12864多级菜单实现方法

前言
一般来说使用12864进行显示，配合按键作为人机界面交互，如果显示的内容较多的话，往往不能在一个页面显示完全，这里就需要用到多级菜单来进行管理，根据显示内容的不同，将其划分成不同的菜单，通过按键操作来选择不同的界面进行显示。这里介绍一种我自己使用的多级菜单实现原理和框架，并且分析一下其实现的方法，分享出来供大家参考。
一、菜单数据结构体

/************ 定义菜单列表结构体 **************/
typedef struct menu{unsigned char menu_sum;        /* 一个菜单中选项的个数 选项编号从0开始 一级最多256个选项 */unsigned char menu_cursor_num; /* 当前选中的选项在菜单列表中的编号 */unsigned char menu_cursor_lcd; /* 光标在屏幕上显示的位置 1~DP_NUM行 */unsigned char menu_dp[DP_NUM]; /* 用于存储目前显示在屏幕上的3行菜单选项在各自列表中的序号 */char **menu_str_point;          /* 菜单选项名称字符串指针，指向各级菜单选项的名称，选项名称为一个指针数组 */struct menu *menu_before;      /* 指向上一级菜单列表 如果是主菜单就为NULL */struct menu **menu_next;      /* 指向下一级菜单列表 */void (**menu_function)();      /* 函数指针 按下确认按键后 根据选项调用不同的函数执行操作 */
}menu;

多级菜单的实现最重要的就是定义一个菜单结构体，每级菜单都用一个菜单结构体来描述。
1. menu_sum表示每级菜单中的选项数量，由于其数据类型我定义为了unsigned char的类型，所以最大的选项个数类256个，基本够用了，一般没有人会设置超过256个选项吧。
2. menu_cursor_num表示光标位置，这个参数的类型需要和menu_sum的类型一致，为0时表示当前光标在第一个选项上。多级菜单势必要涉及到光标的操作，通过按键来上下移动光标，光标选中的那一行被反白显示，按下确认键之后，根据光标的位置进入到对应的下级菜单中或者执行对应的菜单函数。
3. menu_cursor_lcd用来确定当前光标在屏幕上的位置，12864一般采用3行来显示菜单列表信息，这个参数用来表示当前光标在第几行。
4. menu_dp[DP_NUM]表示当前显示在屏幕上的选项列表，DP_NUM表示屏幕最多可以显示几行列表，一般12864的液晶显示3行选项列表。0，1，2表示当前显示在屏幕上的是列表中标号为0,1,2的选项。
5. **menu_str_point指向一个字符串指针数组，数组里面存放着各个选项的名字字符串，一般定义成如下形式。然后将这个指针指向这个数组即可。

char const *menu_0_str[MENU_0_SUM] = {{"放大增益"},{"缩小比例"},{"DDS频率"},{"直流衰减"},{"Ui峰峰值"},{"继电器控制"}
};

6. *menu_before这个指针指向上级菜单，主菜单没有上级菜单设置为NULL，子菜单想返回上级菜单时即可通过这个指针返回上级菜单。通过这条语句即可now_menu = now_menu->menu_before;
7. **menu_next这是一个指向下级菜单列表的指针，由于一个菜单里面可能包含多个选项子菜单，每个子菜单又有可能对应一个菜单结构体，所以这个参数是一个双重指针，指向一个菜单结构体的列表。想进入光标所指的下级菜单式now_menu = now_menu->menu_next[now_menu->menu_cursor_num];
8. void (**menu_function)();回调函数指针参数，如果菜单选项对应的是一个具体的功能函数时，执行这个选项就会跳转到某个具体的功能函数去执行，一个菜单下面可能有很多的选项，每个选项都对应一个功能函数，这些函数就组成了一个函数列表，同样的用一个双重指针去描述。需要注意的是这里定义的回调函数是void fun(void)类型的函数，所以每个回调函数都必须是这个类型。
定义一个具体的菜单结构体时，可以在其中给其赋予初值，示例如下：

