录最大功率点, 重置 P&O 到该点
 *
 * 调用链:
 *   ChargeTask (200ms) → Mppt_Scheduler() → 更新 vin_set
 *   TIM7 ISR (50us) → PID 计算 → PWM 占空比  (在 charge.c 中)
 */

#include "app_mppt.h"
#include <string.h>

/*===========================================================================
 * 静态变量
 *===========================================================================*/

static MpptState g_mppt;

/*===========================================================================
 * 内部桩函数 — 实际实现应在 bsp_charge.c
 *===========================================================================*/

/**
 * 外部声明 — 这些函数在 bsp_charge.c 中实现:
 *   int32_t BspCharge_GetVpv(void);    // 返回面板电压 (mV)
 *   int32_t BspCharge_GetIpv(void);    // 返回面板电流 (mA)
 *   void    BspCharge_SetVinRef(int32_t mv);  // 设置输入电压目标值
 */
extern int32_t BspCharge_GetVpv(void);
extern int32_t BspCharge_GetIpv(void);
extern void    BspCharge_SetVinRef(int32_t mv);

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

int Mppt_Init(void)
{
    memset(&g_mppt, 0, sizeof(g_mppt));

    /* 初始电压目标 — 取中点, 让 P&O 往两边探索 */
    g_mppt.vin_ref_mv  = (MPPT_VIN_MIN_MV + MPPT_VIN_MAX_MV) / 2;
    g_mppt.pno_dir     = 1;
    g_mppt.ppv_max_mw  = 0;
    g_mppt.mode        = MPPT_MODE_DISABLED;

    return 0;
}

/*===========================================================================
 * 接口函数
 *===========================================================================*/

int32_t Mppt_GetVinRef(void)
{
    return g_mppt.vin_ref_mv;
}

void Mppt_SetEnable(bool enable)
{
    if (enable && g_mppt.mode == MPPT_MODE_DISABLED) {
        g_mppt.mode             = MPPT_MODE_TRACKING;
        g_mppt.pno_timer_ms     = 0;
        g_mppt.restart_timer_ms = 0;
        g_mppt.pno_dir          = 1;
        g_mppt.ppv_last_mw      = 0;
    } else if (!enable) {
        g_mppt.mode = MPPT_MODE_DISABLED;
    }
}

void Mppt_GetStatus(MpptState *out)
{
    if (out) *out = g_mppt;
}

/*===========================================================================
 * 内部函数
 *===========================================================================*/

/**
 * @brief  读取面板功率
 *
 * Vpv 和 Ipv 通过多次采样取平均以降低噪声。
 * 功率 = Vpv × Ipv / 1000 (单位 mW)
 */
static int32_t read_panel_power(void)
{
    int32_t vpv_sum = 0;
    int32_t ipv_sum = 0;
    int i;

    /* 8 次采样取平均 — 硬件 ADC 需在 bsp_charge.c 有时间间隔 */
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        vpv_sum += BspCharge_GetVpv();
        ipv_sum += BspCharge_GetIpv();
    }

    int32_t vpv = vpv_sum / 8;
    int32_t ipv = ipv_sum / 8;

    return (int32_t)(((int64_t)vpv * ipv) / 1000);
}

/**
 * @brief  P&O 扰动 — 核心算法
 *
 * 对比当前功率与上次功率:
 *   - P_now > P_last: 同方向继续 (pno_dir 不变)
 *   - P_now < P_last: 反方向 (pno_dir 取反)
 *
 * 扰动对象: vin_ref_mv (输入电压目标值)
 */
static void pno_perturb(void)
{
    int32_t ppv_now = g_mppt.ppv_mw;

    if (g_mppt.ppv_last_mw == 0) {
        /* 第一次扰动 — 直接往正方向探 */
        g_mppt.pno_dir = 1;
    } else if (ppv_now > g_mppt.ppv_last_mw) {
        /* 功率涨了 — 同方向 */
        /* pno_dir 不变 */
    } else {
        /* 功率跌了 — 反方向 */
        g_mppt.pno_dir = -g_mppt.pno_dir;
    }

    g_mppt.vin_ref_mv += g_mppt.pno_dir * MPPT_PNO_STEP_MV;
    g_mppt.ppv_last_mw  = ppv_now;
    g_mppt.pno_count++;

    /* 限幅 */
    if (g_mppt.vin_ref_mv > MPPT_VIN_MAX_MV)
        g_mppt.vin_ref_mv = MPPT_VIN_MAX_MV;
    if (g_mppt.vin_ref_mv < MPPT_VIN_MIN_MV)
        g_mppt.vin_ref_mv = MPPT_VIN_MIN_MV;

