#include "ntc.h"
#include "gd32f4xx_adc.h"
#include "gd32f4xx_rcu.h"
#include "gd32f4xx_gpio.h"
#include "board_config.h"
#include <math.h>

/**
 * @brief 配置 NTC 引脚（PC5 模拟输入）与 ADC0 常规通道。
 */
static void ntc_gpio_adc_config(void) {
    /* 使能 GPIOC 与 ADC0 时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(NTC_GPIO_RCU);
    rcu_periph_clock_enable(NTC_ADC_RCU);

    /* PC5 模拟输入模式 */
    gpio_mode_set(NTC_GPIO_PORT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, NTC_GPIO_PIN);

    /* ADC0 独立模式，常规通道软件触发、单次转换、右对齐 */
    adc_sync_mode_config(ADC_SYNC_MODE_INDEPENDENT);
    adc_special_function_config(NTC_ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, DISABLE);
    adc_special_function_config(NTC_ADC, ADC_INSERTED_CHANNEL, DISABLE);
    adc_external_trigger_config(NTC_ADC, ADC_ROUTINE_CHANNEL, EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);
    adc_data_alignment_config(NTC_ADC, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    adc_channel_length_config(NTC_ADC, ADC_ROUTINE_CHANNEL, 1U);
    adc_routine_channel_config(NTC_ADC, 0U, NTC_ADC_CHANNEL, NTC_SAMPLETIME);

    adc_enable(NTC_ADC);
    adc_calibration_enable(NTC_ADC);
}

void ntc_init(void) {
    ntc_gpio_adc_config();
}

/**
 * @brief 触发一次转换并读取 12bit 原始值。
 */
static uint16_t ntc_read_raw_once(void) {
    adc_flag_clear(NTC_ADC, ADC_FLAG_EOC);
    adc_software_trigger_enable(NTC_ADC, ADC_ROUTINE_CHANNEL);

    /* 等待转换完成（EOC） */
    while (SET != adc_flag_get(NTC_ADC, ADC_FLAG_EOC)) {}
    return (uint16_t)adc_routine_data_read(NTC_ADC);
}

float ntc_read_temperature(void) {
    uint16_t samples[NTC_SAMPLE_COUNT];
    uint32_t sum = 0U;

    /* 采集 NTC_SAMPLE_COUNT 个样本 */
    for (uint8_t i = 0; i < NTC_SAMPLE_COUNT; i++) {
        samples[i] = ntc_read_raw_once();
    }

    /* 插入排序（16 元素，开销可忽略），为修剪均值做准备 */
    for (uint8_t i = 1; i < NTC_SAMPLE_COUNT; i++) {
        uint16_t key = samples[i];
        int8_t j = (int8_t)(i - 1);
        while (j >= 0 && samples[j] > key) {
            samples[j + 1] = samples[j];
            j--;
        }
        samples[j + 1] = key;
    }

    /* 修剪均值：去掉每端 NTC_TRIM_COUNT 个极值（野值/毛刺）后取平均 */
    for (uint8_t i = NTC_TRIM_COUNT; i < (NTC_SAMPLE_COUNT - NTC_TRIM_COUNT); i++) {
        sum += samples[i];
    }
    float adc_val = (float)sum / (float)(NTC_SAMPLE_COUNT - 2U * NTC_TRIM_COUNT);

    /* 分压点电压：上拉 R_PULL 在 VREF 侧，NTC 接 GND 侧 */
    float voltage = adc_val * NTC_VREF / NTC_ADC_MAX;

    /* 开路/短路判定：电压贴近电源轨说明 NTC 支路没有形成分压通路 */
    if (voltage >= 0.97f * NTC_VREF) {
        return -273.15f;  /* 开路（PC5 被上拉拉满，NTC 未连通） */
    }
    if (voltage <= 0.03f * NTC_VREF) {
        return -274.15f;  /* 短路（PC5 被拉到 GND） */
    }

    /* 反解 NTC 阻值：V = VREF * R / (R_PULL + R)  =>  R = R_PULL * V / (VREF - V) */
    float r_ntc = NTC_R_PULL * voltage / (NTC_VREF - voltage);

    /* B 值公式：1/T = 1/T25 + ln(R/R25)/B */
    float t_k = 1.0f / (1.0f / NTC_T25 + logf(r_ntc / NTC_R25) / (float)NTC_B_VALUE);
    return t_k - 273.15f;
}

/******************************************************************************/
/* 后台采样 + 全局最新值：各消费者（debug 打印 / M1 / M2 上报）共享一次采样      */
/******************************************************************************/

static float s_ntc_last_temp = -273.15f;  /* 最新温度（初值 = 开路标记） */
static uint16_t s_ntc_sample_divider = 0; /* 主循环 10ms 圈分频计数 */

/* 滑动中值滤波（V0.1.11）：真机读数毛刺可持续 1.4s+（曾抓到 14 帧连续
   OPEN），会穿透控制环的斜率限幅并触发猛拉。最近 NTC_MEDIAN_N 个样本取
   中值——单点/短串毛刺被完全剔除，滞后仅 ~0.2s（远小于低通滤波）。
   故障标记值（-273/-274）参与排序：偶发 OPEN 被中值滤掉，连续 >=3 帧才
   成为中值（等效又一层去抖），故障判定语义不变。 */
#define NTC_MEDIAN_N 5U
static float s_ntc_win[NTC_MEDIAN_N];
static uint8_t s_ntc_win_idx = 0;
static uint8_t s_ntc_win_fill = 0;

void ntc_sample_task(void) {
    /* 主循环周期 10ms：按 NTC_SAMPLE_PERIOD_MS 分频触发一次采样 */
    if (++s_ntc_sample_divider >= (NTC_SAMPLE_PERIOD_MS / 10U)) {
        s_ntc_sample_divider = 0;

        float v = ntc_read_temperature();
        s_ntc_win[s_ntc_win_idx] = v;
        s_ntc_win_idx = (uint8_t)((s_ntc_win_idx + 1U) % NTC_MEDIAN_N);
        if (s_ntc_win_fill < NTC_MEDIAN_N) {
            s_ntc_win_fill++;
        }

        /* 插入排序后取中值（5 点，开销可忽略） */
        float tmp[NTC_MEDIAN_N];
        for (uint8_t i = 0; i < s_ntc_win_fill; i++) {
            tmp[i] = s_ntc_win[i];
        }
        for (uint8_t i = 1; i < s_ntc_win_fill; i++) {
            float key = tmp[i];
            int8_t j = (int8_t)(i - 1);
            while (j >= 0 && tmp[j] > key) {
                tmp[j + 1] = tmp[j];
                j--;
            }
            tmp[j + 1] = key;
        }
        s_ntc_last_temp = tmp[s_ntc_win_fill / 2U];
    }
}

float ntc_get_temperature(void) {
    return s_ntc_last_temp;
}