#define hasm0 1
#define hasm2 0b01000000

union {
 uint64_t bigdat;
 struct {
  byte vdat0;
  byte vdat1;
  byte vdat2;
  byte vdat3;
  byte vdat4;
  byte vdat5;
  byte vdat6;
  byte vdat7; } lowdat;
} recodum;

void rhas();

//----------

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
   Serial.begin(9600);


}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  rhas();
  Serial.print(recodum.lowdat.vdat0, BIN);Serial.print(recodum.lowdat.vdat1, BIN);
  Serial.print(recodum.lowdat.vdat2, BIN);Serial.print(recodum.lowdat.vdat3, BIN);
  Serial.print(recodum.lowdat.vdat4, BIN);Serial.print(recodum.lowdat.vdat5, BIN);
  Serial.print(recodum.lowdat.vdat6, BIN);Serial.println(recodum.lowdat.vdat7, BIN);
  //delay(200);
 
}

//----------

void rhas()
{
 byte tmpa,tmpb;
 if(recodum.bigdat == 0){recodum.bigdat = UINT64_MAX;}
 tmpa = recodum.lowdat.vdat0 & hasm0;
 if(tmpa){tmpa = 0xFF;}
 tmpb = recodum.lowdat.vdat2 & hasm2;
 if(tmpb){tmpb = 0xFF;}
 tmpa = tmpa ^ tmpb;
 recodum.bigdat = recodum.bigdat >> 1;
 if(tmpa){bitWrite(recodum.lowdat.vdat7, 7, 1);}
  else {bitWrite(recodum.lowdat.vdat7, 7, 0);}
}

// Set up potentiometer pin
#define POT_PIN A3

// Set up clock out pin
#define CLC_OUT 9

// Set up free pin (для ловли наводок)
#define FREE_PIN A1

// Set up random out pin (выход данных)
#define RANDOM_OUT 10

// Set up MFM out pin (выход МЧМ)
#define MFM_OUT 2

 int RND = 0;      // текущий бит данных
 int RND_OLD = 0;   // предыдущий бит данных
 int POT = 5;        // примерно полпериода в микросекундах
 int MFM = 0;      // текущий бит МЧМ

 unsigned int arr[100];  // массив случайных чисел
 int i=0;
 int j=0;

 void setup() {
  // put your setup code here, to run once:

// Set ADC mode
  // Регистр настройки мультиплексора
     ADMUX  = 0b01000011; // 0B0100011 - опорное Uпит (первые 01), 10 bit (3-й 0), A3 (последние 0011)
  // Регистр статуса и контроля
     ADCSRA = 0b11110011; // CLK/8 - ускоряем АЦП - в 8 раз ниже частоты процессора (32/8=4МГц)

// Set up pins as input
  pinMode(POT_PIN, INPUT);
  pinMode(FREE_PIN, INPUT);

// Set up pins as outputs
  pinMode(CLC_OUT, OUTPUT);
  pinMode(RANDOM_OUT, OUTPUT);
  pinMode(MFM_OUT, OUTPUT);

  digitalWrite(MFM_OUT, MFM);

  randomSeed(analogRead(FREE_PIN));

  // для пинов 9 и 10 (таймер1) - для 10 кГц вроде не обязательно
  // TCCR1A = 0b00000001;  // 8bit
  // TCCR1B = 0b00001001;  // x1 fast pwm - 62.5 кГц - для UNO и 125 кГц - для LGT8F328P

  // Serial.begin (9600);
 
}

  // Main loop - put your main code here, to run repeatedly:

  void loop() {  // до 30 кГц без задержек на random и ускорением чтения потенциометра

  for(i = 0; i < 100; i++){ // в массиве будет 100 элементов      //
  arr[i] = random(65536); // заполним массив случайными числами      // Чтобы потом в цикле не вносить задержек
  }
 
  while(true){   // бесконечный цикл

  // RND = random (2);       // 0 или 1, вносит задержку примерно 40 мкс

  digitalWrite(CLC_OUT, HIGH);   // переключаем СLC на HIGH - тактовая частота, желателен меандр

  RND = bitRead(arr[i], j);                     // чтение битов массива

    digitalWrite(RANDOM_OUT, RND);               // вывод случайных данных на 10-й пин

  if (RND < 1 && RND_OLD < 1) digitalWrite(MFM_OUT, !digitalRead(MFM_OUT)); // смена логического уровня МФМ                                                             // в начале бита данных, если второй 0 подряд
                              
   j=j+1;         //
   if(j > 15) {         // последовательное чтение
   j = 0;         // битов из массива
   i=i+1;
  }            // (быстрее, чем random (2))
   if(i > 99) i = 0;      //

   // POT = analogRead(POT_PIN);        // чтение потенциометра
   // POT = map(POT, 20, 1000, 1, 512); // масштабируем до диапазона 1 ... 512
   // POT = constrain(POT, 1, 512);     // ограничиваем диапазон, чтобы исключить выбросы

  delayMicroseconds(POT+15);    // 30 кГц, большой джиттер (+15 мкс - проверял стабильность)

  digitalWrite(CLC_OUT, LOW);   // переключаем СLC на LOW - тактовая частота, желателен меандр

  if (RND > 0) digitalWrite(MFM_OUT, !digitalRead(MFM_OUT));  // переход уровня МФМ при 1 данных по спаду CLC - в середине бита, т.е. CLC должен быть меандром

    RND_OLD = RND;
   
       POT = analogRead(POT_PIN);     // читаю при CLC=LOW, чтобы приблизить к меандру
    // POT = map(POT, 20, 1000, 1, 512);  // Тоже отнимают много времени
    // POT = constrain(POT, 1, 512);     // поэтому пока отключил

  delayMicroseconds(POT+10);    // 30 кГц, большой джиттер (+10 мкс - проверял стабильность)
 
  // Serial.print (POT); Serial.print("\t");
  // Serial.print (PAUSE); Serial.print("\t");
  // Serial.print (FREE); Serial.print("\t");
  // Serial.println (RND);

   } // закрыли while

} // закрыли loop