library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;

entity pi is
    port(
        reference : in signed (7 downto 0); -- valore di riferimento scelto da me
        feedback : in signed (7 downto 0); -- valore che arriva dall'encoder dietro il motore
        duty_out : out signed (7 downto 0); -- valore del duty cycle che arriva poi alla PWM
        tick : in std_logic
    );
end entity;

architecture arch of pi is

    signal err : signed (7 downto 0):="00000000"; --l'errore nel PI è la differenza tra valore di riferimento e valore reale
    signal err_sum : signed (7 downto 0):="00000000"; -- la somma degli errori è necessario per il coefficiente I (integrativo)
    signal P : signed (7 downto 0):="00000000" ;
    signal I : signed (7 downto 0):="00000000";
    signal PI : signed (7 downto 0);
    signal val_kp : integer := 100;
    signal val_ki : integer := 100;
    --giusto per sicurezza, metto due termini costanti per settarmi dei bounde del duty
    constant pwm_high : signed (7 downto 0) := "01111111";-- in ca2 è 127
    constant pwm_low : signed (7 downto 0) :="10000000";-- -128
begin
    process(reference, feedback, err_sum, err) is 
        begin
            if rising_edge(tick)then -- nella pwm il segnale è sotto prescaler, occhio se fa danni
                err<=reference - feedback;
              --  err_sum <=resize(err_sum + err,8);
                err_sum <=err_sum + err;
                -- questi due termini mi servono per calcolare poi il termine P ed I
                P<=resize(err*val_kp, P'length) ;
                I<=resize(err_sum*val_ki, I'length);
                PI<=P+I;
                if PI<=pwm_high and PI>=pwm_low then
                    duty_out<=PI;
                end if;
                if PI<= pwm_low then
                    duty_out<=pwm_low;
                end if;
                if PI>=pwm_high then
                    duty_out<=pwm_high;
                end if;
            end if;          
    end process;            
end architecture;