/*************** 数据查看 MENU_0下级菜单结构体定义 *************/char const *menu_0_str[MENU_0_SUM] = {{"放大增益"},{"缩小比例"},{"DDS频率"},{"直流衰减"},{"Ui峰峰值"},{"继电器控制"}
};menu menu_0 = {MENU_0_SUM,               /* 选项个数 */0,                            /* 初始化默认指向 第0个选项 */1,                           /* 屏幕上显示默认在第1行  */{0,1,2},                  /* 初始化默认显示前3个选项 */(char **)menu_0_str,          /* 指向菜单选项信息的指针数组 */&menu_main,                  /* 指向上级目录 */NULL,                       /* 指向下级目录 */NULL,                       /* 函数指针 确认选项后操作的函数 */
};

二、菜单初始化
程序中通过一个菜单初始化函数来对所有的菜单结构体进行初始化，主要是为结构体中的双重指针申请内存，然后将双重指针指向对应的结构体和函数。

void Menu_Init(void)
{/********************** 主菜单结构体中各成员变量初始化 **********************************/menu_main.menu_next = Menu_Malloc( sizeof(int)* MENU_MAIN_SUM); /* 为下级菜单指针申请内存 *//* 将主菜单结构体中的指向下级菜单的指针 一一指向各个菜单结构体 */menu_main.menu_next[0] = &menu_0;  /* 选项0 的下级菜单 没有就为NULL *//* 将主菜单结构体中的指向下级菜单的执行函数 一一指向各个函数 */menu_main.menu_function = Menu_Malloc( FUNC_SIZE* MENU_MAIN_SUM); /* 为选项的函数指针申请内存 */menu_main.menu_function[0] = NULL;       /* 选项0的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL *//*********************** menu_0菜单结构体中各成员变量初始化 *****************************//* menu_0菜单没有下级菜单不需要申请内存 */menu_0.menu_next = NULL; /* 没有下级菜单了 将下级菜单指针初始化为NULL */menu_0.menu_function = Menu_Malloc(FUNC_SIZE* MENU_0_SUM); /* 为menu_0选项的函数指针 申请内存 */menu_0.menu_function[0] = &Func_0_0;/* 选项0的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */menu_0.menu_function[1] = &Func_0_1;/* 选项1的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */menu_0.menu_function[2] = &Func_0_2;/* 选项2的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */menu_0.menu_function[3] = &Func_0_3;/* 选项3的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */menu_0.menu_function[4] = &Func_0_4;/* 选项4的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */menu_0.menu_function[5] = &Func_0_5;/* 选项5的执行函数指针 指向相对应的函数 没有就为NULL */
}

程序中有两个菜单，一个就是主菜单，主菜单下只有一个设置选项子菜单，设置菜单下有6个选项，这6个选项没有子菜单，都是具体的执行函数。首先初始化主菜单结构体，为指针申请内存，根据子菜单的数量申请内存，根据顺序指向子菜单结构体，之后为回调函数指针申请内存，由于是子菜单没有具体的执行函数，指针指向NULL。之后是设置子菜单结构体的初始化，过程是相同的，由于没有子菜单了，子菜单指针设置为NULL，设置回调函数指针指向每个选项的执行函数。

三、菜单的操作和显示
菜单的操作和显示主要通过两个函数来实现，一个就是Menu_Handler()菜单操作函数主要负责处理各种按键消息，根据不同的按键消息来进行不同的操作，还有一个就是Menu_Display()负责显示菜单列表。所有的菜单操作都是通过一个菜单结构体指针进行的，Current_Menu指针指向当前正在操作的结构体，为NULL时表示没有进行菜单操作。

