#include <LiquidCrystal.h>
#include <SimpleDHT.h>
#include <Keypad.h>

LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8); /* an diesen Pins ist das Display angeschlossen */

byte stunden = 0;
byte minuten = 0;
byte sekunde_alt = 0;
byte sekunde_neu;

byte pinDHT11 = 16; /* Pin 16 entspricht Pin A2 */
SimpleDHT11 dht11;
byte temperatur;
byte luftfeuchtigkeit;

/* Das Gradzeichen wird nicht direkt unterstützt, deswegen wird es als eigenes Zeichen
hinzugefügt. Dazu wird das Zeichen als Pixelmatrix dargestellt, ein Feld auf dem LCD
hat 5 x 8 Pixel. 1 bedeutet der Pixel leuchtet, 0 bedeutet er leuchtet nicht. */
byte grad[8] = {0b00111,
		0b00101,
		0b00111,
		0b00000,
		0b00000,
		0b00000,
		0b00000,
		0b00000};

/* die Tasten des Tastenfelds als 2-dimensionales Array */
char tasten[4][3] = {
  {'1','2','3'},
  {'4','5','6'},
  {'7','8','9'},
  {'*','0','#'}
};

/* Das Tastenfeld hat 8 Pins, jeweils 1 Pin pro Zeile und 1 Pin pro Spalte.
Eine Spalte wird in diesem Fall nicht benutzt und deshalb nicht angeschlossen. */
byte zeilenPins[4] = {7, 6, 5, 4};
byte spaltenPins[3] = {2, 1, 0};

Keypad tastenfeld = Keypad(makeKeymap(tasten), zeilenPins, spaltenPins, 4, 3);

char gedrueckteTaste;
char gedrueckteTaste_2;

boolean uhrzeit_einstellen = false;
boolean fertig;

char ziffern[10] = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'};

void setup() {
  /*
  pinMode(17, OUTPUT);
  pinMode(18, OUTPUT);
  pinMode(19, OUTPUT);
  Diese Programmzeilen werden durch Inline-Assembler ersetzt.
  Ein Wert wird in das Register r16 geschrieben und an die Adresse 0x07 ausgegeben.
  Die Nullen in der Binärzahl bedeuten INPUT und die Einsen OUTPUT.
  */
  asm volatile (
	"ldi r16,0b00111000\n"
	"out 0x07,r16\n" 
  );
  
  lcd.clear();
  lcd.begin(16, 2); /* 2 Zeilen mit 16 Feldern pro Zeile*/
  lcd.createChar(0, grad); /* Das Gradzeichen wird als eigenes Zeichen gespeichert
  mit Index 0. Später wird es durch Angabe der Indexnummer benutzt. */

  /* Pin 3 wird mit einem Interrupt belegt, an den Pin ist ein Button angeschlossen.
  Durch Drücken des Buttons wird der Interrupt ausgelöst. */
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(3), interrupt, FALLING);
}

void loop() {
  sekunde_neu = (millis()/1000) % 60;

  if (uhrzeit_einstellen) {
	stunden_einstellen();
	minuten_einstellen();
	uhrzeit_einstellen = false;
  }
  
  if (sekunde_neu != sekunde_alt) { /* es wird geprüft ob 1 Sekunde vergangen ist */
	if (sekunde_neu == 0) {
	  minuten++;
	}
	if (minuten == 60) {
	  minuten = 0;
	  stunden++;
	}
	if (stunden == 24) {
	  stunden = 0;
	}

	/* Ausgabe der Uhrzeit */
	lcd.setCursor(0,0);
	if (stunden < 10) {
	  lcd.print(0);
	}
	lcd.print(stunden);
	lcd.setCursor(2,0);
	lcd.print(":");
	if (minuten < 10) {
	  lcd.print(0);
	}
	lcd.print(minuten);
	lcd.setCursor(5,0);
	lcd.print(":");
	if (sekunde_neu < 10) {
	  lcd.print(0);
	}
	lcd.print(sekunde_neu);

	/* Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden vom Sensor gelesen */
	dht11.read(pinDHT11, &temperatur, &luftfeuchtigkeit, NULL);

	if (temperatur < 20) {
	  digitalWrite(17, HIGH); /* blaue LED */
	  digitalWrite(18, LOW);
	  digitalWrite(19, LOW);
	}
	if (temperatur > 19 && temperatur < 26) {
	  digitalWrite(17, LOW);
	  digitalWrite(18, HIGH); /* grüne LED */
	  digitalWrite(19, LOW);
	}
	if (temperatur > 25) {
	  digitalWrite(17, LOW);
	  digitalWrite(18, LOW);
	  digitalWrite(19, HIGH); /* rote LED */
	}

	lcd.setCursor(10, 0);
	/* Ausgabe des selbst erstellten Zeichens mit dem Index 0, also das Gradzeichen */
	lcd.print(temperatur); lcd.write((uint8_t)0); lcd.print("C");
	lcd.setCursor(0, 1);
	lcd.print(luftfeuchtigkeit); lcd.print("% Luftfeucht.");

	sekunde_alt = sekunde_neu;
  }
}

/* dieser Interrupt wird durch Drücken des Buttons ausgelöst*/
void interrupt() {
  uhrzeit_einstellen = true;
}

void stunden_einstellen() {
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("_");
  fertig = false;
  while (!fertig) {
	gedrueckteTaste = tastenfeld.getKey();
	for (int i = 0; i < 2; i++) {
	  if (gedrueckteTaste == ziffern[i]) {
		stunden = i*10;
		lcd.setCursor(0,0);
		lcd.print(i);
		lcd.setCursor(1,0);
		lcd.print("_");
		while (!fertig) {
		  gedrueckteTaste_2 = tastenfeld.getKey();
		  for (int k = 0; k < 10; k++) {
			if (gedrueckteTaste_2 == ziffern[k]) {
			  stunden = stunden + k;
			  lcd.setCursor(1,0);
			  lcd.print(k);
			  fertig = true;
			}
		  }
		}
	  }
	}  
	if (gedrueckteTaste == '2') { /* wenn die erste Ziffer der Stunden 2 ist
	  darf die zweite Ziffer nur 0,1,2 oder 3 sein */
	  lcd.setCursor(0,0);
	  lcd.print(2);
	  lcd.setCursor(1,0);
	  lcd.print("_");
	  while (!fertig) {
		gedrueckteTaste_2 = tastenfeld.getKey();
		for (int k = 0; k < 4; k++) {
		  if (gedrueckteTaste_2 == ziffern[k]) {
			stunden = 20+k;
			lcd.setCursor(1,0);
			lcd.print(k);
			fertig = true;
		  }
		}
	  }
	}
  }
}

void minuten_einstellen() {
  lcd.setCursor(3,0);
  lcd.print("_");
  fertig = false;
  while (!fertig) {
	gedrueckteTaste = tastenfeld.getKey();
	for (int i = 0; i < 6; i++) {
	  if (gedrueckteTaste == ziffern[i]) {
		minuten = i*10;
		lcd.setCursor(3,0);
		lcd.print(i);
		lcd.setCursor(4,0);
		lcd.print("_");
		while (!fertig) {
		  gedrueckteTaste_2 = tastenfeld.getKey();
		  for (int k = 0; k < 10; k++) {
			if (gedrueckteTaste_2 == ziffern[k]) {
			  minuten = minuten + k;
			  lcd.setCursor(4,0);
			  lcd.print(k);
			  fertig = true;
			}
		  }
		}
	  }  
	}
  }
}