基于状态机的LCD多级菜单设计方案

树型拓扑结构，即每一个节点只有一个父节点和若干个子节点。所以，对整个叉树进行遍历即可准确地查找到菜单界面所在的节点。

　　结构体实现的链表如图2所示。

　　图2　结构体链表

　　查询方式与循环方式相比，由于减少了查表次数，因而改善了MPU的效率；但查询方式占用MPU处理时间过长，不适应需要高速处理数据的应用。而且，在查询方式中增加或删除节点对程序改动较大，也不适合移植。

　　3.3　状态机方式

　　状态机是由事件驱动，在各个状态之间跳转。采用状态机方式时，只需要提供驱动事件（在此设计中驱动事件为有效的按键按下），然后根据按键扫描返回的键值，决定所要跳转的下一状态。

　　如图3所示，系统启动初始化是显示Main_menu界面，当按键检测有返回值（即有按键按下）时，根据按下的按键所代表的操作跳转到指定的状态。例如：按下Up或者是down键时，只是在Main_menu界面内高亮显示不同区域；按下Enter时，则要根据原来按下的Up和down键来选择需要跳转的方向，假设在按下Enter之前仅按下一次down键，则key_v的值为2（key_v的值默认为1，即默认选中子菜单的第一项），就跳转为 Sub_menu2界面；按下Esc键时，为从子菜单返回到上一级菜单，如果已经是主菜单了则返回的还是主菜单。

　　图3　多级菜单的状态图

　　由于使用的是状态机的方式，只有发生一次有效的按键，状态才会发生一次跳转。而且，仅当Enter和Esc键按下时，才会切换界面。所以即便是在高速MPU应用中，也不会出现屏幕闪烁的效果。

　　从图3中可以看出，当要发生状态跳转时，目的状态只能是当前状态几个分支预测中的一个，从而不需要遍历整个列表，能够适应高速数据处理的场合。

　　多级菜单的程序流程如图4所示。系统上电初始化后显示主菜单，键盘扫描可以通过主程序中循环查询或者中断扫描来实现，最终根据键盘返回的键值选择下一状态。

　　图5为基于状态机的多级菜单的实现。

　　图4　多级菜单的程序流程图

　　图5　多级菜单的实现

　　结语

　　以上三种多级菜单的实现方式均具有很强的实用性。循环方式和查询方式下，程序结构简单易用，而状态机方式下程序可移植性强。状态机程序设计不仅可以用在人机接口设计中，还可用于嵌入式通信协议等其他场合中。