menu *Current_Menu = NULL; /* 初始化时默认为NULL，不显示菜单 */

void Menu_Display(void)
{if(Current_Menu != NULL) /* 有菜单时 */{/**************** 根据光标的位置显示向上和向下箭头 *******************/ if(Current_Menu->menu_sum > 1)//菜单的选项大于一个才显示箭头{if(Current_Menu->menu_cursor_num == 0) /* 当前的光标位置在第一个选项了，就没有那个向上箭头显示，只有一个向下箭头显示 */{Menu_ShowBmp(Menu_Arrow_X+8,0,Menu_Arrow_X+16,2,Menu_ShowNor,Menu_BMP_DOWN); /* 显示向下的箭头 */Menu_Rect(Menu_Arrow_X,0,Menu_Arrow_X+8,2,0); /* 清除上箭头显示的位置 */}else if(Current_Menu->menu_cursor_num == (Current_Menu->menu_sum-1)) /* 光标在菜单的最后一个选项的时候，只显示向上的箭头 */{Menu_ShowBmp(Menu_Arrow_X,0,Menu_Arrow_X+8,2,Menu_ShowNor,Menu_BMP_UP); /* 显示向下的箭头 */Menu_Rect(Menu_Arrow_X+8,0,Menu_Arrow_X+16,2,0); /* 清除下箭头显示的位置 */}else /* 其他光标在菜单中间选项时，同时显示两个箭头 */{Menu_ShowBmp(Menu_Arrow_X+8,0,Menu_Arrow_X+16,2,Menu_ShowNor,Menu_BMP_DOWN); /* 显示向下的箭头 */Menu_ShowBmp(Menu_Arrow_X,0,Menu_Arrow_X+8,2,Menu_ShowNor,Menu_BMP_UP); /* 显示向下的箭头 */}}if((Current_Menu->menu_cursor_lcd == 1)||(Current_Menu->menu_cursor_lcd == 2)||(Current_Menu->menu_cursor_lcd == 3))  /* 有效的光标位置 同时有选项 */{Menu_Display_PrintfShowClear(Menu_X,Menu_Line2,Menu_Size16,((Current_Menu->menu_cursor_lcd == 1)?Menu_ShowClear2:Menu_ShowClear0/* 光标选中的一行反白加填充 */),\"%d.%s", Current_Menu->menu_dp[0]+1,Current_Menu->menu_str_point[Current_Menu->menu_dp[0]]); /* 显示菜单的第一个显示选项 */if(Current_Menu->menu_sum > 1) /* 如果菜单的选项大于1 显示第二个选项 */{Menu_Display_PrintfShowClear(Menu_X,Menu_Line3,Menu_Size16,((Current_Menu->menu_cursor_lcd == 2)?Menu_ShowClear2:Menu_ShowClear0/* 光标选中的一行反白加填充 */),\"%d.%s",Current_Menu->menu_dp[1]+1,Current_Menu->menu_str_point[Current_Menu->menu_dp[1]]); /* 显示菜单的第二个显示选项 */}if(Current_Menu->menu_sum > 2) /* 如果菜单的选项大于2 显示第三个选项 */{Menu_Display_PrintfShowClear(Menu_X,Menu_Line4,Menu_Size16,((Current_Menu->menu_cursor_lcd == 3)?Menu_ShowClear2:Menu_ShowClear0/* 光标选中的一行反白加填充 */),\"%d.%s",Current_Menu->menu_dp[2]+1,Current_Menu->menu_str_point[Current_Menu->menu_dp[2]]); /* 显示菜单的第三个显示选项 */}}}
}/*****************************************
*函数名称：Menu_Handler
*输入参数：Menu_News:一般为按键消息 上、下、确认、取消 光标在菜单中只能上下移动
*返回值  ：无
*功能描述：根据传递进来的消息改变菜单结构体值
*更新时间：2019-02-02
*****************************************/
void Menu_Handler(u8 Menu_News)
{if((Menu_News == Menu_News_up)||(Menu_News == Menu_News_down)||(Menu_News == Menu_News_conf)||(Menu_News == Menu_News_cancel)) /* 判断消息的有效性，是否为有效的按键按下了 */{switch(Menu_News){case(Menu_News_up): /* 向上按键按下 */if(Current_Menu != NULL) /* 屏幕上已经显示了菜单 */{if(Current_Menu->menu_cursor_num != 0) /* 光标还没有移动到当前菜单的第一个选项 */{Current_Menu->menu_cursor_num--; /* 光标上移一个选项 */if(Current_Menu->menu_cursor_lcd > 1) /* 屏上的光标显示不在第一行 */{Current_Menu->menu_cursor_lcd--; /* 光标上移一个选项 */}else /* 