基于状态机的LCD多级菜单设计方案

　　1　概述

　　液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）由于其体积和功耗等因素，非常适合嵌入式环境的使用。近年来，随着微处理器性能的提高，嵌入式系统实现的功能越来越强大，产生的数据量也越来越大。相对应地，需要显示的数据量也随之增大。嵌入式环境下使用LCD显示器，由于条件限制，体积较小，且显示的内容有限。而且，传统的 LCD显示模式总是不加选择地显示所有监控的信息，在监控的信息量非常庞大时会导致不能及时显示用户所需求的信息。多级菜单显示则是将信息分类显示的一种显示方式，该方式根据用户的选择，对显示信息加以筛选并分级显示，这样既保证用户获取其所需的信息，又能保障信息显示的实时性。

　　2　多级菜单的结构

　　设计多级菜单的目的在于将需要显示的信息分门归类，方便用户筛选。所以在设计菜单时需要根据整个系统的功能和要求来设定菜单的级数，以及各级子菜单的个数。整个多级菜单的拓扑结构为树型结构，主菜单为根节点，子菜单为枝节点，最后一级菜单为叶节点，如图1所示。

　　

　　图1　多级菜单的结构图

　　3　多级菜单的程序设计

　　3.1　循环方式

　　循环方式的设计思路：预先定义一个包含6个结构元素的结构体、5个字符型和1个指针型。第1个字符变量存放当前界面的索引号；第2个字符变量存放按下 "down（向下）"键时需要跳转到的索引号；第3个字符变量存放按下"up（向上）"键时需要跳转到的索引号；第4个字符变量存放按下"enter（进入）"键时需要跳转的索引号；第5个字符变量存放按下"esc（退出）"键时需要跳转的索引号；第6个变量为函数指针变量，存放当前索引号下需要执行的函数的入口地址。

　　将所有需要显示的界面其所对应的执行函数和按键索引号以结构体的形式列表存储。具体实现如下：

　　typedef struct{

　　uchardown_index;

　　ucharup_index;

　　ucharenter_index;

　　ucharesc_index;

　　void （*operate）（）;

　　}Key_index_struct;

　　假设菜单分3级，共10个界面，则有：

　　Key_index_struct const Key_tab［10］={

　　{0， 0， 0， 1， 0，（*main_menu）}，

　　{1， 2， 3， 4， 0，（*sub_menu1）}，

　　{2， 3， 1， 5， 0，（*sub_menu2）}，

　　{3， 1， 2， 7， 0，（*sub_menu3）}，

　　{4， 4， 4， 4， 1，（*sub_menu1_1）}，

　　{5， 6， 6， 5， 2，（*sub_menu2_1）}，

　　{6， 5， 5， 5， 2，（*sub_menu2_2）}，

　　{7， 8， 9， 7， 3，（*sub_menu3_1）}，

　　{8， 9， 7， 8， 3，（*sub_menu3_2）}，

　　{9， 7， 8， 9， 3，（*sub_menu3_3）}，

　　};

　　void Lcd_display（void）{

　　switch（Key_status）{

　　case enter：

　　Key_fun=Key_tab［Key_fun］.enter_index;

　　break;

　　case down：

　　Key_fun=Key_tab［Key_fun］.down_index;

　　break;

　　case up：

　　Key_fun=Key_tab［Key_fun］.up_index;

　　break;

　　case esc：

　　Key_fun=Key_tab［Key_fun］.esc_index;

　　break;

　　default：

　　return;

　　break;

　　}

　　Key_fun_Pt=Key_tab［Key_fun］.operate;

　　（*Key_fun_Pt）（）;//执行当前按键的操作

　　}

　　当微处理器扫描键盘检测到有按键按下时，根据按键按下的类型，返回在当前界面下其所对应的跳转索引号，并执行相应的函数。

　　由于每个界面的绘制都是由一个独立函数实现的，从循环方式的实现过程中发现，每发生一次按键按下操作都需要重新绘制整个屏幕。如果核心处理器是低速主频的处理器，在界面切换的时候会闪烁。而且，每一个界面都有固定不变的索引号，在增加或删除界面的时候需要重新修改整个列表，降低了程序的可移植性。

　　3.2　查询方式

　　查询方式是通过结构体对自身的递归调用实现菜单的多级嵌套。

　　结构体通过对自身的两次调用构建双向列表。一个菜单界面即为一个节点，节点的前驱和后继分别存放其父节点和子节点的入口地址。

　　菜单参数的结构体定义如下：

　　typedef struct Lcd_menu_content{

　　uchar *lpIcon;//显示图标

　　uchar *lpText;//显示文本信息

　　uchar nTextCount; //菜单对应的文本信息的个数

　　}Lcd_menu_content;

　　每个界面对应一个节点，节点都定义成如下结构体的变量：

　　typedef struct Lcd_menu{

　　struct Lcd_menu*lpfather;//父级

　　struct Lcd_menu*lpson;//大儿子

　　uchar nSonCount;//父级的儿子个数

　　Lcd_menu_content lpIconAndText;

　　uchar Flag_return;//返回标志

　　void （*operate）（）;//处理函数入口地址

　　}Lcd_menu;

由图1可知，多级菜单的拓扑结构为