#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include "stm32f1xx.h"
#include "main.h"

// This variable is used by some CMSIS functions
uint32_t SystemCoreClock=8000000;

// Milliseconds counter
volatile uint32_t systick_count=0;

// Interrupt handler for the system timer
void SysTick_Handler(void)
{
    systick_count++;
}

// Write standard output to the serial port 1
int _write(int file, char *ptr, int len)
{
    for (int i=0; i<len; i++)
    {
        while(!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
        USART1->DR = *ptr++;
    }
    return len;
}

void init_io()
{
    // Enable Port A, B, C and alternate functions
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPAEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPCEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_AFIOEN);

    // Disable JTAG to free to free PA15, PB3 and PB4
    MODIFY_REG(AFIO->MAPR, AFIO_MAPR_SWJ_CFG, AFIO_MAPR_SWJ_CFG_JTAGDISABLE);

    // Configure the serial Port 1
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_USART1EN); // Enable
    MODIFY_REG(GPIOA->CRH, GPIO_CRH_CNF9 + GPIO_CRH_MODE9, GPIO_CRH_CNF9_1 + GPIO_CRH_MODE9_1); // PA9=Output for alternate function
    USART1->CR1 = USART_CR1_UE + USART_CR1_TE; // Enable transmitter (no receiver)
    USART1->BRR = (SystemCoreClock / 115200); // Set baud rate
    //USART1->BRR = (SystemCoreClock / 160000); // Set baud rate     // getestet mit cutecom

    // PC13 = Output for the red LED
    MODIFY_REG(GPIOC->CRH, GPIO_CRH_CNF13 + GPIO_CRH_MODE13, GPIO_CRH_MODE13_0);  // MODIFY_REG(REG, CLEARMASK, SETMASK)
}



void init_gpio()
{
	// -------------------- GPIOx_CRx bits --------------------

	#define  ANALOG     0     /* analoger Eingang (oder Ausgang?) */
	#define  IN         4     /* digitaler Eingang, floating (default after reset) */
	#define  IN_PUPD    8     /* digitaler Eingang, Pullup/down je nach GPIOx_ODR */
	#define  OUT_PP_10  1     /* out, push-pull, 10 MHz */
	#define  OUT_PP_2   2     /* out, push-pull, 2 MHz */
	#define  OUT_PP_50  3     /* out, push-pull, 50 MHz */
	#define  OUT_OD_10  5     /* out, OpenDrain, 10 MHz */
	#define  OUT_OD_2   6     /* out, OpenDrain,  2 MHz */
	#define  OUT_OD_50  7     /* out, OpenDrain, 50 MHz */
	#define  ALT_PP_10  9     /* Alternativ-Funktion, push-pull, 10 MHz */
	#define  ALT_PP_2   10    /* Alternativ-Funktion, push-pull,  2 MHz */
	#define  ALT_PP_50  11    /* Alternativ-Funktion, push-pull, 50 MHz */
	#define  ALT_OD_10  13    /* Alternativ-Funktion, OpenDrain, 10 MHz */
	#define  ALT_OD_2   14    /* Alternativ-Funktion, OpenDrain,  2 MHz */
	#define  ALT_OD_50  15    /* Alternativ-Funktion, OpenDrain, 50 MHz */

	// MODIFY_REG(REG, CLEARMASK, SETMASK) -- set gewinnt
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<< 0, OUT_PP_10  <<  0);    // Port A - Bit  0
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<< 4, OUT_PP_10  <<  4);    // Port A - Bit  1
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<< 8, OUT_PP_10  <<  8);    // Port A - Bit  2
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<<12, OUT_PP_10  << 12);    // Port A - Bit  3
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<<16, OUT_PP_10  << 16);    // Port A - Bit  4
    MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<<20, ALT_PP_10  << 20);    // Port A - Bit  5    (SPI1)
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<<24, OUT_PP_10  << 24);    // Port A - Bit  6
    MODIFY_REG(GPIOA->CRL, 15<<28, ALT_PP_10  << 28);    // Port A - Bit  7    (SPI1)
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<< 0, OUT_PP_10  <<  0);    // Port A - Bit  8
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<< 4, OUT_PP_10  <<  4);    // Port A - Bit  9
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<< 8, OUT_PP_10  <<  8);    // Port A - Bit 10
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<<12, OUT_PP_10  << 12);    // Port A - Bit 11
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<<16, OUT_PP_10  << 16);    // Port A - Bit 12
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<<20, OUT_PP_10  << 20);    // Port A - Bit 13
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<<24, OUT_PP_10  << 24);    // Port A - Bit 14
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, 15<<28, OUT_PP_10  << 28);    // Port A - Bit 15