光标在屏幕上的第一行选项同时也不是菜单的第一个选项 需要改变屏幕上显示的三个选项 */{Current_Menu->menu_dp[0]--; /* 屏幕上显示的三个选项，整体上移一个选项 */Current_Menu->menu_dp[1]--; /* 屏幕上显示的三个选项，整体上移一个选项 */Current_Menu->menu_dp[2]--; /* 屏幕上显示的三个选项，整体上移一个选项 */}}}break;case(Menu_News_down): /* 向下按键按下 */if(Current_Menu != NULL) /* 屏幕上已经显示了菜单 */{if(Current_Menu->menu_cursor_num != (Current_Menu->menu_sum-1)) /* 光标是否已经移动到了最后一个选项 */{Current_Menu->menu_cursor_num++; /* 光标下移一个选项 */if(Current_Menu->menu_cursor_lcd < DP_NUM) /* 屏上的光标显示不在最后一行 */{Current_Menu->menu_cursor_lcd++; /* 光标下移一个选项 */}else /* 光标在屏幕上的第三行选项同时也不是菜单的最后一个选项 需要改变屏幕上显示的三个选项 */{Current_Menu->menu_dp[0]++; /* 屏幕上显示的三个选项，整体下移一个选项 */Current_Menu->menu_dp[1]++; /* 屏幕上显示的三个选项，整体下移一个选项 */Current_Menu->menu_dp[2]++; /* 屏幕上显示的三个选项，整体下移一个选项 */}}}break;case(Menu_News_conf): /* 确认按键被按下 */if(Current_Menu == NULL) /* 屏幕上还没有显示菜单选项 */{Display_Clear();//清屏Current_Menu = &menu_main; /* 菜单指针指向主菜单 */Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,"主菜单"); /* 显示菜单标题 */}else /* 屏幕上已经有显示的菜单了 */{Menu_Display_Clear(); /* 清屏 */if(Current_Menu->menu_next != NULL) /* 如果当前的光标选择的选项有下级菜单 */{Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,Current_Menu->menu_str_point[Current_Menu->menu_cursor_num]); /* 显示菜单标题 */Current_Menu = Current_Menu->menu_next[Current_Menu->menu_cursor_num]; /* 菜单指针指向下级菜单 */}else if(Current_Menu->menu_function[Current_Menu->menu_cursor_num] != NULL) /* 如果没有下级菜单了，但是有回调函数，则执行回调函数 */{//                      Menu_Display_Clear(); /* 清屏 */Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,Current_Menu->menu_str_point[Current_Menu->menu_cursor_num]); /* 显示菜单标题 */Current_Menu->menu_function[Current_Menu->menu_cursor_num]();  /* 回调函数执行 */Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,Current_Menu->menu_before->menu_str_point[Current_Menu->menu_before->menu_cursor_num]); /* 显示菜单标题 */}else /* 既没有下级菜单，也没有回调函数，说明没有菜单初始化完成 */{Menu_Assert(0); /* 错误断言 */}}break;case(Menu_News_cancel): /* 取消返回 */if(Current_Menu != NULL) /* 如果屏幕上现在是有菜单的才执行取消 */{Current_Menu->menu_cursor_num = 0; /* 光标位置清零 */Current_Menu->menu_cursor_lcd = 1; /* 光标在屏幕上回到第一行 */Current_Menu->menu_dp[0] = 0;            /* 显示的选项初始化 */Current_Menu->menu_dp[1] = 1;             /* 显示的选项初始化 */Current_Menu->menu_dp[2] = 2;             /* 显示的选项初始化 */Current_Menu = Current_Menu->menu_before; /* 回到上级菜单 */Menu_Display_Clear(); /* 清屏 */if(Current_Menu != NULL){if(Current_Menu->menu_before == NULL) /* 主菜单 */{Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,"主菜单"); /* 显示菜单标题 */}else{Menu_Display_PrintfShowClear(0,0,Menu_Size16,0,Current_Menu->menu_before->menu_str_point[Current_Menu->menu_before->menu_cursor_num]); /* 显示菜单标题 */}}else /* 回到主界面了 */{}}break;}}
}

