#include <avr/io.h>			// AVR Standardbibliothek
#include <avr/interrupt.h>		// AVR Interrupt-Bibilothek
#include <stdint.h>			// Bibliothek für Dateityp uint_8t

#ifndef F_CPU				// Prüfen ob F_CPU nicht definiert
#define F_CPU		8000000		// F_CPU in Hz definieren
#warning kein F_CPU definiert		// Warnung das F_CPU nicht definiert
#endif					// Ende von #ifndef

// Definitionen der Eingänge

#define Taster_DDR	DDRD		// Datenrichtungsregister Taster
#define Taster_PORT	PORTD		// Port-Datenregister Taster
#define Taster_PIN	PIND		// Zustandsregister Taster
#define Taster1		0		// Registerbit Taster 1
#define Taster2		1		// Registerbit Taster 2
#define Taster3		2		// Registerbit Taster 3
#define Taster4		3		// Registerbit Taster 4
#define Taster5		4		// Registerbit Taster 5
#define Taster6		5		// Registerbit Taster 6
#define Taster7		6		// Registerbit Taster 7
#define Alle_Taster	(1<<Taster1 | 1<<Taster2 | 1<<Taster3 | 1<<Taster4 | 1<<Taster5 | 1<<Taster6 | 1<<Taster7)	// Alle Registerbits der Taster

// Definitionen für die Repeat-Funktion

#define REPEAT_MASK		(1<<Taster1 | 1<<Taster2 | 1<<Taster3 | 1<<Taster4 | 1<<Taster5 | 1<<Taster6 | 1<<Taster7)	// Repeat: Taster1, Taster 2, …
#define REPEAT_START		50	// Startverzögerung, 500ms
#define REPEAT_NEXT		20	// Wiederholungsverzögerung, 200ms

// Definitionen der Ausgänge

#define Steuer_DDR	DDRB		// Datenrichtungsregister Steuerleitungen
#define Steuer_PORT	PORTB		// Port-Datenregister Steuerleitungen
#define L1		0		// Registerbit Steuerleitung 1
#define Steuer1		1		// Registerbit Steuerleitung 2
#define Steuer2		2		// Registerbit Steuerleitung 3
#define Steuer3		3		// Registerbit Steuerleitung 4
#define Steuer4		4		// Registerbit Steuerleitung 5
#define Steuer5		5		// Registerbit Steuerleitung 6
#define Steuer6		6		// Registerbit Steuerleitung 7
#define Steuer7		7		// Registerbit Steuerleitung 8
#define Alle_Steuer	(1<<L1 | 1<<Steuer1 | 1<<Steuer2 | 1<<Steuer3 | 1<<Steuer4 | 1<<Steuer5 | 1<<Steuer6 | 1<<Steuer7)	// Alle Registerbits der Steuerleitungen

// Deklaration der Taster-Zustands-Register (volatile verhindert Zwischenspeichern)

volatile uint8_t taster_status;		// Entprellte Tasterzustände
					// Registerbit Taster = 1 => Taster gedrückt

volatile uint8_t taster_gedr;		// Tastendruck registriert

volatile uint8_t taster_rpt;		// Taster lang oder wiederholt gedrückt

// Entprellfunktion durch Interrupt

ISR (TIMER0_OVF_vect)			// Interrupt alle 10ms
{

	static uint8_t ct0, ct1, rpt;		// Deklaration der Funktionsregister
	uint8_t i;				// Deklaration Hilfsregister
	
	TCNT0 = (uint8_t)(int16_t)-(F_CPU / 1024 * 10e-3 + 0.5);	// Zählerstand für 10ms
	
	i = taster_status ^ Taster_PIN;		// Abfrage ob ein Tasterzustand verändert
	ct0 = ~ (ct0 & i);			// Reset oder Erfassung von ct0
	ct1 = ct0 ^ (ct1 & i);			// Reset oder Erfassung von ct1
	i &= ct0 & ct1;				// Abfrage ob bis Überlauf gezählt
	taster_status ^= i;			// Wechseln des entprellten Zustands
	taster_gedr |= taster_status & i;	// 0->1: Tastendruck erkannt
	
	if ((taster_status & REPEAT_MASK) == 0)	// Überprüfung Repeat-Funktion
	{
		rpt = REPEAT_START;		// Startverzögerung
	}
	
	if (--rpt == 0)
	{
		rpt = REPEAT_NEXT;		// Wiederholungsverzögerung
		taster_rpt |= taster_status & REPEAT_MASK;
	}

}

// Funktion 1: Überprüfung ob ein Taster gedrückt wurde. Jeder Tastendruck wird nur einmal gemeldet. Nach dem Abruf wird der Tasterzustand gelöscht!

uint8_t get_taster_gedr (uint8_t taster_bit)
{
	cli();					// Interrupts sperren
	taster_bit &= taster_gedr;		// Lesen der Tasterzustände
	taster_gedr ^= taster_bit;		// Löschen der Tasterzustände
	sei();					// Interrupts entsperren
	return taster_bit;
}

