# 导入必要的模块（机器操作、时间控制）
from machine import Pin, PWM, ADC  # Pin引脚控制，PWM模拟信号，ADC数字信号转换
import utime    # 时间控制模块

# ============== 蜂鸣器设置 ==============
# 创建4个主蜂鸣器（使用PWM引脚0-3），每个对应不同频率的音调
buzzers = [
    PWM(Pin(0)),  # 蜂鸣器1（连接到引脚0）
    PWM(Pin(1)),  # 蜂鸣器2
    PWM(Pin(2)),  # 蜂鸣器3
    PWM(Pin(13))   # 蜂鸣器4
]
effect_buzzer1 = PWM(Pin(4))  # 特效蜂鸣器1
effect_buzzer2 = PWM(Pin(5))  # 特效蜂鸣器2

# ============== LED灯设置 ==============
# 创建3个LED灯（引脚16-18），每个灯代表不同距离范围
leds = [
    Pin(16, Pin.OUT),  # 近距离LED
    Pin(17, Pin.OUT),  # 中距离LED
    Pin(18, Pin.OUT)   # 远距离LED
]

# ============== 超声波测距模块 ==============
# 使用HC-SR04传感器测量距离
trigger = Pin(28, Pin.OUT)  # 发送信号的引脚（像喇叭，发出超声波）
echo = Pin(27, Pin.IN)      # 接收回波的引脚（像麦克风，接收返回的超声波）

# 测量距离的函数（单位：厘米）
def measure_distance():
    # 1. 先确保停止发送信号
    trigger.low()
    utime.sleep_us(2)
    
    # 2. 发送10微秒的高电平信号（发出超声波）
    trigger.high()
    utime.sleep_us(10)
    trigger.low()
    
    # 3. 记录发送超声波的时间点（信号发送时）
    while echo.value() == 0:   # 等待回波引脚变成高电平
        signaloff = utime.ticks_us()  # 记录开始时间
    
    # 4. 记录接收超声波的时间点（信号返回时）
    while echo.value() == 1:   # 等待回波引脚变成低电平
        signalon = utime.ticks_us()   # 记录结束时间
    
    # 5. 计算时间差并转换为距离（声速按340m/s计算）
    timepassed = utime.ticks_diff(signalon, signaloff)  # 计算时间差（微秒）
    distance_cm = (timepassed * 0.0343) / 2  # 距离公式：距离 = (时间×声速)/2
    
    return distance_cm  # 返回测得的厘米距离

# ============== LED控制函数 ==============
# 点亮指定位置的LED灯（关闭其他灯）
def set_led(index):
    for i in range(3):  # 遍历3个LED
        if i == index:
            leds[i].value(1)  # 点亮指定位置的LED
        else:
            leds[i].value(0)  # 熄灭其他LED

# ============== 蜂鸣器演奏函数 ==============
# 让蜂鸣器播放指定频率和时长的音符
def play_note(buzzer, freq, duration_ms):
    buzzer.freq(freq)         # 设置音调频率（决定音高）
    buzzer.duty_u16(30000)    # 设置音量大小（30000中等音量）
    utime.sleep_ms(duration_ms)  # 持续指定的时间（毫秒）
    buzzer.duty_u16(0)        # 关闭蜂鸣器（停止发声）

# ============== 歌曲播放函数 ==============
# 播放音符序列（自动循环所有蜂鸣器）
def play_song(notes, durations):
    # 遍历每个音符和对应的时值
    for freq, dur in zip(notes, durations):
        # 检查距离是否超过200cm（有人离开就停止播放）
        distance = measure_distance()
        if distance >= 200:
            return  # 停止播放歌曲
        
        # 用4个蜂鸣器同时播放相同音符（产生和声效果）
        for b in buzzers:
            if freq > 0:  # 正常音符（频率>0）
                play_note(b, freq, int(dur * 150 / 200))  # 播放带速度控制的音符
            else:  # 休止符（频率=0）
                b.duty_u16(0)  # 关闭蜂鸣器
        
        # 音符间隔（50毫秒停顿）
        utime.sleep_ms(50)

# ============== 歌曲库 ==============
# 超级马里奥主题曲
def mario_theme():
    notes = [659, 659, 659, 523, 659, 784, 392, 523,
             392, 330, 440, 494, 466, 440, 392, 659,
             784, 880, 698, 784, 659, 523, 587, 494]
    durations = [150] * 24  # 所有音符都是150毫秒
    
    play_song(notes, durations)

# 土耳其进行曲
def mehter_marsi():
    notes = [392, 392, 392, 523, 392, 440, 494, 523,
             440, 392, 392, 392, 523, 392, 440, 494,
             523, 440, 392]
    durations = [300, 300, 300, 600, 300, 300, 300, 600,
                 300, 300, 300, 600, 300, 300, 300, 600,
                 300, 300, 600]
    
    play_song(notes, durations)

# ============== 主程序 ==============
# 循环检测距离并做出响应
while True:
    distance = measure_distance()  # 获取当前距离
    
    # 近距离：0-100cm
    if distance < 100:
        set_led(0)          # 点亮第一个LED（红色）
        mehter_marsi()      # 播放进行曲
    # 中距离：100-200cm
    elif distance >=100 and distance < 200:
        set_led(1)          # 点亮第二个LED（黄色）
        mario_theme()       # 播放马里奥主题曲
    # 远距离：200cm以上
    else:
        set_led(2)          # 点亮第三个LED（绿色）
        for b in buzzers:   # 关闭所有蜂鸣器
            b.duty_u16(0)
        utime.sleep(0.1)    # 短暂延时