#include "main.h"
#include "device/adc.h"
#include "sys/systick.h"

#define TEMP_ADC                ADC0
#define TEMP_ADC_CHANNEL        ADC_CHANNEL_16
#define VREFINT_ADC_CHANNEL     ADC_CHANNEL_17
#define ADC_MAX_VALUE           4095.0f
#define VREFINT_TYPICAL_VOLTAGE 1.20f
#define TEMP_V25                1.43f
#define TEMP_AVG_SLOPE          0.0043f

/**
 * @brief 初始化 ADC 硬件及内部温度/VREF 通道。
 * @param[in] 无。
 * @param[out] 无。
 * @retval 无返回值。
 * @note 完成 ADC 时钟、模式、触发方式、内部通道和校准流程配置。
 */
void adc_hw_init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_ADC0);
    rcu_adc_clock_config(RCU_CKADC_CKAPB2_DIV8);

    adc_deinit(TEMP_ADC);
    adc_mode_config(ADC_MODE_FREE);
    adc_special_function_config(TEMP_ADC, ADC_SCAN_MODE, DISABLE);
    adc_special_function_config(TEMP_ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, DISABLE);
    adc_data_alignment_config(TEMP_ADC, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    adc_channel_length_config(TEMP_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL, 1U);
    adc_external_trigger_source_config(TEMP_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC0_1_2_EXTTRIG_REGULAR_NONE);
    adc_external_trigger_config(TEMP_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL, DISABLE);

    adc_tempsensor_vrefint_enable();
    delay_ms(2U);

    adc_enable(TEMP_ADC);
    delay_ms(2U);
    adc_calibration_enable(TEMP_ADC);
}

/**
 * @brief 执行指定通道的一次 ADC 单次采样。
 * @param[in] channel 待采样的 ADC 通道号。
 * @param[out] 无。
 * @retval uint16_t 指定通道的原始 ADC 采样值。
 * @note 函数采用阻塞式等待，直到 EOC 置位后返回。
 */
uint16_t adc_single_read(uint8_t channel)
{
    adc_regular_channel_config(TEMP_ADC, 0U, channel, ADC_SAMPLETIME_239POINT5);
    adc_flag_clear(TEMP_ADC, ADC_FLAG_EOC);
    adc_software_trigger_enable(TEMP_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL);
    while(RESET == adc_flag_get(TEMP_ADC, ADC_FLAG_EOC)) {
    }
    return adc_regular_data_read(TEMP_ADC);
}

/**
 * @brief 读取内部参考电压通道的原始 ADC 值。
 * @param[in] 无。
 * @param[out] 无。
 * @retval uint16_t 内部参考电压通道的原始 ADC 值。
 */
uint16_t adc_read_vref_raw(void)
{
    return adc_single_read(VREFINT_ADC_CHANNEL);
}

/**
 * @brief 读取内部温度通道的原始 ADC 值。
 * @param[in] 无。
 * @param[out] 无。
 * @retval uint16_t 内部温度通道的原始 ADC 值。
 */
uint16_t adc_read_temp_raw(void)
{
    return adc_single_read(TEMP_ADC_CHANNEL);
}

/**
 * @brief 根据内部参考电压原始值计算实际 VDDA。
 * @param[in] vref_raw 内部参考电压通道原始 ADC 数值。
 * @param[out] 无。
 * @retval float 换算得到的 VDDA 电压值，单位 V。
 * @note 当 vref_raw 为 0 时返回默认 3.3V，避免出现除零异常。
 */
float adc_calculate_vdda(uint16_t vref_raw)
{
    if(vref_raw == 0U) {
        return 3.3f;
    }
    return (VREFINT_TYPICAL_VOLTAGE * ADC_MAX_VALUE) / static_cast<float>(vref_raw);
}

/**
 * @brief 根据温度原始值与 VDDA 计算芯片温度。
 * @param[in] temp_raw 内部温度通道原始 ADC 数值。
 * @param[in] vdda 当前供电电压，单位 V。
 * @param[out] 无。
 * @retval float 换算得到的芯片温度，单位 ℃。
 */
float adc_calculate_temperature(uint16_t temp_raw, float vdda)
{
    const float sensor_voltage = (static_cast<float>(temp_raw) * vdda) / ADC_MAX_VALUE;
    return ((TEMP_V25 - sensor_voltage) / TEMP_AVG_SLOPE) + 25.0f;
}

/**
 * @brief 采集一组完整 ADC 样本并完成工程值换算。
 * @param[in] sample 指向输出样本结构体的指针；允许为空。
 * @param[out] sample 当指针非空时，写入温度/VREF 原始值与换算结果。
 * @retval 无返回值。
 * @note 当 sample 为 NULL 时函数直接返回，不执行任何数据写入。
 */
void adc_collect_sample(adc_sample_t *sample)
{
    if(sample == nullptr) {
        return;
    }

    sample->vref_raw = adc_read_vref_raw();
    sample->temp_raw = adc_read_temp_raw();
    sample->vdda = adc_calculate_vdda(sample->vref_raw);
    sample->temperature = adc_calculate_temperature(sample->temp_raw, sample->vdda);
}