// Funktion 2: Überprüfung ob ein Taster lang genug gedrückt wurde, dass die Repeat-Funktion aktiviert wurde. Nach der Startverzögerung wird in den Abständen der Wiederholungsverzögerung der Tastzustand wiederholt gemeldet. Dies Simuliert das unterbrochene Drücken eines Tasters.

uint8_t get_taster_rpt (uint8_t taster_bit)
{
	cli();					// Interrupts sperren
	taster_bit &= taster_rpt;		// Lesen der Tasterzustände
	taster_rpt ^= taster_bit;		// Löschen der Tasterzustände
	sei();					// Interrupts entsperren
	return taster_bit;
}

// Funktion 3: Aktuellen Tastzustand melden.

uint8_t get_taster_status (uint8_t taster_bit)
{
	taster_bit &= taster_status;
	return taster_bit;
}

// Funktion 4: Tastzustand melden, wenn Taster kurz gedrückt wurde.

uint8_t get_taster_kurz (uint8_t taster_bit)
{
	cli();					// Interrupts sperren
	return get_taster_gedr (~taster_status & taster_bit);
}

// Funktion5: Tastzustand melden, wenn Taster lang gedrückt wurde.

uint8_t get_taster_lang (uint8_t taster_bit)
{
	return get_taster_gedr (get_taster_rpt(taster_bit));
}


int main(void){
	
	Steuer_DDR |= Alle_Steuer;		// Konfiguration der Ausgänge
	Steuer_PORT &= ~Alle_Steuer;		// Alle Ausgänge auf 0 setzten
	Steuer_PORT |= _BV(L1);			// Lampe 1 ein
		
	// Konfiguration der Entprellfunktion
		
	Taster_DDR &= ~Alle_Taster;		// Konfiguration der Eingänge
	Taster_PORT &= ~Alle_Taster;		// Pull-Up-Widerstände deaktivieren
	Taster_PIN &= ~Alle_Taster;		// Alle Tasterzustände auf 0 setzten
	
	TCCR0B = (1<<CS02) | (1<<CS00);		// Dividieren durch 1024
	
	TCNT0 = (uint8_t)(int16_t)-(F_CPU / 1024 * 10e-3 + 0.5);
	// Zählerstand für 10ms
	
	TIMSK |= 1<<TOIE0;			// Timer-Interrupt entsperren
	
	sei();					// Interrupts entsperren
			
	while(1){
		
		// Prüfen ob Taster 1 gedrückt wurde.
				
		if (get_taster_gedr (1<<Taster1))
		{
			Steuer_PORT |= _BV(L1);		// Lampe 1 ein
			Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
			Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
			Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
		}

		// Prüfen ob Taster 2 gedrückt wurde.
				
		if (get_taster_gedr (1<<Taster2))
		{
			
			// Prüfen ob Taster 2 alleine gedrückt wird.
			
			if (!get_taster_status (1<<Taster1 | 1<<Taster3 | 1<<Taster4))
			{
				Steuer_PORT &= ~_BV(L1);	// Lampe 1 aus
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer1);	// Steuerleitung 1 ein
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
			}
			
			else
			{
				Steuer_PORT |= _BV(L1);		// Lampe 1 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
			}
			
		}
		
		// Prüfen ob Taster 3 gedrückt wurde.
		
		if (get_taster_gedr (1<<Taster3))
		{
			
			// Prüfen ob Taster 3 alleine gedrückt wird.
			
			if (!get_taster_status (1<<Taster1 | 1<<Taster2 | 1<<Taster4))
			{
				Steuer_PORT &= ~_BV(L1);	// Lampe 1 aus
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer1);	// Steuerleitung 1 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
			}
			
			else
			{
				Steuer_PORT |= _BV(L1);		// Lampe 1 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
			}
			
		}
				
		// Prüfen ob Taster 4 gedrückt wurde.
		
		if (get_taster_gedr (1<<Taster4))
		{
			
			// Prüfen ob Taster 4 alleine gedrückt wird.
			
			if (!get_taster_status (1<<Taster1 | 1<<Taster2 | 1<<Taster3))
			{
				Steuer_PORT &= ~_BV(L1);	// Lampe 1 aus
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer1);	// Steuerleitung 1 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
				Steuer_PORT |= _BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 ein
			}
			
			else
			{
				Steuer_PORT |= _BV(L1);		// Lampe 1 ein
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer2);	// Steuerleitung 2 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer3);	// Steuerleitung 3 aus
				Steuer_PORT &= ~_BV(Steuer4);	// Steuerleitung 4 aus
			}
			
		}		
		
		// Prüfen ob Taster 5 gedrückt wurde.
				
		if (get_taster_gedr (1<<Taster5))
		{
					
			// Prüfen ob Steuerleitungen 2-3 aus.
					
			if (bit_is_set (Steuer_PORT, L1))
			{
				Steuer_PORT ^= 1<<Steuer1;	// Zustand Steuerleitung 1 wechseln
			}
			
		}
		
	}
		
	return 0;
}