Menu_Display()函数主要是菜单显示，显示菜单选项、光标、箭头指示等。Menu_Handler()函数主要是根据按键操作来改变光标和菜单状态的。这两个函数注释的比较详细的，有兴趣的可以研究一下，可以参考借鉴，这里不再多做分析。

四、回调函数编写
回调函数是底层菜单最终需要执行的函数，根据这个函数来实现功能和显示不同的界面，由于结构体中的函数指针定义关系，回调函数的形式都是void fun(void)类型的，可以根据自己的需要进行更改。我这里来分享一下我的回调函数的编写框架。一个具体的回调函数如下所示：

const uint16_t CountDown_Ui[] = {100,10,1}; /* 根据光标位置加减数值 */
/*****************************************
*函数名称：Func_0_0 (放大增益)
*功能描述：主菜单 0_0选项的回调执行函数
*输入参数：无
*返回值  ：无
*更新时间：2018-12-30
*****************************************/
void Func_0_0(void)
{uint8_t key,cursor_sta = 0,res;uint16_t Ui_gain_old = Ui_gain;AV_MEASURE_UO_IN();//继电器控制到 测试Uidelay_ms(50);//等待继电器动作完成ADC_sample_sta = 0; //测量Uiwhile(1){Menu_Display_PrintfShowClear(0,Menu_Line2,Menu_Size16,Menu_ShowNor,"增益:%02d.%d",Ui_gain/10,Ui_gain%10);Menu_Display_PrintfShowClear(0,Menu_Line3,Menu_Size16,Menu_ShowNor,"Ui_Vpp:%02d.%01dmV",ADC_sample_data.Ui/10,ADC_sample_data.Ui%10);switch(cursor_sta){case(0):Menu_Display_PrintfShow(40,Menu_Line2,Menu_Size16,Menu_ShowWhite,"%d",Ui_gain/100); /* 显示光标 */break;case(1):Menu_Display_PrintfShow(40+8,Menu_Line2,Menu_Size16,Menu_ShowWhite,"%d",(Ui_gain%100)/10); /* 显示光标 */break;case(2):Menu_Display_PrintfShow(40+24,Menu_Line2,Menu_Size16,Menu_ShowWhite,"%d",Ui_gain%10); /* 显示光标 */break;}res = xQueueReceive(Key_QueueHandle,&key,200); /* 200ms */if(res == pdTRUE) //检测到按键{if((key == Menu_News_conf)||(key == Menu_News_cancel)) /* 按下了取消键或者确认键 跳出循环 */break;switch(key){case(Menu_News_up): /* 上键 这里做加键 */if((Ui_gain + CountDown_Ui[cursor_sta]) <= 500) /* 小于等于最大的设定值 */{Ui_gain = Ui_gain + CountDown_Ui[cursor_sta];}break;case(Menu_News_down): /* 下键 这里做减键 */if(((Ui_gain - CountDown_Ui[cursor_sta]) >= 200)&&(Ui_gain > CountDown_Ui[cursor_sta])) /* 大于最小设定值 */{Ui_gain = Ui_gain - CountDown_Ui[cursor_sta];}break;case(Menu_News_left): /* 左键 */if(cursor_sta == 0)cursor_sta = 2;elsecursor_sta--;break;case(Menu_News_right): /* 右键 */if(cursor_sta == 2)cursor_sta = 0;elsecursor_sta++;break;}}}if(Conf_Revise() == 0xaa ) /* 确认 */{Menu_Display_PrintfShowCent(Menu_Line2,Menu_Size16,Menu_ShowClear0,"修改中...");Write_Gain();//写入存储delay_ms(500);}else /* 取消 */{Ui_gain = Ui_gain_old; //增益调回原值}ADC_sample_sta = 0xff;memset(ADC_sample_data.ADC_Ui_buf,0,sizeof(ADC_sample_data.ADC_Ui_buf));ADC_sample_data.ADC_Ui_count = 0;
}

这个函数是一个参数设置函数，用来设置参数并保存，一个while(1)的死循环，在加上一个if break的语句，判断按下取消或确认键就退出死循环，退出循环后选择是否确认要保存参数，Conf_Revise返回0xaa表示确认保存，否则不保存修改的参数。

总结
上面分析了一下关于多级菜单实现的方法，介绍的方法最好基于RTOS来实现，创建一个任务来运行多级菜单的操作和显示，并且由于回调函数是一个死循环的形式，如果没有RTOS的任务调度和阻塞功能，就无法在回调函数执行的过程中处理别的数据，实现起来较为困难。

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