#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Keypad.h>

// ==================== CẤU HÌNH LCD I2C ====================
// Địa chỉ I2C mặc định của module PCF8574: 0x27
// STM32 Blue Pill I2C1: SDA = PB7, SCL = PB6
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// ==================== CẤU HÌNH KEYPAD 4x4 ====================
const byte ROWS = 4;
const byte COLS = 4;

// Bản đồ phím
char hexaKeys[ROWS][COLS] = {
  {'1', '2', '3', 'A'},
  {'4', '5', '6', 'B'},
  {'7', '8', '9', 'C'},
  {'*', '0', '#', 'D'}
};

// Chân kết nối - ROW là OUTPUT, COL là INPUT
byte rowPins[ROWS] = {PA0, PA1, PA2, PA3};  // Hàng
byte colPins[COLS] = {PA4, PA5, PA6, PA7};  // Cột

// Tạo đối tượng Keypad
Keypad customKeypad = Keypad(makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);

// ==================== BIẾN TOÀN CỤC ====================
String inputBuffer = "";        // Buffer lưu chuỗi nhập
const int MAX_INPUT_LENGTH = 16; // Giới hạn ký tự trên 1 dòng
int cursorCol = 0;              // Vị trí con trỏ cột
int cursorRow = 1;              // Hiển thị input ở dòng 2

// ==================== CUSTOM CHARACTERS ====================
// Icon bàn phím
byte keyboardIcon[8] = {
  0b11111,
  0b10001,
  0b10101,
  0b10001,
  0b10101,
  0b10001,
  0b11111,
  0b00000
};

// ==================== SETUP ====================
void setup() {
  // Khởi tạo Serial để debug
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F("================================="));
  Serial.println(F("  STM32 Keyboard Project"));
  Serial.println(F("  LCD I2C + Keypad 4x4"));
  Serial.println(F("================================="));

  // Khởi tạo I2C trên STM32
  Wire.begin();

  // Khởi tạo LCD
  lcd.init();
  lcd.backlight();

  // Tạo custom character
  lcd.createChar(0, keyboardIcon);

  // Hiển thị màn hình chào
  showWelcomeScreen();

  delay(2000);

  // Hiển thị màn hình nhập liệu
  showInputScreen();
}

// ==================== LOOP ====================
void loop() {
  // Đọc phím từ keypad
  char key = customKeypad.getKey();

  if (key) {
    Serial.print(F("Key pressed: "));
    Serial.println(key);

    processKey(key);
  }
}

// ==================== XỬ LÝ PHÍM ====================
void processKey(char key) {
  switch (key) {
    case '#':
      // Phím # = ENTER → Xác nhận input
      handleEnter();
      break;

    case '*':
      // Phím * = BACKSPACE → Xóa ký tự cuối
      handleBackspace();
      break;

    case 'A':
      // Phím A = Xóa toàn bộ
      handleClearAll();
      break;

    case 'B':
      // Phím B = Chức năng tùy chỉnh (hiện thông tin)
      handleFunctionB();
      break;

    case 'C':
      // Phím C = Chức năng tùy chỉnh
      handleFunctionC();
      break;

    case 'D':
      // Phím D = Chức năng tùy chỉnh
      handleFunctionD();
      break;

    default:
      // Phím số 0-9 → Thêm vào buffer
      handleCharInput(key);
      break;
  }
}

// ==================== XỬ LÝ NHẬP KÝ TỰ ====================
void handleCharInput(char key) {
  if (inputBuffer.length() < MAX_INPUT_LENGTH) {
    inputBuffer += key;
    cursorCol = inputBuffer.length();

    // Cập nhật LCD dòng 2
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(inputBuffer);

    // Hiển thị con trỏ nhấp nháy
    lcd.setCursor(cursorCol, 1);
    lcd.blink();

    Serial.print(F("Buffer: "));
    Serial.println(inputBuffer);
  } else {
    // Buffer đầy - thông báo
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(F("  Buffer Full!  "));
    delay(500);
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(F("Input:          "));
  }
}

// ==================== XỬ LÝ ENTER ====================
void handleEnter() {
  if (inputBuffer.length() > 0) {
    Serial.print(F("ENTER - Data: "));
    Serial.println(inputBuffer);

    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(F("Confirmed:"));
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(inputBuffer);

    delay(1500);

    // Reset
    inputBuffer = "";
    cursorCol = 0;
    showInputScreen();
  }
}

// ==================== XỬ LÝ BACKSPACE ====================
void handleBackspace() {
  if (inputBuffer.length() > 0) {
    inputBuffer.remove(inputBuffer.length() - 1);
    cursorCol = inputBuffer.length();

    // Xóa dòng 2 và viết lại
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(F("                ")); // Xóa 16 ký tự
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(inputBuffer);
    lcd.setCursor(cursorCol, 1);

    Serial.print(F("Backspace - Buffer: "));
    Serial.println(inputBuffer);
  }
}

// ==================== XỬ LÝ XÓA TẤT CẢ ====================
void handleClearAll() {
  inputBuffer = "";
  cursorCol = 0;

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(F("                "));
  lcd.setCursor(0, 1);

  Serial.println(F("Clear All"));
}

// ==================== CÁC PHÍM CHỨC NĂNG ====================
void handleFunctionB() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(F("Len:"));
  lcd.print(inputBuffer.length());
  lcd.print(F(" Max:"));
  lcd.print(MAX_INPUT_LENGTH);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(F("[*]Back [#]OK"));

  Serial.println(F("Function B - Show Info"));
  delay(2000);
  showInputScreen();
  // Hiển thị lại buffer hiện tại
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(inputBuffer);
}

void handleFunctionC() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.write(0); // Custom icon
  lcd.print(F(" STM32 KB v1.0"));
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(F("  Wokwi Demo"));

  Serial.println(F("Function C - About"));
  delay(2000);
  showInputScreen();
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(inputBuffer);
}

void handleFunctionD() {
  // Toggle đèn nền LCD
  static bool backlightOn = true;
  backlightOn = !backlightOn;

  if (backlightOn) {
    lcd.backlight();
    Serial.println(F("Backlight ON"));
  } else {
    lcd.noBacklight();
    Serial.println(F("Backlight OFF"));
  }
}

// ==================== MÀN HÌNH ====================
void showWelcomeScreen() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.write(0); // Custom icon
  lcd.print(F(" STM32 Keypad"));
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(F("  Loading..."));

  // Animation loading
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    delay(300);
    lcd.setCursor(12 + i, 1);
    lcd.print(F("."));
  }
}

void showInputScreen() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(F("Input:"));
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.blink();
}