from machine import I2C, Pin
from ssd1306 import SSD1306_I2C
from utime import sleep

# 设置GPIO与键盘引脚
row_list = [15, 14, 13, 12]  # R系接口 - 连接到矩阵键盘的行线
col_list = [5, 4, 3, 2]      # C系接口 - 连接到矩阵键盘的列线

# 初始化键盘引脚 - 行线设为输出模式，列线设为输入模式并启用上拉电阻
R = [Pin(i, Pin.OUT) for i in row_list]             # R为输出
C = [Pin(i, Pin.IN, Pin.PULL_UP) for i in col_list] # C为输入

# 键盘映射表 - 定义每个按键对应的字符
key_map = [['1','2','3','A'],
           ['4','5','6','B'],
           ['7','8','9','C'],
           ['*','0','#','D']]

# 设置LED指示灯 - 锁定和解锁状态的LED
led_lock = Pin(25, Pin.OUT)  # 锁定状态LED - 亮起表示系统已锁定
led_unlock = Pin(26, Pin.OUT)  # 解锁状态LED - 亮起表示系统已解锁

# 初始化I2C和OLED显示屏
i2c = I2C(0, sda=Pin(0), scl=Pin(1), freq=200000)
oled = SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

# 系统配置
CORRECT_PASSWORD = "1234"  # 固定密码 - 系统预设的解锁密码
lock_status = True  # 初始锁定状态 - 系统启动时默认为锁定状态

# 初始化显示和LED状态
def init_system():
    oled.fill(0)  # 清屏
    oled.text("Electronic Lock", 0, 0)  # 显示标题
    oled.text("look on", 0, 32)  # 锁定时显示"look on"
    oled.show()  # 更新OLED显示
    
    led_lock.value(1)  # 锁定LED亮
    led_unlock.value(0)  # 解锁LED灭

# 键盘读取函数 - 扫描矩阵键盘并检测按键输入
def keypad_read(rows, cols):
    key = None
    # 逐行扫描键盘
    for i in range(len(rows)):
        rows[i].value(0)  # 将当前行设为低电平
        result = [c.value() for c in cols]  # 读取所有列的状态
        
        # 如果某列被拉低，说明该行该列的按键被按下
        if 0 in result:
            pressed_btn = cols[int(result.index(0))]
            # 进行消抖处理，确认按键确实被按下
            if pressed_btn.value() == 0 and debounce(pressed_btn):
                # 根据行列索引查找对应的按键字符
                key = key_map[i][int(result.index(0))]
                rows[i].value(1)  # 恢复当前行的高电平
                return key
        
        rows[i].value(1)  # 恢复当前行的高电平
    return None

# 按钮消抖函数 - 防止按键抖动导致的误触发
def debounce(button):
    reading = button.value()  # 读取当前按键状态
    sleep(0.02)  # 短暂延时(20ms)以过滤抖动
    return reading == button.value()  # 确认两次读取的状态一致

# 更新显示状态 - 在OLED上显示指定的消息
def update_display(message):
    oled.fill(0)  # 清屏
    oled.text("Electronic Lock", 0, 0)  # 显示标题
    oled.text(message, 0, 32)  # 显示指定消息
    oled.show()  # 更新OLED显示

# 验证密码 - 检查输入的密码是否正确
def verify_password(input_password):
    return input_password == CORRECT_PASSWORD  # 比较输入密码与预设密码

# 锁定系统 - 将系统切换到锁定状态
def lock_system():
    global lock_status
    lock_status = True  # 更新锁定状态标志
    led_lock.value(1)  # 锁定LED亮
    led_unlock.value(0)  # 解锁LED灭
    update_display("look on")  # 锁定时显示"look on"
    sleep(1)  # 延时1秒

# 解锁系统 - 将系统切换到解锁状态
def unlock_system():
    global lock_status
    lock_status = False  # 更新锁定状态标志
    led_lock.value(0)  # 锁定LED灭
    led_unlock.value(1)  # 解锁LED亮
    update_display("look off")  # 解锁时显示"look off"
    sleep(1)  # 延时1秒

# 主程序 - 系统的核心控制逻辑
def main():
    init_system()  # 初始化系统
    password_input = ""  # 存储用户输入的密码
    
    # 主循环 - 持续运行系统
    while True:
        key = keypad_read(R, C)  # 读取键盘输入
        
        # 处理按键输入
        if key:
            # 锁定状态下处理密码输入
            if lock_status:
                # 数字键输入密码
                if key in "0123456789":
                    password_input += key  # 添加输入的数字到密码
                    
                    # 显示星号代替实际密码，保护密码安全
                    update_display("*" * len(password_input))
                
                # 清除键 (*)
                elif key == "*":
                    password_input = ""  # 清空已输入的密码
                    update_display("")  # 清屏
                
                # 确认键 (#)
                elif key == "#":
                    if password_input:  # 确保有输入密码
                        if verify_password(password_input):  # 验证密码
                            unlock_system()  # 密码正确，解锁系统
                            password_input = ""  # 清空密码输入
                        else:
                            update_display("Wrong!")  # 密码错误提示
                            sleep(1)  # 延时1秒
                            password_input = ""  # 清空密码输入
                            update_display("look on")  # 恢复锁定状态显示
            
            # 解锁状态下处理菜单选择
            else:
                # 锁定系统 (D键)
                if key == "D":
                    lock_system()  # 锁定系统
                    password_input = ""  # 清空密码输入

        sleep(0.05)  # 短暂延时，减少CPU占用

# 程序入口点
if __name__ == "__main__":
    try:
        main()  # 启动主程序
    except KeyboardInterrupt:
        # 处理Ctrl+C中断，优雅退出
        oled.fill(0)  # 清屏
        oled.text("Program Stopped", 0, 20)  # 显示停止信息
        oled.show()  # 更新OLED显示
        led_lock.value(0)  # 关闭锁定LED
        led_unlock.value(0)  # 关闭解锁LED