    /* 更新全局最大功率记录 */
    if (ppv_now > g_mppt.ppv_max_mw) {
        g_mppt.ppv_max_mw = ppv_now;
        g_mppt.vin_max_mw = g_mppt.vin_ref_mv;
    }
}

/**
 * @brief  全面板电压扫描 — 从头扫到尾, 找全局最大功率点
 *
 * 流程:
 *   1. 从 VIN_MIN 开始
 *   2. 每步增加 SWEEP_STEP
 *   3. 设 vin_set → 等待 SWEEP_SETTLE → 读功率
 *   4. 记录最大功率的电压点
 *   5. 完成后把 vin_set 设在全局最优点
 */
static void sweep_start(void)
{
    g_mppt.mode            = MPPT_MODE_SWEEP;
    g_mppt.sweep_vin_cur   = MPPT_VIN_MIN_MV;
    g_mppt.sweep_vin_start = MPPT_VIN_MIN_MV;
    g_mppt.sweep_vin_end   = MPPT_VIN_MAX_MV;
    g_mppt.sweep_ppv_max   = 0;
    g_mppt.sweep_vin_best  = MPPT_VIN_MIN_MV;
    g_mppt.restart_count++;
}

static bool sweep_step(void)
{
    /* 设电压点并等待 */
    BspCharge_SetVinRef(g_mppt.sweep_vin_cur);

    /* 稳定后读功率 */
    int32_t ppv = read_panel_power();

    /* 记录全局最优 */
    if (ppv > g_mppt.sweep_ppv_max) {
        g_mppt.sweep_ppv_max  = ppv;
        g_mppt.sweep_vin_best = g_mppt.sweep_vin_cur;
    }

    /* 下一个电压点 */
    g_mppt.sweep_vin_cur += MPPT_SWEEP_STEP_MV;

    if (g_mppt.sweep_vin_cur > g_mppt.sweep_vin_end) {
        /* 扫描完成 — 停在全局最优点 */
        g_mppt.vin_ref_mv = g_mppt.sweep_vin_best;
        BspCharge_SetVinRef(g_mppt.vin_ref_mv);
        g_mppt.ppv_max_mw  = g_mppt.sweep_ppv_max;
        g_mppt.vin_max_mw  = g_mppt.sweep_vin_best;
        g_mppt.ppv_last_mw = 0;  /* 重置 P&O 历史 */
        g_mppt.mode        = MPPT_MODE_TRACKING;
        return true;
    }

    return false;
}

/*===========================================================================
 * Mppt_Scheduler — 主调度函数
 *===========================================================================*/

void Mppt_Scheduler(void)
{
    int32_t ppv_now;

    if (g_mppt.mode == MPPT_MODE_DISABLED) return;

    /* -- 全扫描模式 -- */
    if (g_mppt.mode == MPPT_MODE_SWEEP) {
        sweep_step();
        return;
    }

    /* -- 读取当前功率 -- */
    ppv_now       = read_panel_power();
    g_mppt.vpv_mv = BspCharge_GetVpv();
    g_mppt.ipv_ma = BspCharge_GetIpv();
    g_mppt.ppv_mw = ppv_now;

    /* -- 功率暴跌检测 (Restart) -- */
    if (g_mppt.ppv_max_mw > 0) {
        int32_t threshold = (int32_t)((int64_t)g_mppt.ppv_max_mw
                                      * MPPT_POWER_LOST_RATIO / 100);
        if (ppv_now < threshold) {
            /* 功率暴跌 — 可能有云遮挡或阴影, 重新全扫描 */
            sweep_start();
            return;
        }
    }

    /* -- 定期全扫描 -- */
    g_mppt.restart_timer_ms += MPPT_PNO_PERIOD_MS;
    if (g_mppt.restart_timer_ms >= MPPT_RESTART_PERIOD_MS) {
        g_mppt.restart_timer_ms = 0;
        sweep_start();
        return;
    }

    /* -- P&O 扰动间隔控制 -- */
    g_mppt.pno_timer_ms += MPPT_PNO_PERIOD_MS;
    if (g_mppt.pno_timer_ms < MPPT_PNO_PERIOD_MS) return;
    g_mppt.pno_timer_ms = 0;

    /* -- P&O 扰动 -- */
    pno_perturb();

    /* -- 稳定后输出到 PID -- */
    BspCharge_SetVinRef(g_mppt.vin_ref_mv);
}