#pragma once
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>

/* ─── 帧常量 ─── */
/* 双帧头比单字节魔数更容易在连续字节流里完成包起始判定。 */
#define PROTO_SYNC0           0xAAU
#define PROTO_SYNC1           0x55U
#define PROTO_TYPE_COP        0x01U /* 上行: 压力中心 (CoP) 帧        */
#define PROTO_TYPE_ENCODER    0x02U /* 上行: 电机编码器帧（预留）      */
#define PROTO_TYPE_RESISTANCE 0x10U /* 下行: 阻力参数 (K, B, Tau)     */
#define PROTO_TYPE_SPOTTER    0x11U /* 下行: Spotter Mode 保护阈值    */
#define PROTO_TYPE_HEARTBEAT  0x20U /* 下行: 心跳包                   */

/* CoP flags 位定义 */
#define COP_FLAG_FORCE_VALID 0x01U /* 总力 > 阈值，CoP 坐标有意义    */

/* ─── 板面几何 & 传感器标定 ─── */
/* 传感器到板面中心的半宽、半长 (mm)。 */
#define BOARD_HALF_WIDTH_MM  100.0f
#define BOARD_HALF_LENGTH_MM 100.0f

/*
 * ADC → kg 换算推导：
 *   GML670 50kg: 灵敏度 1.75 mV/V, 激励 5V → 满量程输出 8.75 mV
 *   ADS1256: PGA=64, VREF=2.5V → 满量程 ±78.125 mV
 *   50kg 对应 ADC counts = 8.75 / 78.125 × 8388607 ≈ 939524
 *   1 LSB = 50.0 / 939524 ≈ 5.322e-5 kg
 * 如实际激励电压或 VREF 不同，按比例修正此系数。
 */
#define SENSOR_EXCITATION_V    5.0f
#define SENSOR_SENSITIVITY_MVV 1.75f
#define SENSOR_RATED_LOAD_KG   50.0f
#define ADS1256_VREF_V         2.5f
#define ADS1256_PGA            64

#define ADC_COUNTS_AT_RATED                                                                                            \
    ((SENSOR_SENSITIVITY_MVV * SENSOR_EXCITATION_V) / (2.0f * ADS1256_VREF_V * 1000.0f / ADS1256_PGA) * 8388607.0f)
#define ADC_TO_FORCE_SCALE (SENSOR_RATED_LOAD_KG / ADC_COUNTS_AT_RATED)

/* 总重低于此值时 CoP 无意义（除零保护），单位 kg */
#define COP_MIN_FORCE_THRESHOLD 0.5f

/* ─── 上行: CoP 帧 (17 bytes, 50 Hz) ───
 *
 *  [AA 55 01 seq flags cop_x(4) cop_y(4) force(4)]
 */
struct cop_frame_t {
    uint8_t sync0; /* = PROTO_SYNC0 */
    uint8_t sync1; /* = PROTO_SYNC1 */
    uint8_t type;  /* = PROTO_TYPE_COP */
    uint8_t seq;   /* 包序号 0-255 滚动，用于丢包检测 */
    uint8_t flags; /* bit0: force_valid */
    float cop_x;   /* 压力中心 X (mm)，板面坐标系 */
    float cop_y;   /* 压力中心 Y (mm)，板面坐标系 */
    float force;   /* 总重量 (kg) */
} __attribute__((packed));

union cop_pkt_t {
    struct cop_frame_t frame;
    uint8_t bytes[sizeof(struct cop_frame_t)];
};

/* ─── 上行: 电机编码器帧 (13 bytes, 预留) ───
 *
 *  [AA 55 02 seq flags cable_length(4) velocity(4)]
 */
struct encoder_frame_t {
    uint8_t sync0;      /* = PROTO_SYNC0 */
    uint8_t sync1;      /* = PROTO_SYNC1 */
    uint8_t type;       /* = PROTO_TYPE_ENCODER */
    uint8_t seq;        /* 包序号 */
    uint8_t flags;      /* 预留，填 0 */
    float cable_length; /* 拉索长度 (mm) */
    float velocity;     /* 拉索速度 (mm/s) */
} __attribute__((packed));

union encoder_pkt_t {
    struct encoder_frame_t frame;
    uint8_t bytes[sizeof(struct encoder_frame_t)];
};

/* ─── 下行: 阻力参数帧 (15 bytes) ───
 *
 *  [AA 55 10 K(4) B(4) Tau(4)]
 */
struct resistance_frame_t {
    uint8_t sync0; /* = PROTO_SYNC0 */
    uint8_t sync1; /* = PROTO_SYNC1 */
    uint8_t type;  /* = PROTO_TYPE_RESISTANCE */
    float K;       /* 刚度 (N/m) */
    float B;       /* 阻尼 (Ns/m) */
    float Tau;     /* 时间常数 (s) */
} __attribute__((packed));

union resistance_pkt_t {
    struct resistance_frame_t frame;
    uint8_t bytes[sizeof(struct resistance_frame_t)];
};

/* ─── 下行: Spotter Mode 帧 (8 bytes) ───
 *
 *  [AA 55 11 threshold(4) enable]
 */
struct spotter_frame_t {
    uint8_t sync0;   /* = PROTO_SYNC0 */
    uint8_t sync1;   /* = PROTO_SYNC1 */
    uint8_t type;    /* = PROTO_TYPE_SPOTTER */
    float threshold; /* 保护力阈值 (N) */
    uint8_t enable;  /* 0 = 关闭, 1 = 启用 */
} __attribute__((packed));

union spotter_pkt_t {
    struct spotter_frame_t frame;
    uint8_t bytes[sizeof(struct spotter_frame_t)];
};

/* ─── 下行: 心跳帧 (4 bytes, ~1 Hz) ───
 *
 *  [AA 55 20 counter]
 */
struct heartbeat_frame_t {
    uint8_t sync0;   /* = PROTO_SYNC0 */
    uint8_t sync1;   /* = PROTO_SYNC1 */
    uint8_t type;    /* = PROTO_TYPE_HEARTBEAT */
    uint8_t counter; /* 滚动计数，用于活性检测 */
} __attribute__((packed));

union heartbeat_pkt_t {
    struct heartbeat_frame_t frame;
    uint8_t bytes[sizeof(struct heartbeat_frame_t)];
};