#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>

#define BYTE_PORDEFECTO 97 
#define VTXON_PORDEFECTO 1200 
#define BW_PORDEFECTO 1000

#define bit(code,i) (((code)>>(7-i))&1)
#define sqr(x) ((x)*(x))
#define PI 3.1415926535897932384626433832795

static int byte=BYTE_PORDEFECTO;
static int vtxon=VTXON_PORDEFECTO;
static int bw=BW_PORDEFECTO;
static int ancho_espectro=0;

static int n_opt;
static char NombreFich[255];

double a(int n, int caracter)
{
	double suma = 0;
	int i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
		suma += bit(caracter,i) * (sin (n * PI * (i + 1) / 4.0) - sin (n * PI * i /  4.0));
	return suma / (n * PI); 
}

double b(int n, int caracter)
{
	double suma = 0;
	int i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
		suma += bit(caracter,i) * (cos (n * PI * i / 4.0) - sin (n * PI * (i + 1) /  4.0));
	return suma / (n * PI);
}

double a0(int caracter)
{
	double suma = 0;
	int i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
		suma += bit(caracter,i);
	return suma / 8;
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int n,nArmonicos,bit;
	float f,periodo;
	
	n_opt=1;
	while (n_opt<argc)
	{
	     if (!strcmp(argv[n_opt],"-c"))
	     {
	           n_opt++;
		   byte=atoi(argv[n_opt]);
		   if (byte<=0) byte=(int)argv[n_opt][0];
	     }
	     else 
	     if (!strcmp(argv[n_opt],"-v"))
	     {
	           n_opt++;
		   vtxon=atoi(argv[n_opt]);
		   if (vtxon<=0) {fprintf(stderr,"Velocidad de transmision incorrecta\n"); exit(1);}
	     }
	     else
	     if (!strcmp(argv[n_opt],"-b"))
	     {
	           n_opt++;
		   bw=atoi(argv[n_opt]);
		   if (bw<=0) {fprintf(stderr,"Ancho de banda incorrecto\n"); exit(1);}
	     }
	     else
	     if (!strcmp(argv[n_opt],"-a"))
	     {
	           n_opt++;
		   ancho_espectro=atoi(argv[n_opt]);
		   if (ancho_espectro<=0) 
		   {
		      fprintf(stderr,"Ancho de la ventana del analisis espectral incorrecto\n"); 
		      exit(1);
		   }
	     }
	     n_opt++;
	}
	
	f=vtxon/8.0;
	if (!ancho_espectro) ancho_espectro=((int)(75*f))+1;
	nArmonicos=(int)floor(bw/f);
	periodo=1.0/f;
        sprintf(NombreFich,"ArmonicosC%dV%dB%dA%d.txt",byte,vtxon,bw,ancho_espectro);
	
	printf("# REDES DE COMPUTADORES - FACULTAD DE INFORMATICA DE VALENCIA\n");
	printf("# PRACTICA SOBRE ANALISIS DE SEÑALES MEDIANTE SERIES DE FOURIER\n");

        printf("reset\n");
	printf("set size 1.0, 1.0\n");
	printf("set label \"");
	printf("- Caracter: %d '%c' (%xh)\\n\\n",byte,(byte>0)?byte:1,byte);
	printf("- Vel. txon: %d bps\\n",vtxon);
	printf("    --> Duracion de un bit:\\n    %5.4f ms \\n",(1.0/vtxon)*1000);
	printf("    --> Periodo de un byte:\\n    %5.4f ms \\n",periodo*1000);
	printf("    --> Frec. fundamental:\\n    %5.2f Hz \\n\\n",f);
	printf("- Ancho de banda del medio \\n(ideal): %5.2f Hz\\n",(float)bw);
	printf("    --> Numero de armonicos\\n    pasantes: %d\\n\\n",nArmonicos);
	printf("\"at screen 0.7,0.8 left\n");
	
	printf("set multiplot\n");
	printf("set nokey\n");

	printf("set size 0.7, 0.5\n");
	printf("set origin 0.0, 0.5\n");

	printf("set yrange [-0.5:1.5]\n");
	printf("set ylabel \"Amplitud\"\n");
	printf("set xlabel \"Tiempo (seg)\"\n");

	printf("f=%f\n",f);

	printf("# Funcion que define el byte original que se transmite\n");
	printf("byte(x)=");
	for (bit=0;bit<8;bit++)
		printf("(x<%f)?%d:",(bit+1)*(1.0/vtxon),bit(byte,bit));
	printf("0\n");

	printf("# Funcion que define la serie de Fourier como la suma de sus terminos\n");
	for (n=1;n<=nArmonicos;n++)
	{
		printf("s%d(x) = %f*cos(2*pi*%d*f*x)+ ",n,a(n,byte),n);
		printf("(%f*sin(2*pi*%d*f*x))\n",b(n,byte),n);
	}
	printf("s(x)=%f",a0(byte));
	for (n=1;n<=nArmonicos;n++) printf("+s%d(x)",n);
	printf("\n");

        printf("set title \"Representacion de Fourier\"\n");
    // Acá se daba el error en GNUPLOT 4.6: printf("plot [0:%f] byte(x) with lines 3, s(x) with lines 1\n",periodo);
	printf("plot [0:%f] byte(x) with lines, s(x) with lines\n",periodo);

	printf("set origin 0.0, 0.0\n");

        FILE *FichArmonicos=fopen(NombreFich,"wt");
	fprintf(FichArmonicos,"0.0 %f\n",a0(byte));
	for (n=1;n<=nArmonicos;n++)
		fprintf(FichArmonicos,"%f %f\n",n*f,sqrt(sqr(a(n,byte))+sqr(b(n,byte))));
	fclose(FichArmonicos);
	printf("set arrow 23 from %d,0 to %d,0.6 lt 3\n",bw,bw);
	printf("set yrange [0:1]\n");
	printf("set ylabel \"Amplitud\"\n");
	printf("set xlabel \"Frecuencia (Hz)\"\n");
	printf("set title \"Analisis espectral\"\n");
	printf("plot [0:%d] \"%s\" with impulse\n",ancho_espectro,NombreFich);

	return 0;
}