一个产品级MCU_LCD菜单框架设计

Posted 2022-01-18 果果小师弟

摘要：不知道有多少人折腾过液晶显示的菜单，我觉得很多人都应该搞过，我还记得以前大学参加电子设计竞赛获奖的作品，我就用到了一个12864，里面有菜单功能。

以前可能觉得菜单高大上，其实并不是想象中的复杂，本文为大家分享一个用单色屏做的菜单框架。
代码托管在github：

https://github.com/wujique/stm32f407/tree/sw_arch 

1、概述

本处所说的菜单是用在128*64这种小屏幕的菜单，例如下面这种，不是彩屏上的GUI。

2、菜单框架设计

作为一个底层驱动工程师，驱动写完了，是要写硬件测试程序的。这个测试程序，一般给测试部/硬件工程师用来测试硬件， 也会给工厂产线测试准成品。开始的人偷懒，不想一秒就直接上，所有菜单都这样做，一层套一层。

void test_main(void)

    while(1)
    
        get_key(&key);

        switch(key)
        
            case 1:
                test_key();
                break;

            case 2:
                test_lcd();
                break;
                ....
        
    

当菜单越来越多，就开始纠结了，这样写维护不便，看起来也不美，还浪费程序空间。

作为一个天天看《编程之美》的码农，决定改变现状。酷狗百度一番，找到了两个参考：《基于二叉树的多层的液晶菜单界面设计》 《基于节点编号的通用树状菜单设计方法与实现.pdf》 按照他们的设计方法，鼓捣了一个版本，能用，挺好，但是也纠结。因为他们用了树这种数据结构。对于程序运行来说，非常好，效率高。但是对于我来说，菜单代码是一次性的，但是菜单内容，却是会经常改的。让我用人脑去维护一个包含几十个上百个菜单的树，不容易。

想来想去，这些菜单到底有什么不好？对于我来说，为什么不好用？得出下面结论：

• 管得太宽。菜单，你就管菜单切换就行了，到了最低一层，也就是实际的测试功能，就不要管了。菜单切换是类似的，实际测试都是不同的。比如在菜单中，按键1，是进入第一个菜单。但是在测试中，按键1，功能都不一样。如果菜单连这个也要管，相同动作功能太多，无法进行统一抽象，就很难模块化。

• 出发点不一样。上面说到的菜单，出发点都是如何设计一个好的菜单数据结构，让程序快速，高效运行。我想要的却是一个容易维护的菜单结构，至于菜单的代码有多乱多纠结，没关系， 而且，几百上千个菜单，就算用轮询的方法，也不过几百us吧，没关系。

3、改进菜单

根据需求，我重新设计了一个菜单结构体

/**
  * @brief  菜单对象
 */
typedef struct _strMenu

    MenuLel l;     ///<菜单等级
    char cha[MENU_LANG_BUF_SIZE];   ///中文
    char eng[MENU_LANG_BUF_SIZE];   ///英文
    MenuType type;  ///菜单类型
    s32 (*fun)(void);  ///测试函数

MENU;

是的，就这么简单，每一个菜单都是这个结构体 用这个结构体填充一个列表，就是我们的菜单了

const MENU EMenuListTest[]=

	MENU_L_0,//菜单等级
	"测试程序",//中文
	"test",        //英文
	MENU_TYPE_LIST,//菜单类型
	NULL,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

			MENU_L_1,//菜单等级
			"LCD",//中文
			"LCD",        //英文
			MENU_TYPE_LIST,//菜单类型
			NULL,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行
					MENU_L_2,//菜单等级
					"VSPI OLED",//中文
					"VSPI OLED",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_oled,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

					MENU_L_2,//菜单等级
					"I2C OLED",//中文
					"I2C OLED",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_i2coled,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行


			MENU_L_1,//菜单等级
			"声音",//中文
			"sound",        //英文
			MENU_TYPE_LIST,//菜单类型
			NULL,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行
					MENU_L_2,//菜单等级
					"蜂鸣器",//中文
					"buzzer",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_test,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

					MENU_L_2,//菜单等级
					"DAC音乐",//中文
					"DAC music",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_test,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

					MENU_L_2,//菜单等级
					"收音",//中文
					"FM",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_test,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行


			MENU_L_1,//菜单等级
			"触摸屏",//中文
			"tp",        //英文
			MENU_TYPE_LIST,//菜单类型
			NULL,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

					MENU_L_2,//菜单等级
					"校准",//中文
					"calibrate",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_cal,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

					MENU_L_2,//菜单等级
					"测试",//中文
					"test",        //英文
					MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
					test_tp,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

			MENU_L_1,//菜单等级
			"按键",//中文
			"KEY",        //英文
			MENU_TYPE_FUN,//菜单类型
			test_key,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行

	/*最后的菜单是结束菜单，无意义*/                        
	MENU_L_0,//菜单等级
	"END",//中文
	"END",        //英文
	MENU_TYPE_NULL,//菜单类型
	NULL,//菜单函数，功能菜单才会执行，有子菜单的不会执行
;

这个菜单列表有什么特点和要求呢？1 需要一个根节点和结束节点 2 子节点必须跟父节点，类似下面结构

-----------------------------------------------
根节点
        第1个1级菜单
                       第1个子菜单
                       第2个子菜单
                       第3个子菜单
        第2个1级菜单
                       第1个子菜单
                                     第1个孙菜单
                                     第2个孙菜单
                       第2个子菜单
                       第3个子菜单
        第3个1级菜单
        第4个1级菜单
        第5个1级菜单
结束节点
------------------------------------------------

第2个1级菜单有3个子菜单，子菜单是2级菜单，其中第1个子菜单下面又有2个孙菜单（3级菜单）。

维护菜单，就是维护这个列表，添加删除修改，非常容易。那菜单程序怎么样呢？管他呢。定义好菜单后，通过下面函数运行菜单，

emenu_run(WJQTestLcd, (MENU *)&WJQTestList[0], sizeof(WJQTestList)/sizeof(MENU), FONT_SONGTI_1616, 2);        

• 第1个参数是在哪个LCD上显示菜单，
• 第2个是菜单列表，
• 第3个是菜单长度，
• 第4个四字体，
• 第5则是行间距

注意：运行这个菜单需要有rtos，因为菜单代码是while(1)的，陷进去就不出来了。需要有其他线程(TASK)维护系统，例如按键扫描。

4、菜单实现效果

相关文件：emenu.c、emenu.h、emenu_test.c

当前代码：

1实现了双列菜单，用数字键选择进入下一层。每页最多显示8个菜单（4*4键盘用1-8键）

2 实现了单列菜单，通过上下翻查看菜单，确认键进入菜单。3 天顶菜单未实现，谁有兴趣可以加上。

3 基于LCD驱动架构，这个简易菜单自适应于多种LCD。

效果如下，有需要的尽管拿去，不用谢。

5、显示效果

6、最后说明

以上菜单框架来源屋脊雀工作室，适合初学者练习。我看下这个菜单框架，其实还有很多改进地方。

我当初大学电子设计竞赛用到类似结构体方式，但我那菜单框架用到了二级指针，可以做到无限极扩展，而且可以指向（跳转）任意菜单，方便按键进入、返回等操作。

本文就分享到这里，感兴趣的读者可以自己写一个菜单框架。