#include "MATRIX7219.h"
MATRIX7219 mx(2,10,13,3);
#define max_pattern 16
int musicScale[]={523,587,659,698,784,880,988,1047};
int sw_old=0, sw_new, ad_timer=0, scan_timer=0;
long disp_timer=0, disp_timer_limit=70000;
int mode[3], idou[3], stopper[4];
char pt[max_pattern][8], disp[max_pattern][8][3];

void setup() {
  pinMode(4,INPUT);
  table_set();
  mx.begin();
  mx.setBrightness(3);  // develop = 1, final = 3
  mx.setReverse(false);
  startup();
}

void loop() {
  int i,j,p,q,analog_data;
  if(++disp_timer > disp_timer_limit){
    disp_timer = 0;
    for(i=0; i<3; i++) display_patterns(i);
  }
  if(++scan_timer > 100){
    scan_timer = 0;
    sw_scan();
    if(++ad_timer > 100){
      ad_timer = 0;
      analog_data = analogRead(A0);
      disp_timer_limit = map(analog_data, 0, 1023, 27000, 700);
    }
  }
  if(stopper[2] == 2){
    if( (mode[0] == mode[1]) && (mode[0] == mode[2]) ){
      for(i=0; i<9; i++){ tone(12, musicScale[i]); delay(40); noTone(12); delay(60); }
      p = mode[0];
      for(q=0; q<3; q++){
        for(i=0; i<8; i++){ for(j=0; j<3; j++) mx.setRow(i+1, 255-disp[p][i][j], j+1); }
        delay(150);
        for(i=0; i<8; i++){ for(j=0; j<3; j++) mx.setRow(i+1, disp[p][i][j], j+1); }
        delay(300);
      }     
      delay(700);
    }
    else{
      tone(12,500);
      delay(100);
      for(i=8; i>0; i--){
        for(j=1; j<4; j++) mx.setRow(i, 0, j);
        delay(100);
      }
      noTone(12);
    }
    delay(1000);
    sw_old = 0;
    startup();
  }
}

void sw_scan(){
  int i;
  sw_new = ! digitalRead(4);
  if(sw_new != sw_old){
    sw_old = sw_new;
    if(sw_new == 1){
      tone(12,1000); delay(40); noTone(12);
      if(stopper[0] == 0){
        stopper[0]++;
        stopper[3]++;
      }
      else if(stopper[1] == 0){
        stopper[1]++;
        stopper[3]++;
      }
      else if(stopper[2] == 0){
        stopper[2]++;
        stopper[3]++;
      }
    }
  }
}

void display_patterns(int i){
  int k,n,p;
  k = (mode[i]+15) % max_pattern;
  p = mode[i];
  switch(idou[i]){
    case 0:
      for(n=0; n<7; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+1][i], i+1);
      mx.setRow(8, 0, i+1);
      break;
    case 1:
      for(n=0; n<6; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+2][i], i+1);
      for(n=8; n>6; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      break;
    case 2:
      for(n=0; n<5; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+3][i], i+1);
      for(n=8; n>5; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      break;
    case 3:
      for(n=0; n<4; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+4][i], i+1);
      for(n=8; n>4; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      break;
    case 4:
      for(n=0; n<3; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+5][i], i+1);
      for(n=7; n>3; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      mx.setRow(8, disp[p][0][i], i+1);
      break;
    case 5:
      for(n=0; n<2; n++) mx.setRow(n+1, disp[k][n+6][i], i+1);
      for(n=6; n>2; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      for(n=0; n<2; n++) mx.setRow(n+7, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 6:
      mx.setRow(1, disp[k][7][i], i+1);
      for(n=5; n>1; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      for(n=0; n<3; n++) mx.setRow(n+6, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 7:
      for(n=4; n>0; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      for(n=0; n<4; n++) mx.setRow(n+5, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 8:
      for(n=3; n>0; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      for(n=0; n<5; n++) mx.setRow(n+4, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 9:
      for(n=2; n>0; n--) mx.setRow(n, 0, i+1);
      for(n=0; n<6; n++) mx.setRow(n+3, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 10:
      mx.setRow(1, 0, i+1);
      for(n=0; n<7; n++) mx.setRow(n+2, disp[p][n][i], i+1);
      break;
    case 11:
      for(n=0; n<8; n++) mx.setRow(n+1, disp[p][n][i], i+1);
      if(stopper[i] == 1) stopper[i]++;
      if(stopper[i] != 2) mode[i] = (mode[i]+1) % max_pattern;
      break;
  }
  if(stopper[i] != 2) idou[i] = (idou[i]+1) % 12;
}