    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<< 0, OUT_PP_10  <<  0);    // Port B - Bit  0
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<< 4, OUT_PP_10  <<  4);    // Port B - Bit  1
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<< 8, OUT_PP_10  <<  8);    // Port B - Bit  2
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<<12, OUT_PP_10  << 12);    // Port B - Bit  3
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<<16, OUT_PP_10  << 16);    // Port B - Bit  4
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<<20, OUT_PP_10  << 20);    // Port B - Bit  5
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRL, 15<<28, OUT_PP_10  << 28);    // Port B - Bit  7
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<< 0, OUT_PP_10  <<  0);    // Port B - Bit  8
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<< 4, OUT_PP_10  <<  4);    // Port B - Bit  9
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<< 8, OUT_PP_10  <<  8);    // Port B - Bit 10
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<<12, OUT_PP_10  << 12);    // Port B - Bit 11
    MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<<16, OUT_PP_10  << 16);    // Port B - Bit 12  (CS for SPI1 and SPI2, software controlled)
    MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<<20, ALT_PP_10  << 20);    // Port B - Bit 13   (SPI2)
    //MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<<24, OUT_PP_10  << 24);    // Port B - Bit 14
    MODIFY_REG(GPIOB->CRH, 15<<28, ALT_PP_10  << 28);    // Port B - Bit 15   (SPI2)

    MODIFY_REG(GPIOC->CRH, 15<<20, OUT_PP_10  << 20);    // Port C - Bit 13		(LED on the Bluepill Board)
    //MODIFY_REG(GPIOC->CRH, 15<<24, OUT_PP_10  << 24);    // Port C - Bit 14
    //MODIFY_REG(GPIOC->CRH, 15<<28, OUT_PP_10  << 28);    // Port C - Bit 15





}




int main(void)
{

	test_spi2();   // never returns  ( SPI setup aufgeräumt, ohne Systick, ohne RS232)


    // Initialize I/O pins
    init_io();

    // Initialize system timer
    SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);

    puts("Hello World1");
    WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BR13);  // LED on

    // verschiedene Testroutinen
	//test_rs232();   // never returns
	test_spi();   // never returns



    while(1)
    {
        // LED Off
        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BS13);

        // Delay 1 second
        uint32_t start=systick_count;
        while (systick_count-start<500);

        // LED On
        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BR13);
        puts("Hello World5");

        // Delay 1 second
        start=systick_count;
        while (systick_count-start<1000);

        //ITM_SendChar('a');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus -> Prg hängt wenn das an ist
    }
}


// *************************************************************************************************************
// ***                                                                                                       ***
// ***                                                Testroutinen                                           ***
// ***                                                                                                       ***
// *************************************************************************************************************


// Testet UART-Read and write
void test_rs232()
{
	uint8_t data;
	int led_state=0;
	uint32_t start;

    // Configure the serial Port 1
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_USART1EN); // Enable
    MODIFY_REG(GPIOA->CRH, GPIO_CRH_CNF9 + GPIO_CRH_MODE9 , GPIO_CRH_CNF9_1  + GPIO_CRH_MODE9_1); // PA9 =Output for alternate function

