STM32简易多级菜单(数组查表法)显示方法
单片机开发中，有时会用到屏幕来显示内容，当需要逐级显示内容时，就需要使用多级菜单的形式了。
1 多级菜单
多级菜单的实现，大体分为两种设计思路：
通过双向链表实现
通过数组查表实现
总体思路都是把菜单的各个界面联系起来，可以从上级菜单跳到下级菜单，也可从下级菜单返回上级菜单。
数组查表的方式比较简单，易于理解，本篇就来使用数组查表发在STM32上实现多级菜单的显示。
2 代码实现
2.1 数组查表
首先需要定义一个结构体：
typedef struct
{
uchar current;
uchar up;//向上翻索引号
uchar down;//向下翻索引号
uchar enter;//确认索引号
void (*current_operation)();
} key_table;
current：当前页面的索引号
up：按下“向上翻“按钮后要跳转到的页面索引号
down：按下“向下翻“按钮后要跳转到的页面索引号
enter：按下“确认“按钮后要跳转到的页面索引号
current_operation：当前页面的索引号要执行的显示函数，这是一个函数指针
注意：对于菜单显示的操作，用到了3个按键，分别是向下、向下和确认，如果单片机上的IO资源较为紧张，还可以把“向上翻”按钮省去，只通过“向下翻”按钮来实现循环访问，对应的结构体也可以去掉该成员。
然后定义一个表，用来定义各个页面间如何跳转
key_table table[30]=
{
//第0层
{0,0,0,1,(*fun_0)},
//第1层
{1,4,2, 5,(*fun_a1)},
{2,1,3, 9,(*fun_b1)},
{3,2,4,13,(*fun_c1)},
{4,3,1, 0,(*fun_d1)},
//第2层
{5,8,6,17,(*fun_a21)},
{6,5,7,18,(*fun_a22)},
{7,6,8,19,(*fun_a23)},
{8,7,5, 1,(*fun_a24)},
{ 9,12,10,20,(*fun_b21)},
{10, 9,11,21,(*fun_b22)},
{11,10,12,22,(*fun_b23)},
{12,11, 9, 2,(*fun_b24)},
{13,16,14,23,(*fun_c21)},
{14,13,15,24,(*fun_c22)},
{15,14,16,25,(*fun_c23)},
{16,15,13, 3,(*fun_c24)},
//第3层
{17,17,17,5,(*fun_a31)},
{18,18,18,6,(*fun_a32)},
{19,19,19,7,(*fun_a33)},
{20,20,20, 9,(*fun_b31)},
{21,21,21,10,(*fun_b32)},
{22,22,22,11,(*fun_b33)},
{23,23,23,13,(*fun_c31)},
{24,24,24,14,(*fun_c32)},
{25,25,25,15,(*fun_c33)},
};
这里解释一下该表是如何工作的：
此表，表示了4级菜单的显示关系（注意第0层其实只是一个欢迎界面）
第一层菜单，只有4个选项，因此这里只列了4行（注意最后一个选项用作返回上一级，无实际内容含义）
第二层菜单，就是对第一层菜单中的3个实际的选项进行进一步的介绍，每种介绍又有4个子项（注意最后一个选项也是用作返回上一级，无实际内容含义），因此，这里的第二层菜单列了3x4=12行
第三层菜单，又是对第二层菜单中的子项进行进一步的介绍（3个分类，每类有3个子项），所以第三层菜单列了9行
注意数组中每一行的第1个数组，是索引号，先列举一个实际的例子进行分析：
上图就是一个实际的4级菜单要显示的内容，每个条目前，标记了索引号（0~25），即对应数组在定义的索引号。
比如数组关于第0层和第1层的定义:
//第0层
{0,0,0,1,(*fun_0)},
//第1层
{1,4,2, 5,(*fun_a1)},
{2,1,3, 9,(*fun_b1)},
{3,2,4,13,(*fun_c1)},
{4,3,1, 0,(*fun_d1)},
先看第一行：索引是0，显示欢迎界面；后面的两个0表示此时按“上翻”和“下翻”无效，继续显示欢迎界面；再后面的1表示按下“确认”按钮后，跳转到索引1处（即显示第1级目录，且指向第1级的第1个子项）；最后是此索引要显示的具体内容，fun_0就是控制屏幕显示欢迎界面
再看第二行：索引是1，显示第1级目录，且指向第1级的第1个子项（天气）；后面的4表示此时按“上翻”跳转到索引4，即显示第1级目录，且指向第1级的第4个子项（Return）；再后面的2表示此时按“下翻”跳转到索引2，即显示第1级目录，且指向第1级的第2个子项（音乐）；再后面的5表示按下“确认”按钮后，跳转到索引5处（即显示第2级目录，且指向第2级的第1个子项-杭州）；最后是此索引要显示的具体内容，fun_a1就是控制屏幕显示第1级目录，且指向第1级的第1个子项（天气）
其它行的含义与之类似
通过分析，不难发现，这些数组在空间上的关系：
对于菜单的最底层，因为没有上翻和下翻的功能需求，因此每行的前3个数字都是当前的索引号：
//第3层
{17,17,17,5,(*fun_a31)},
{18,18,18,6,(*fun_a32)},
{19,19,19,7,(*fun_a33)},
{20,20,20, 9,(*fun_b31)},
{21,21,21,10,(*fun_b32)},
{22,22,22,11,(*fun_b33)},
{23,23,23,13,(*fun_c31)},
{24,24,24,14,(*fun_c32)},
{25,25,25,15,(*fun_c33)},
2.2 具体的显示函数
对于函数要显示的具体内容，根据自己的实现需要显示即可。
这里我使用的是OLED屏幕，借助U8g2图形库进行内容显示，以下是部分显示示例：
