from machine import Pin, PWM  # 导入GPIO引脚和PWM控制模块
import time                  # 导入时间控制模块

# ===== 硬件初始化部分 =====
# 初始化板载LED和蜂鸣器
led_onboard = Pin('LED', Pin.OUT)  # 板载LED作为状态指示器
buzzer = PWM(Pin(28))              # 蜂鸣器连接到GPIO 28

# 初始化数码管显示引脚
leds = [Pin(i, Pin.OUT) for i in range(7)]  # A-G段选引脚
dig1 = Pin(7, Pin.OUT)  # 第一个数码管位选引脚
dig2 = Pin(8, Pin.OUT)  # 第二个数码管位选引脚

# 阳极连接方式：1表示高电平有效，0表示低电平有效
Anode = 1

# 数字映射表 - 定义0-9十个数字对应的七段数码管显示编码
# 每个数字对应A-G七个段的状态，1表示点亮，0表示熄灭
digit_map = [
    #A, B, C, D, E, F, G
    [1, 1, 1, 1, 1, 1, 0],  # 0
    [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0],  # 1
    [1, 1, 0, 1, 1, 0, 1],  # 2
    [1, 1, 1, 1, 0, 0, 1],  # 3
    [0, 1, 1, 0, 0, 1, 1],  # 4
    [1, 0, 1, 1, 0, 1, 1],  # 5
    [1, 0, 1, 1, 1, 1, 1],  # 6
    [1, 1, 1, 0, 0, 0, 0],  # 7
    [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1],  # 8
    [1, 1, 1, 1, 0, 1, 1]   # 9
]

# ===== 基础功能函数 =====
def beep(buzzer, frequency, duration):
    """控制蜂鸣器发出指定频率的声音"""
    buzzer.freq(frequency)       # 设置PWM频率
    buzzer.duty_u16(32767)       # 设置50%占空比（最大为65535）
    time.sleep(duration)         # 持续指定时间
    buzzer.duty_u16(0)           # 关闭蜂鸣器

def show(num):
    """在数码管上显示指定数字"""
    values = digit_map[num]      # 获取数字对应的段码
    for i in range(len(leds)):   # 循环设置每个段的状态
        leds[i].value(values[i])

def clear():
    """清除数码管显示"""
    for led in leds:
        led.value(0)             # 所有段设置为关闭状态

def display(num1, num2, dis_time):
    """在两个数码管上交替显示两个数字
    
    参数:
        num1: 第一个数码管显示的数字
        num2: 第二个数码管显示的数字
        dis_time: 显示总时间（秒）
    """
    time_slide = 0.005  # 刷新时间间隔（5毫秒）
    ticks = dis_time // time_slide  # 计算需要刷新的次数
    
    while ticks > 0:
        # 交替显示两个数码管
        if num1 and ticks % 2 == 0:
            dig1.value(0)          # 选择第一个数码管
            dig2.value(1)
            show(num1)             # 显示第一个数字
            time.sleep(time_slide)
        else:
            dig1.value(1)          # 选择第二个数码管
            dig2.value(0)
            show(num2)             # 显示第二个数字
            time.sleep(time_slide)
        
        clear()  # 清除显示，避免残影
        ticks -= 1

# ===== 高级功能函数 =====
def alarm_sound():
    """蜂鸣器报警功能 - 倒计时结束时触发"""
    for _ in range(30):  # 循环30次，每次0.1秒，总计3秒
        beep(buzzer, 800, 0.05)  # 以800Hz频率发声0.05秒
        time.sleep(0.05)         # 暂停0.05秒，形成间断音

def countdown(seconds):
    """倒计时功能 - 按分钟和秒显示
    
    参数:
        seconds: 倒计时总秒数
    """
    while seconds >= 0:  # 当剩余时间大于等于0时继续循环
        # 计算当前分钟和秒数
        minutes = seconds // 60  # 整除得到分钟数
        secs = seconds % 60      # 取余得到秒数
        
        # 显示分钟的十位和个位
        display(minutes // 10, minutes % 10, 0.5)  # 刷新分钟显示0.5秒
        
        # 显示秒的十位和个位
        display(secs // 10, secs % 10, 0.5)        # 刷新秒数显示0.5秒
        
        # 闪烁板载LED，指示程序运行状态
        led_onboard.toggle()
        
        # 倒计时减1秒
        seconds -= 1
    
    # 倒计时结束，触发蜂鸣器报警
    alarm_sound()

# ===== 主程序部分 =====
# 方式1：使用倒计时函数从100秒开始倒计时
# countdown(100)

# 方式2：使用for循环实现从0到99的正序计数
for i in range(100):  # 循环100次，从0到99
    # 计算当前数字的十位和个位
    tens = i // 10  # 十位数字（整除10）
    ones = i % 10   # 个位数字（取余10）
    
    # 在两个数码管上显示当前数字，持续1秒
    display(tens, ones, 1)
    
    # 控制板载LED闪烁，指示程序运行状态
    led_onboard.toggle()
    
    # 等待1秒，控制计数速度
    time.sleep(1)

# 数字显示结束，触发蜂鸣器提示
alarm_sound()