/* クリスマスツリーイルミネーション
   CPUのプルアップ抵抗を使って17個のLEDを点灯
   2017/11/19 ラジオペンチ http://radiopench.blog96.fc2.com/
*/

unsigned long data = 0;
int i, n;

void setup() {
  startLoop(1);                       // 開始表示
}                                     // pinModeを指定していないので全部inputになる

void loop() {                         // メインループ
  while (millis() < 10800000UL) {     // 6時間下記を実行（3hr*3600sec*1000ms=10800000)
    startLoop(1);                     // ループ開始表示
    singleR(2);                       // 単発右回転
    singleL(2);                       // 単発左回転
    waveR(2);                         // ウェ−ブ右回転
    waveL(2);                         // ウェーブ左回転
    x_rotate(3);                      // 単発左右同時
    VrotateR(4);                      // 縦線右移動
    VrotateL(4);                      // 縦線左移動
    VrotateR(4);                      // 縦線右移動
    VrotateL(4);                      // 縦線左移動
    updown(3);                        // 縦上昇/降下
    randomFlash(75);                  // ランダム点灯
  }
  timeUp();                           // 指定時間終了後は停止中表示（センターLEDフラッシュ）
}

void startLoop(int count) {           // 開始表示パターン
  for (i = 0; i < count; i++) {       // 指定回数
    led(0);
    delay(1000);
    led(0x1FFFF);                     // 全点灯
    delay(1000);
    led(0);
    delay(500);
  }
}

void singleR( int count) {            // 1灯単発右回転点灯
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    data = 0x01;                      // タネを仕込む
    for (n = 0; n <= 18; n++) {       // タネが外に外れるまで実行
      led(data);                      // LED表示
      data = data << 1;               // 左にシフト
      delay(80);
    }
    delay(100);
  }
}

void singleL( int count) {            // 1灯左回転点灯
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    data = 0x10000;                   // タネを仕込む
    for (n = 0; n <= 18; n++) {       // タネが外に外れるまで実行
      led(data);                      // ビットパターンを表示
      data = data >> 1;               // 右にシフト
      delay(80);
    }
    delay(100);
  }
}

void x_rotate( int count) {           // 左右同時回転
  unsigned long a, b;
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    a = 0x00001;                      // 下側のタネ
    b = 0x10000;                      // 上側のタネ
    for (n = 0; n <= 17; n++) {
      data = a | b;                   // 上下のタネを合成して、
      led(data);                      // 表示
      a = a << 1;                     // 下のタネを左シフト
      b = b >> 1;                     // 上のタネを右シフト
      delay(100);
    }
  }
}

void waveR(int count) {               // 波のように表示（右回り）
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    for (n = 0; n <= 16; n++) {
      data |= 0x01;                   // 最下位に1ビット追加
      led(data);                      // LED表示
      data = data << 1;               // 左にシフト
      delay(50);
    }
    for (n = 0; n <= 16; n++) {
      data = data & 0x1FFFE;          // 下位ビットを消す
      led(data);                      // LED表示
      data = data << 1;               // 左にシフト
      delay(50);
    }
  }
}

void waveL(int count) {               // 波のように表示(左周り）
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    for (n = 0; n <= 16; n++) {
      data |= 0x10000;                // 最上位1ビット追加
      led(data);                      // LED表示
      data = data >> 1;               // 右にシフト
      delay(50);
    }
    for (n = 0; n <= 16; n++) {
      data = data & 0x0FFF;           // 右端のビットを消す
      led(data);                      // LED表示
      data = data >> 1;               // 右にシフト
      delay(50);
    }
  }
}

void VrotateR(int count) {          // 縦線右移動
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    led(0b00000000110101010);
    delay(100);
    led(0b00000000101010101);
    delay(100);
    led(0b10101010100000000);
    delay(100);
    led(0b01010101100000000);
    delay(100);
  }
}

void VrotateL(int count) {           // 縦線左移動
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    led(0b01010101100000000);
    delay(100);
    led(0b10101010100000000);
    delay(100);
    led(0b00000000101010101);
    delay(100);
    led(0b00000000110101010);
    delay(100);
  }
}

void updown(int count) {              // 縦上昇/降下（下から上に点灯し、逆順で消す）
  unsigned long a, b;
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    a = 0;
    b = 0;
    for (n = 0; n <= 9; n++) {        // 下から上に点灯
      data = a | b;                   // 左右のタネを合成
      led(data);                      // LED表示
      a = a << 1;                     // 下位を繰り上げて
      a |= 0x01;                      // 開いた場所は1を埋める
      b = b >> 1;                     // 上位を繰り下げて
      b |= 0x10000;                   // 開いた場所は1を埋める
      delay(100);
    }
    delay(300);                       // 全点灯したのでちょっと間をとる

    for (n = 0; n <= 8; n++) {        // 下から上に消灯
      data = a | b;                   // 左右のタネを合成
      led(data);                      // LED表示
      a = a << 1;                     // 下位を繰り上げて
      a &= 0x1FF;
      b = b >> 1;                     // 上位を繰り下げて
      b &= 0x1FF00;
      delay(100);
    }
    delay(300);                       //

    for (n = 0; n <= 8; n++) {        // 上から下へ点灯
      data = a | b;                   // 左右のタネを合成
      data |= 0x100;
      led(data);                      // LED表示
      a = a >> 1;                     //
      a |= 0x180;
      b = b << 1;                     //
      b |= 0x300;
      delay(100);
    }
    delay(300);                       //

    for (n = 0; n <= 9; n++) {        // 上から下へ消灯
      data = a | b;                   // 左右のタネを合成
      led(data);                      // LED表示
      a = a >> 1;                     //
      a &= 0x0FF;
      b = b << 1;                     //
      b &= 0x1FE00;
      delay(100);
    }
    delay(300);                       //
  }
}



void randomFlash( int count) {        // ランダム点灯
  for (i = 1; i <= count; i++) {
    data = random(0, 0x20000);        // 0から0x1FFFFの範囲の乱数発生
    data |= 0x100;                    // 中央のLEDは常時点灯
    led(data);                        // LED表示
    delay(150);
  }
}

void timeUp() {
  for (;;) {
    led(0x100);
    delay(50);
    led(0);
    delay(3000);
  }

}

void led(unsigned long x) {           // LED点灯ルーチン
  /* 引数に対応するビットのLEDを点灯。
     入力ピンにアサインした状態で1を書くと、プルアップ抵抗が有効になりLEDが点灯。
     データーは17ビット、ポートとの対応は下記
     data    x xxxx xxxx xxxx xxxx
     PORTD                 76 5432    digita 2-7
     PORTB           432 10           digital 8-12
     PORTC   5 4321 0                 A 0-5 (digital 14-19)
     digital 0, 1, 13はブートローダーと干渉するので使わない。

    クリスマスツリーのビット位置とLEDの配置
            8    ←　先端 (0x100)
           7 9
          6  10
         5    11
        4      12
       3        13
      2          14
     1            15
    0              17
  */
  byte d;
  x = x & 0x1FFFF;  // 変な値を排除

  // 下位6ビットを digital 2-7 に出力 (0,1はTX,RXなので使わない)
  d = (x << 2) & B11111100;
  PORTD = d;

  //  6ビット目から5ビットを digital 8-12に出力(13は使わない）
  d = (x >> 6) & B00011111;
  PORTB = d;

  // 11ビット目から6ビットを analog0-5(digital 14-19)に出力
  d = (x >> 11) & B00111111;
  PORTC = d;
}