/*
单片机: ATMega16A
晶振: 外部11.0592MHz (熔丝位: 低E1 高99)
红外接收头端口: PD6(ICP1)
数码管段选: PA
数码管位选: 从高到低PC0~7
LED灯: PB7~0
*/
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/sfr_defs.h>

const uint8_t seg8[] PROGMEM = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e}; // 共阳数码管段码表
uint8_t repeat_cnt = 0; // 重复按键次数
uint16_t user_code = 0, op_code = 0; // 用户码和操作码

int main(void)
{
    // 数码管管脚配置
    DDRA = 0xff;
    PORTA = 0xff; // 先熄灭数码管
    DDRC = 0xff;

    // 数码管动态扫描定时器配置 (CTC自动重装模式)
    OCR0 = 85; // 定时时间: 2ms
    TCNT0 = OCR0; // 开启定时器后立即溢出, 点亮数码管
    TIMSK = _BV(OCIE0); // 打开定时器自动重装中断
    sei(); // 打开总中断
    TCCR0 |= _BV(WGM01) | _BV(CS02); // 开定时器0, 时钟为256分频 (基准: 23.148us)

    // PB口LED灯配置
    PORTB = ~repeat_cnt;
    DDRB = 0xff;

    // 输入捕获定时器配置
    TIMSK |= _BV(TICIE1); // 打开输入捕获中断
    TCCR1B = _BV(CS11); // 开定时器1, 时钟为8分频 (基准: 0.723us)
    TCCR1B |= _BV(ICNC1); // 打开噪声过滤功能 (可选操作)

    while (1); // 在主循环中可对按键操作进行处理
}

// 数码管动态扫描
ISR(TIMER0_COMP_vect)
{
    static uint8_t mask = _BV(PORTC7); // 从最低位开始扫描
    static uint32_t numbuf;
    sei(); // 允许输入捕获中断抢占本中断
    if (mask == _BV(PORTC7))
        numbuf = op_code | ((uint32_t)user_code << 16); // 装入要显示的数字
    // 左边显示用户码, 右边显示操作码

    PORTC = 0xff; // 熄灭数码管
    PORTA = pgm_read_byte(&seg8[numbuf & 0x0f]); // 设置显示字符 (十六进制格式)
    PORTC = ~mask; // 设置数码管位选
    numbuf >>= 4;
    if (mask == _BV(PORTC0))
        mask = _BV(PORTC7);
    else
        mask >>= 1; // 扫描下一位
}

// 只有定时器1才有输入捕获功能
ISR(TIMER1_CAPT_vect)
{
    static uint8_t IR_step = 0; // 步骤号
    static uint16_t high_time = 0, low_time = 0; // 保存高低电平的持续时间
    static uint32_t data; // 从高位到低位依次是: 操作码反码, 操作码, 用户识别码反码, 用户识别码
    
    TCNT1 = 0; // 定时器清零
    TCCR1B ^= _BV(ICES1); // 设置(翻转)下次捕获的电平
    TIFR = _BV(ICF1); // 清除可能产生的ICF1标志位, 特别注意: 由于是写1清零, 所以这里的运算符绝对不能写成|=
                      // 否则可能会同时把已经置位但还未处理的OCF0也清除掉, 从而错过一个定时器溢出中断导致数码管闪烁

    if (TCCR1B & _BV(ICES1)) // 若本次捕获的是下降沿
    {
        high_time = ICR1; // 记录高电平持续时间
        if (IR_step == 0)
        {
            if (low_time >= 11757 && low_time <= 13140)
            {
                // 低电平在8.5~9.5ms之间才合法
                if (high_time >= 5533 && high_time <= 6916)
                {
                    // 若高电平在4~5ms之间, 则认为是引导码
                    data = 0;
                    IR_step++; // 开始读取用户码
                }
                else if (high_time >= 2075 && high_time <= 3458)
                {
                    // 若高电平在1.5~2.5ms之间, 则认为是重复码
                    repeat_cnt++; // 重复次数加1
                    PORTB = ~repeat_cnt; // 在LED上显示出来
                }
            }
        }
        else
        {
            // 低电平长度必须在0.4~0.7ms之间
            if (low_time >= 553 && low_time <= 968)
            {
                data >>= 1;
                if (high_time > 1162)
                    data |= 0x80000000; // 如果高电平长度大于0.84ms, 则认为本位为1
                if (IR_step == 32)
                {
                    // 若所有位都已读取完毕, 则将解码结果保存到全局变量中
                    user_code = data & 0xffff;
                    op_code = data >> 16;
                    IR_step = 0;
                    repeat_cnt = 0; // 重复次数清零
                    PORTB = ~repeat_cnt;
                }
                else
                    IR_step++; // 读下一位
            }
            else
                IR_step = 0; // 低电平长度不合法, 退出
        }
    }
    else
        low_time = ICR1; // 若本次捕获的是上升沿, 则记录低电平持续时间
}