    // den A10 kann man auch auf Power-on-default lassen (Input floating)
    MODIFY_REG(GPIOA->CRH, GPIO_CRH_CNF10+ GPIO_CRH_MODE10, GPIO_CRH_CNF10_1 ); // PA10=Input with pull up/down  --  so geht es
    //MODIFY_REG(GPIOA->CRH, GPIO_CRH_CNF10+ GPIO_CRH_MODE10, GPIO_CRH_CNF10_0 ); // PA10=Input floating  -- so geht es (das ist aber sowieso der Power-on defaultwert)
    // GPIO_CRH_CNF10		beide bits gesetzt !!!1!
    // GPIO_CRH_CNF10_0		bit 0 gesetzt
    // GPIO_CRH_CNF10_1		bit 1 gesetzt
    SET_BIT(GPIOA->ODR,1<<10); // PA10 pull-up einschalten (=Ausgang auf high setzen wenn der Pin auf Ausgang geschaltet wäre)

    USART1->BRR = (SystemCoreClock / 115200); // Set baud rate
    //USART1->CR1 = USART_CR1_UE + USART_CR1_TE; // Enable transmitter (no receiver)
    USART1->CR1 = USART_CR1_UE + USART_CR1_TE + USART_CR1_RE; // Enable transmitter and receiver

    // PC13 = Output for the red LED
    MODIFY_REG(GPIOC->CRH, GPIO_CRH_CNF13 + GPIO_CRH_MODE13, GPIO_CRH_MODE13_0);  // MODIFY_REG(REG, CLEARMASK, SETMASK) -- set gewinnt

    puts("Hello World3\n");
    USART1->DR = 65;   // ein "A" senden
    start=systick_count;
    while(1)
    {
    	if ((USART1->SR & USART_SR_RXNE))   // wenn ein Byte empfangen wurde
    	{
    		data = USART1->DR;
    		USART1->DR = data+1;   // modifiziert zurück senden um funktion zu bestätigen
    	}
    	//while(!(USART1->SR & USART_SR_TXE));
    	//        USART1->DR = *ptr++;
    	//puts("Hello World5");
    	if ((systick_count-start)>500)   // Zeit ist um
    	{
    	    //USART1->DR = 66;     // ein "B" senden
    		if (led_state)
    		{

    	        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BS13);  // LED Off
    	        start=systick_count;
    	        led_state=0;
    	        ITM_SendChar('a');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus
    	        ITM_SendChar('\n'); // Zeilenumbruch im STM32 Cube Programmer SWV Viewer
    		}
    		else
    		{
    	        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BR13);  // LED on
    	        start=systick_count;
    	        led_state=1;
    		}
    	}


    }



}





void test_spi()
{
	uint16_t data=0;
	int led_state=0;
	uint32_t start;

    // Enable Port A, B, C and alternate functions
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPAEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPCEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_AFIOEN);


	SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_SPI1EN); // Enable SPI1
	SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_SPI2EN); // Enable SPI2

	init_gpio();  // set all ports to GPIO and alternate functions  // ToDo: vor oder nach dem SPI setup?!??

	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_DFF);	// 16 bit per transfer
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_MSTR);	// Master mode
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_BR_2);	// clock div 32 / RM0008 p.743
	//SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_BR_0);	// clock div 4  / RM0008 p.743
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_SPE);	// SPI enable

	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_DFF);	// 16 bit per transfer
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_MSTR);	// Master mode
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_BR_2);	// clock div 32 / RM0008 p.743
	//SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_BR_0);	// clock div 4  / RM0008 p.743
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_SPE);	// SPI enable



    puts("Hello World SPI 3 \n");
    ITM_SendChar('0');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus
    start=systick_count;
    while(1)
    {
    	if (0)//((SPI1->SR & SPI_SR_TXE))   // wenn ein Byte gesendet werden kann
    	{
    		SPI1->DR=0x1234;    // send 16 bit word
    		SPI2->DR=0x1234;    // send 16 bit word
    	}


    	if ((systick_count-start)>500)   // Zeit ist um
    	{
    	    //USART1->DR = 66;     // ein "B" senden
    		if (led_state)
    		{

    	        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BS13);  // LED Off
    	        start=systick_count;
    	        led_state=0;
    	        ITM_SendChar('a');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus


