#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
# @Time    : 2026/1/4 15:06
# @Author  : reenrr
# @File    : stepper_motor_test.py
# @Desc    : 线条厂控制步进电机
"""
import time
from periphery import GPIO
import sys
sys.setswitchinterval(0.000001)  # 减小线程切换间隔

# --------------
# 硬件参数配置（必须与你的设备匹配！）
# --------------
# 1. 脉冲（PUL）引脚配置 → GPIO32
PUL_Pin = 32

# 2. 方向（DIR）引脚配置 → GPIO33
DIR_Pin = 33

# 3. LCDA257C驱动器核心参数（关键！与拨码/软件设置一致）
PULSES_PER_ROUND = 400  # 每圈脉冲数（按驱动器细分拨码调整）
PULSE_FREQUENCY = 5000  # 初始测试频率（建议从500开始逐步调高）

# 4. LCDA257C时序参数（遵循手册要求，不可低于最小值）
MIN_DIR_DELAY_US = 10  # DIR提前PUL的最小延迟（>8us）
PULSE_LOW_MIN_US = 2  # 脉冲低电平最小宽度（≥2us）
PULSE_HIGH_MIN_US = 2  # 脉冲高电平最小宽度（≥2us）

# 5. 方向电平定义（可根据实际测试调整）
CLOCKWISE_LEVEL = True  # 顺时针→DIR高电平
COUNTER_CLOCKWISE_LEVEL = False  # 逆时针→DIR低电平


def init_stepper() -> tuple[GPIO, GPIO]:
    """初始化PUL和DIR引脚（输出模式，适配LCDA257C）"""
    try:
        # 初始化脉冲引脚（输出模式）
        pul_gpio = GPIO(PUL_Pin, "out")
        # 初始化方向引脚（输出模式）
        dir_gpio = GPIO(DIR_Pin, "out")

        # 初始状态：脉冲低电平，方向低电平（驱动器空闲状态）
        pul_gpio.write(False)
        dir_gpio.write(False)

        print(f"✅ PUL引脚初始化完成：{PUL_Pin}引脚")
        print(f"✅ DIR引脚初始化完成：{DIR_Pin}引脚")
        return pul_gpio, dir_gpio

    except FileNotFoundError:
        raise RuntimeError(f"GPIO芯片不存在！检查 {PUL_Pin} 是否存在（命令：ls /dev/gpiochip*）")
    except PermissionError:
        raise RuntimeError("GPIO权限不足！请用 sudo 运行程序（sudo python test.py）")
    except Exception as e:
        raise RuntimeError(f"GPIO初始化失败：{str(e)}") from e


def rotate(pul_gpio: GPIO, dir_gpio: GPIO, rounds: float, direction: str = "clockwise",
           test_freq: int = PULSE_FREQUENCY):
    """
    控制LCDA257C驱动器旋转（优化版脉冲发送，解决频率不生效问题）
    :param pul_gpio: PUL引脚GPIO对象
    :param dir_gpio: DIR引脚GPIO对象
    :param rounds: 旋转圈数（正数，可小数）
    :param direction: 方向（clockwise/counterclockwise）
    :param test_freq: 本次旋转使用的脉冲频率（覆盖全局默认值）
    """
    # 1. 参数合法性校验
    if rounds <= 0:
        print("❌ 圈数必须为正数！")
        return
    if test_freq < 100:
        print("❌ 频率过低（≥100Hz），请调整test_freq参数！")
        return

    # 2. 设置旋转方向（严格遵循DIR提前时序）
    if direction == "clockwise":
        dir_gpio.write(CLOCKWISE_LEVEL)
        print(f"\n=== 顺时针旋转 {rounds} 圈（目标频率：{test_freq}Hz）===")
    elif direction == "counterclockwise":
        dir_gpio.write(COUNTER_CLOCKWISE_LEVEL)
        print(f"\n=== 逆时针旋转 {rounds} 圈（目标频率：{test_freq}Hz）===")
    else:
        print("❌ 方向参数错误！仅支持 clockwise/counterclockwise")
        return

    # DIR电平设置后，延迟≥8us（满足LCDA257C时序要求）
    time.sleep(MIN_DIR_DELAY_US / 1_000_000)

    # 3. 计算脉冲参数（确保高低电平≥最小宽度）
    total_pulses = int(rounds * PULSES_PER_ROUND)
    pulse_period = 1.0 / test_freq  # 脉冲周期（秒）

    # 确保高低电平宽度不低于驱动器要求（避免脉冲识别失败）
    high_period = max(pulse_period / 2, PULSE_HIGH_MIN_US / 1_000_000)
    low_period = max(pulse_period / 2, PULSE_LOW_MIN_US / 1_000_000)

    # 打印参数（便于调试）
    print(f"总脉冲数：{total_pulses} | 理论高电平：{high_period * 1e6:.1f}us | 理论低电平：{low_period * 1e6:.1f}us")

    # 4. 优化版脉冲发送（解决Python高频延时不准问题）
    start_total = time.perf_counter()  # 高精度计时（统计实际频率）
    for _ in range(total_pulses):
        # 高电平（直接sleep，避免while循环的调度延迟）
        pul_gpio.write(True)
        time.sleep(high_period)

        # 低电平
        pul_gpio.write(False)
        time.sleep(low_period)
    end_total = time.perf_counter()

    # 5. 计算实际频率（验证是否达到目标）
    actual_duration = end_total - start_total
    actual_freq = total_pulses / actual_duration if actual_duration > 0 else 0
    print(f"✅ 旋转完成 | 实际频率：{actual_freq:.0f}Hz | 耗时：{actual_duration:.2f}秒")


def motor_test_demo():
    """电机测试示例（逐步提升频率，验证转速变化）"""
    pul_gpio = None
    dir_gpio = None
    try:
        # 初始化引脚
        pul_gpio, dir_gpio = init_stepper()
        print("\n=== 步进电机频率测试程序启动 ===")

        while True:
            print(f"\n===== 测试频率：{PULSE_FREQUENCY}Hz =====")

            # 远离电机方向  顺时针
            rotate(pul_gpio, dir_gpio, rounds=10.0, direction="clockwise")
            time.sleep(5)  #
            # 靠近电机方向  逆时针
            rotate(pul_gpio, dir_gpio, rounds=10.0, direction="counterclockwise")
            time.sleep(5)  #

    except Exception as e:
        print(f"\n❌ 程序异常：{str(e)}")
    finally:
        # 安全释放GPIO资源（必须执行，避免引脚电平残留）
        if pul_gpio:
            pul_gpio.write(False)
            pul_gpio.close()
            print("\n✅ PUL引脚已关闭（低电平）")
        if dir_gpio:
            dir_gpio.write(False)
            dir_gpio.close()
            print("✅ DIR引脚已关闭（低电平）")
        print("✅ 程序退出完成")


if __name__ == '__main__':
    # 运行测试demo（必须sudo执行）
    motor_test_demo()