#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// LCD配置：I2C地址0x27，16列，2行
#define I2C_ADDR 0x27
#define LCD_COLUMNS 16
#define LCD_LINES 2
LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR, LCD_COLUMNS, LCD_LINES);

// 引脚定义（和diagram.json接线完全对应）
const int TEMP_SENSOR_PIN = A0;    // 模拟温度传感器（电位器）引脚
const int BUTTON_PIN = 4;          // 温度单位切换按钮引脚
const int LED_PIN = 7;             // 温度超限提醒LED引脚

// 温度控制阈值（可调整）
const float TEMP_ON_THRESHOLD = 30.0;   // LED点亮温度阈值
const float TEMP_OFF_THRESHOLD = 25.0;  // LED熄灭温度阈值

// 全局变量定义
int buttonState;                    // 按钮当前状态
int displayMode = 0;                // 显示模式：0-摄氏温度，1-华氏温度
float sensorRawValue;               // 传感器原始ADC值（0-1023）
float sensorVoltage;                // 转换后的电压值（0-5V）
float tempCelsius;                  // 摄氏温度（℃）
float tempFahrenheit;               // 华氏温度（℉）

void setup() {
  // 初始化串口通信，波特率9600，用于调试
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("=== 温度测量实验启动 ===");

  // 设置引脚模式
  pinMode(TEMP_SENSOR_PIN, INPUT);   // 模拟输入模式
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);        // 按钮输入模式
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);          // LED输出模式

  // 初始化LCD屏幕
  lcd.init();                        // 启动LCD
  lcd.backlight();                   // 打开背光（仿真必须开启）
  lcd.clear();                       // 清屏，保证初始显示干净
  lcd.print("IoT Temp Monitor");     // 开机欢迎语
  delay(2000);                       // 停留2秒
  lcd.clear();

  // 初始状态：LED熄灭
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}

void loop() {
  // 阶段1：读取并处理温度传感器数据（模数转换核心）
  sensorRawValue = analogRead(TEMP_SENSOR_PIN);          // 读取ADC值
  sensorVoltage = sensorRawValue * 5.0 / 1023.0;         // 转换为0-5V电压
  tempCelsius = sensorVoltage / 0.01;                    // 按10mV/℃换算成摄氏度
  tempFahrenheit = tempCelsius * 1.8 + 32;               // 摄氏度转华氏度

  // 串口打印调试信息，方便观察数据变化
  Serial.print("原始值:");
  Serial.print(sensorRawValue);
  Serial.print(" | 电压:");
  Serial.print(sensorVoltage);
  Serial.print("V | 温度:");
  Serial.print(tempCelsius);
  Serial.println("℃");

  // 阶段2：读取按钮状态，切换显示模式（带防抖处理）
  buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
  if (buttonState == HIGH) {          // 模式切换
    displayMode++;
    if (displayMode >= 2) {
      displayMode = 0;                // 循环切换：0→1→0
    }
    delay(250);                       // 防抖延时，防止误触发
    Serial.print("切换显示模式: ");
    Serial.println(displayMode == 0 ? "摄氏温度" : "华氏温度");
  }

  // 阶段3：根据显示模式，更新LCD内容
  lcd.clear();                        // 每次更新前清屏，避免文字重叠
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temperature:");

  if (displayMode == 0) {
    // 显示摄氏温度
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("C: ");
    lcd.print(tempCelsius, 1);        // 保留1位小数，显示更友好
    lcd.print(" C");
  } else {
    // 显示华氏温度
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("F: ");
    lcd.print(tempFahrenheit, 1);    // 保留1位小数
    lcd.print(" F");
  }

  // 阶段4：根据温度控制LED（数模转换应用）
  if (tempCelsius >= TEMP_ON_THRESHOLD) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);      // 温度≥30℃，LED点亮
  } else if (tempCelsius < TEMP_OFF_THRESHOLD) {
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);       // 温度≤25℃，LED熄灭
  }
  // 25-30℃之间，LED保持当前状态，不频繁切换

  delay(500);  // 每0.5秒更新一次数据，降低刷新频率
}