/*
  Arduino UNO R4 モールス送信プログラム
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  ・D13（内蔵LED）とA0（DAC, 700Hz正弦波, analogWave）でモールス送信
  ・LCD（I2C 16x2）1行目にWPM、2行目に送信中の文字列を表示
  ・WPMと送信文字列はシリアルコンソールにも同時出力
*/

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include "analogWave.h"

#define LED_PIN 13
#define SINE_FREQ 700      // 正弦波周波数（Hz）

#define MODE_RANDOM false  // WPMランダムモード
#define FIXED_WPM 20
#define WPM_MIN 10
#define WPM_MAX 30

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
analogWave wave(A0); // UNO R4 MinimaのDAC出力はA0ピン

const char* message = "The quick brown fox jumps over the lazy dog. 1234567890";

struct MorseCode {
  char symbol;
  const char *code;
};
const MorseCode morseTable[] = {
  // 英字
  {'A', ".-"},    {'B', "-..."},  {'C', "-.-."},  {'D', "-.."},
  {'E', "."},     {'F', "..-."},  {'G', "--."},   {'H', "...."},
  {'I', ".."},    {'J', ".---"},  {'K', "-.-"},   {'L', ".-.."},
  {'M', "--"},    {'N', "-."},    {'O', "---"},   {'P', ".--."},
  {'Q', "--.-"},  {'R', ".-."},   {'S', "..."},   {'T', "-"},
  {'U', "..-"},   {'V', "...-"},  {'W', ".--"},   {'X', "-..-"},
  {'Y', "-.--"},  {'Z', "--.."},
  // 数字
  {'0', "-----"}, {'1', ".----"},{'2', "..---"}, {'3', "...--"},
  {'4', "....-"}, {'5', "....."},{'6', "-...."}, {'7', "--..."},
  {'8', "---.."},{'9', "----."},
  // 記号
  {'.', ".-.-.-"},{',', "--..--"},{'?', "..--.."},{'/', "-..-."},
  {'=', "-...-"},{'+', ".-.-."},{'-', "-....-"},{':', "---..."},
  {'\'', ".----."},{'\"', ".-..-."},{'(', "-.--."},{')', "-.--.-"},
  {'@', ".--.-."},{'!', "-.-.--"}
};

unsigned int dotDuration;
unsigned int dashDuration;
unsigned int symbolSpace;
unsigned int letterSpace;
unsigned int wordSpace;
unsigned int currentWPM = FIXED_WPM;

// WPMに基づくタイミング値の更新
void updateWPM(unsigned int wpm) {
  currentWPM = wpm;
  dotDuration    = 1200 / wpm;
  dashDuration   = dotDuration * 3;
  symbolSpace    = dotDuration;
  letterSpace    = dotDuration * 3;
  wordSpace      = dotDuration * 7;
}

// 文字からモールス符号を取得
const char* getMorseCode(char c) {
  if (c >= 'a' && c <= 'z') c -= 32;
  for (unsigned int i = 0; i < sizeof(morseTable)/sizeof(MorseCode); i++) {
    if (morseTable[i].symbol == c) return morseTable[i].code;
  }
  return NULL;
}

// モールス1記号の送信
void sendMorseSymbol(char symbol) {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  wave.start(); // 正弦波ON
  if (symbol == '.') {
    delay(dotDuration);
  } else if (symbol == '-') {
    delay(dashDuration);
  }
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  wave.stop(); // 正弦波OFF
  delay(symbolSpace);
}

// 1文字の送信
void sendMorseChar(char c) {
  const char* code = getMorseCode(c);
  if (code) {
    for (unsigned int i = 0; code[i] != '\0'; i++) {
      sendMorseSymbol(code[i]);
    }
    delay(letterSpace - symbolSpace);
  }
}

// LCD 1行目にWPM表示、シリアルにも同時出力
void displayWPM() {
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("WPM: ");
  lcd.print(currentWPM);
  for (int i = 6 + (currentWPM < 10 ? 1 : (currentWPM < 100 ? 2 : 3)); i < 16; i++) {
    lcd.print(" ");
  }
  // シリアルにも出力
  Serial.print("WPM: ");
  Serial.println(currentWPM);
}

// LCD 2行目に送信中の文字列を左詰め・スクロール表示
void displayMessage(const char* buf, size_t len) {
  lcd.setCursor(0, 1);
  size_t start = len > 16 ? len - 16 : 0;
  for (size_t i = 0; i < 16; i++) {
    if (start + i < len) {
      lcd.print(buf[start + i]);
    } else {
      lcd.print(" ");
    }
  }
}

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  randomSeed(analogRead(A1)); // 未接続ピンでOK
  Serial.begin(115200);
  updateWPM(FIXED_WPM);
  displayWPM();
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Ready!           ");
  wave.sine(SINE_FREQ); // 波形生成は一度だけ
  wave.stop(); // 初期状態はOFF
  delay(1000);
}

void loop() {
  // WPMをランダムにする場合は毎回更新、固定の場合は何もしない
  if (MODE_RANDOM) {
    unsigned int newWPM = random(WPM_MIN, WPM_MAX + 1);
    updateWPM(newWPM);
  }
  // LCDとシリアルにWPMを表示
  displayWPM();
  delay(200); // 表示を目視しやすくするためのウェイト

  char displayBuf[128] = {0};
  size_t dispLen = 0;

  Serial.print("TX: "); // シリアル送信文字列のヘッダ

  for (size_t i = 0; message[i] != '\0'; i++) {
    char c = message[i];
    // LCDに流す
    if (dispLen < sizeof(displayBuf) - 1) {
      displayBuf[dispLen++] = c;
      displayBuf[dispLen] = '\0';
    }
    displayMessage(displayBuf, dispLen);

    // シリアルには1文字ずつ連続で出力（改行しない）
    Serial.print(c);

    // モールス送信
    if (c == ' ') {
      // --- 単語間スペースのdelayについて ---
      // 文字間スペース（3ドット分）は直前の送信で既にdelay済み
      // 追加で必要なのは「単語間スペース（7ドット分）」から「文字間スペース（3ドット分）」を引いた「4ドット分」
      delay(wordSpace - letterSpace);
    } else {
      sendMorseChar(c);
    }
  }
  Serial.println(); // 送信完了後に改行
  delay(2000);
}