    	        // write 2x 16 bit on SPI2 and 1x 16bit on SPI1
    	        WRITE_REG(GPIOB->BSRR,GPIO_BSRR_BR12);  // PB12 low  ( Chip select for SPI)
    	        while (!(SPI1->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write
    	        //while (!(SPI2->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write  // bei SPI2 hängt der hier ewig
    	        SPI2->DR=0x55ff;    // send 16 bit word
    	        SPI1->DR=data;    // send 16 bit word
    	        while (!(SPI1->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write
    	        //while (!(SPI2->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write  // bei SPI2 hängt der hier ewig
       	        SPI2->DR=0x300f;    // send 16 bit word
    	        SPI1->DR=data;    // send 16 bit word
    	        while ( (SPI1->SR & SPI_SR_BSY));   // busy wait for SPI transfer to be finished
    	        while ( (SPI2->SR & SPI_SR_BSY));   // busy wait for SPI transfer to be finished
    	        WRITE_REG(GPIOB->BSRR,GPIO_BSRR_BS12);  // PB12 high  ( Chip select for SPI)
    	        data++;

    	        ITM_SendChar('b');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus
    	        ITM_SendChar('\n'); // Zeilenumbruch im STM32 Cube Programmer SWV Viewer
    		}
    		else
    		{
    	        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BR13);  // LED on
    	        start=systick_count;
    	        led_state=1;
    		}
    	}

    }

}







//
void test_spi2()
{
	uint16_t data=0;
	int led_state=0;

    // Enable Port A, B, C and alternate functions
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPAEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPCEN);
    SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_AFIOEN);


	SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_SPI1EN); // Enable SPI1
	SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_SPI2EN); // Enable SPI2

	init_gpio();  // set all ports to GPIO and alternate functions  // ToDo: vor oder nach dem SPI setup?!??

	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_DFF);	// 16 bit per transfer
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_MSTR);	// Master mode
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_BR_2);	// clock div 32 / RM0008 p.743  ( bei 8MHz Takt sind das 250kHz)
	//SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_BR_0);	// clock div 4  / RM0008 p.743
	SET_BIT(SPI1->CR1, SPI_CR1_SPE);	// SPI enable

	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_DFF);	// 16 bit per transfer
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_MSTR);	// Master mode
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_BR_2);	// clock div 32 / RM0008 p.743
	//SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_BR_0);	// clock div 4  / RM0008 p.743
	SET_BIT(SPI2->CR1, SPI_CR1_SPE);	// SPI enable



    ITM_SendChar('1');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus

    while(1)
    {

    	if (led_state)
    	{
    		WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BS13);  // LED Off
    		led_state=0;
    	}
    	else
    	{
	        WRITE_REG(GPIOC->BSRR,GPIO_BSRR_BR13);  // LED on
    		led_state=1;
    	}


    	ITM_SendChar('a');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus


		// write 2x 16 bit on SPI2 and 2x 16bit on SPI1
		WRITE_REG(GPIOB->BSRR,GPIO_BSRR_BR12);  // PB12 low  ( Chip select for SPI)
		while (!(SPI1->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write
		//while (!(SPI2->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write  // bei SPI2 hängt der hier ewig (außer beim ersten Aufruf)
		SPI2->DR=0x55ff;    // send 16 bit word
		SPI1->DR=data;    // send 16 bit word
		while (!(SPI1->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write
		//while (!(SPI2->SR & SPI_SR_TXE));   // busy wait for TX buffer ready to write  // bei SPI2 hängt der hier ewig
		SPI2->DR=0x300f;    // send 16 bit word
		SPI1->DR=data;    // send 16 bit word
		while ( (SPI1->SR & SPI_SR_BSY));   // busy wait for SPI transfer to be finished
		while ( (SPI2->SR & SPI_SR_BSY));   // busy wait for SPI transfer to be finished  (SPI2 hängt hier nicht)
		WRITE_REG(GPIOB->BSRR,GPIO_BSRR_BS12);  // PB12 high  ( Chip select for SPI)
		data++;

		ITM_SendChar('2');  //  gibt ein Zeichen auf der SWO Leitung aus
		ITM_SendChar('\n'); // Zeilenumbruch im STM32 Cube Programmer SWV Viewer

	    for (uint32_t j=0; j < 2000UL * 500; j++)  // delay ca. 500ms (at 8MHz CPU Clock)
	    {
	        __NOP();
	    }

    }

}