void startup(){
  int i;
  for(i=0; i<3; i++) idou[i] = 0;
  for(i=0; i<4; i++) stopper[i] = 0;
  mode[0] = random(0,6);
  mode[1] = random(5,11);
  mode[2] = random(10,15);
  mx.clear();
  tone(12,700); delay(50); noTone(12); delay(50); tone(12,1400); delay(50); noTone(12);
}

void table_set(){
  int i,j,k;
  k=0; pt[k][0]=pt[k][7]=0x10; pt[k][1]=pt[k][6]=0x30; pt[k][2]=pt[k][5]=0x7e; pt[k][3]=pt[k][4]=0xfe;
  k=1; pt[k][0]=pt[k][7]=0xff; for(i=1;i<7;i++){pt[k][i]=0x81;}
  k=2; pt[k][0]=pt[k][7]=0x18; pt[k][1]=pt[k][6]=0x24; pt[k][2]=pt[k][5]=0x42; pt[k][3]=pt[k][4]=0x81;
  k=3; pt[k][0]=pt[k][7]=0x81; pt[k][1]=pt[k][6]=0x42; pt[k][2]=pt[k][5]=0x24; pt[k][3]=pt[k][4]=0x18;
  k=4; pt[k][0]=pt[k][7]=0x08; pt[k][1]=pt[k][6]=0x0c; pt[k][2]=pt[k][5]=0x7e; pt[k][3]=pt[k][4]=0x7f;
  k=5; pt[k][0]=pt[k][7]=0xc3; pt[k][1]=pt[k][6]=0xa5; pt[k][2]=pt[k][5]=0x5a; pt[k][3]=pt[k][4]=0x24;
  k=6; pt[k][0]=pt[k][7]=0x3c; pt[k][1]=pt[k][6]=0x42; pt[k][2]=pt[k][5]=0x81; pt[k][3]=pt[k][4]=0x99;
  k=7; pt[k][0]=pt[k][7]=0xc3; pt[k][1]=pt[k][6]=0x42; pt[k][2]=pt[k][5]=0x24; pt[k][3]=pt[k][4]=0x18;
  k=8; pt[k][0]=0; for(i=1;i<4;i++){pt[k][i]=0x3c;} pt[k][4]=0xff; pt[k][5]=0x7e; pt[k][6]=0x3c; pt[k][7]=0x18;
  k=9; pt[k][0]=pt[k][7]=0xff; pt[k][1]=pt[k][6]=0x81; pt[k][2]=pt[k][5]=0x81; pt[k][3]=pt[k][4]=0x99;
  k=10; pt[k][0]=pt[k][7]=0x3c; pt[k][1]=pt[k][6]=0x42; pt[k][2]=pt[k][5]=0x99; pt[k][3]=pt[k][4]=0xa5;
  k=11; pt[k][0]=pt[k][7]=0xbd; pt[k][1]=pt[k][6]=0x81; pt[k][2]=pt[k][5]=0; pt[k][3]=pt[k][4]=0x81;
  k=12; pt[k][0]=0x18; pt[k][1]=0x3c; pt[k][2]=0x7e; pt[k][3]=0xff; for(i=4;i<7;i++){pt[k][i]=0x3c;} pt[k][7]=0;
  k=13; pt[k][0]=pt[k][7]=0x3c; pt[k][1]=pt[k][6]=0x24; pt[k][2]=pt[k][5]=0xe7; pt[k][3]=pt[k][4]=0x81;
  k=14; pt[k][0]=pt[k][7]=0x42; pt[k][1]=pt[k][6]=0xc3; pt[k][2]=pt[k][5]=0x24; pt[k][3]=pt[k][4]=0x18;
  k=15; pt[k][0]=pt[k][7]=0xc3; pt[k][1]=pt[k][6]=0x81; pt[k][2]=pt[k][5]=0x3c; pt[k][3]=pt[k][4]=0x3c;
  for(i=0; i<max_pattern; i++){
    for(j=0;j<8;j++){
      for(k=0;k<3;k++) disp[i][j][k]=pt[i % max_pattern][j];
    }
  }
}