/*
 * 循行者 8 路 × Arduino　範例 2：一次看完所有讀值
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 * 這個範例會做什麼？
 *   把感應器「整張值表」每 0.5 秒印一次：
 *     01 線位置、02 細位置、03 線寬、04 線段數、05 壓線位元圖、
 *     06 最後離線方向、07 門檻、08 校準次數、10~17 第 1~8 路光值。
 *   之後的範例只是各挑其中幾格來用，先在這裡把每一格認識一遍。
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 * 你需要：循行者 8 路（通用 I2C 版）＋ 一張白紙＋黑色電工膠帶（當作線）。
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 * 接線：
 *   感應器 VCC → 5V      感應器 GND → GND
 *   感應器 SDA → A4      感應器 SCL → A5         （UNO / Nano）
 *   UNO R4 接 SDA / SCL 腳；ESP32 接 GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
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 * 怎麼看結果：
 *   序列埠監控窗 115200。把黑線在感應器下面左右移動，看每一格怎麼變。
 *
 * 小提醒：
 *   連續的編號可以「一次讀一串」（mbcReadMany），讀到的是同一瞬間的值。
 *   一次最多 16 個，所以 01~08 讀一次、10~17 再讀一次。
 */

#include <Wire.h>

const uint8_t ADDR = 0x16;               // 循行者的門牌號碼（I2C 位址）
const int16_t MBC_NONE = -32768;         // 「沒有這個值／讀不到」的代號

bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p = NULL, uint8_t n = 0);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mbcBegin();
  delay(500);
  if (!mbcWaitReady(ADDR, 2000)) {
    Serial.println(F("找不到感應器，請先跑範例 1 檢查接線。"));
    while (true) {}
  }
  Serial.println(F("準備好了！把黑線在感應器下面移動看看。"));
}

void loop() {
  int16_t a[8];                          // 放 01~08 這 8 格
  int16_t light[8];                      // 放 10~17 這 8 格（第 1~8 路光值）

  // 第一段：從 01 號起連續讀 8 個值（01~08）
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x01, 8, a)) { Serial.println(F("讀不到（第一段）")); delay(500); return; }
  // 第二段：從 10 號起連續讀 8 個值（10~17）
  if (!mbcReadMany(ADDR, 0x10, 8, light)) { Serial.println(F("讀不到（第二段）")); delay(500); return; }

  Serial.println(F("---------------------------------------"));
  Serial.print(F("01 線位置       ")); Serial.print(a[0]); Serial.println(F("   （-8 左 ~ +8 右，0 = 正中間）"));
  Serial.print(F("02 細位置       ")); Serial.print(a[1]); Serial.println(F("   （-100 ~ +100，負 = 線在左）"));
  Serial.print(F("03 線寬         ")); Serial.print(a[2]); Serial.println(F(" 路（0 = 找不到線）"));
  Serial.print(F("04 線段數       ")); Serial.print(a[3]); Serial.println(F("   （0 丟線、1 一條線、2 以上 = 分岔／十字）"));
  Serial.print(F("05 壓線位元圖   "));
  for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) Serial.print((a[4] >> i) & 1);   // 左邊印 bit0（第 1 路）…右邊印 bit7（第 8 路）
  Serial.println(F("   （左→右 = 第 1~8 路，1 = 那一路在線上）"));
  Serial.print(F("06 最後離線方向 ")); Serial.print(a[5]); Serial.println(F("   （丟線前線在哪一側，負 = 左）"));
  Serial.print(F("07 門檻         ")); Serial.print(a[6]); Serial.println(F("   （1~99，預設 50）"));
  Serial.print(F("08 校準次數     ")); Serial.print(a[7]); Serial.println(F("   （開機後完成校準幾次）"));

  Serial.print(F("10~17 光值 左 "));
  for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {      // 第 1 路（最左）先印
    if (light[i] < 10)  Serial.print(' ');
    if (light[i] < 100) Serial.print(' ');
    Serial.print(light[i]);
    Serial.print(' ');
  }
  Serial.println(F("右   （0 = 黑、100 = 白）"));

  delay(50);                             // 讀完值歇一下
  delay(450);                            // 再加一點，讓畫面每 0.5 秒更新一次，比較好看
}

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// 以下是「通訊小幫手」（MBC I2C 協議 v2）：負責跟感應器講話。
// 所有 MBC 範例都一樣，不用改，也不用看懂。
//   讀法：寫 [編號] → 等 2 ms → 讀 2×k 個 byte = 從該編號起連續 k 個 int16（小端）
//   沒有這個編號（空號）時感應器回 -32768（MBC_NONE）
// ============================================================

// 開始 I2C 通訊（setup 裡呼叫一次）
// UNO/Nano：SDA=A4、SCL=A5；UNO R4：SDA/SCL 腳；ESP32：預設 GPIO21(SDA)/22(SCL)
void mbcBegin() {
  Wire.begin();
#if defined(WIRE_HAS_TIMEOUT)
  Wire.setWireTimeout(25000, true);      // 線沒接好時，不會讓 Arduino 當機卡住
#endif
}

// 從位址 addr 的感應器，由編號 id 起連續讀 k 個值（1~16）放進 out。全部讀到回傳 true
bool mbcReadMany(uint8_t addr, uint8_t id, uint8_t k, int16_t *out) {
  if (k < 1) k = 1;
  if (k > 16) k = 16;                    // 一次最多 16 個值（32 byte，Wire 緩衝區上限）
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);                        // 告訴感應器：我要從第 id 號開始讀
  if (Wire.endTransmission() != 0) return false;
  delay(2);                              // 等 2 ms 再讀（ESP32 型的產品一定要等）
  uint8_t n = (uint8_t)(2 * k);
  if (Wire.requestFrom(addr, n) != n) return false;
  for (uint8_t i = 0; i < k; i++) {
    uint16_t lo = Wire.read();           // 先來的是低位元組
    uint16_t hi = Wire.read();           // 再來高位元組（小端）
    out[i] = (int16_t)(uint16_t)(lo | (hi << 8));
  }
  return true;
}

// 讀一個值。讀不到（沒接好）回傳 MBC_NONE
int16_t mbcRead(uint8_t addr, uint8_t id) {
  int16_t v;
  return mbcReadMany(addr, id, 1, &v) ? v : MBC_NONE;
}

// 送命令：寫 [id][參數…]。p 指向參數、n = 參數幾個 byte（沒參數就不填）。成功回傳 true
bool mbcWrite(uint8_t addr, uint8_t id, const uint8_t *p, uint8_t n) {
  Wire.beginTransmission(addr);
  Wire.write(id);
  for (uint8_t i = 0; i < n; i++) Wire.write(p[i]);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

// 等感應器準備好（狀態旗標 F3 的 bit0 = 1），最多等 ms 毫秒。準備好了回傳 true
bool mbcWaitReady(uint8_t addr, uint16_t ms) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < ms) {
    int16_t f = mbcRead(addr, 0xF3);
    if (f != MBC_NONE && (f & 1)) return true;
    delay(50);
  }
  return false;
}