/*********第1层***********/
void fun_a1()
{
u8g2_DrawStr(&u8g2,0,16,">");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,16,"[1]Weather");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,32,"[2]Music");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,48,"[3]Device Info");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,64,"<--");
}
void fun_b1()
{
u8g2_DrawStr(&u8g2,0,32,">");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,16,"[1]Weather");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,32,"[2]Music");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,48,"[3]Device Info");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,64,"<--");
}
void fun_c1()
{
u8g2_DrawStr(&u8g2,0,48,">");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,16,"[1]Weather");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,32,"[2]Music");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,48,"[3]Device Info");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,64,"<--");
}
void fun_d1()
{
u8g2_DrawStr(&u8g2,0,64,">");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,16,"[1]Weather");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,32,"[2]Music");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,48,"[3]Device Info");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,64,"<--");
}
/*********第2层***********/
void fun_a21()
{
u8g2_DrawStr(&u8g2,0,16,">");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,16,"* HangZhou");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,32,"* BeiJing");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,48,"* ShangHai");
u8g2_DrawStr(&u8g2,16,64,"<--");
}
//省略...
2.3 按键切换页面
页面的切换，这里里简单的按钮轮询为例，比如初始显示欢迎界面的状态下，按下不同按键后，通过数组查表，确定要跳转到的索引号，然后根据索引号，通过函数指针执行索引号对应的显示函数，即实现了一次页面切换。
然后，就是在新的页面状态，收到下一个按钮指令，再切换到下一个显示状态。
void (*current_operation_index)(); //定义一个函数指针
//...
while(1)
{
if((KEY1==0)||(KEY2==0)||(KEY3==0))
{
delay_ms(10);//消抖
if(KEY1==0)
{
func_index = table[func_index].up; //向上翻
while(!KEY1);//松手检测
}
if(KEY2==0)
{
func_index = table[func_index].down; //向下翻
while(!KEY2);
}
if(KEY3==0)
{
func_index = table[func_index].enter; //确认
while(!KEY3);
}
}
if (func_index != last_index)
{
current_operation_index = table[func_index].current_operation;
u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
(*current_operation_index)();//执行当前操作函数
u8g2_SendBuffer(&u8g2);
last_index = func_index;
}
}
3 演示
测试效果如下：https://www.bilibili.com/video/BV1r5411R7eA
4 总结
本篇介绍了一种简易的多级菜单的显示方法，本质是通过数组查表，实现各级菜单的各个页面（状态）的切换（跳转），并在STM32上编程实现，通过OLED屏幕，以及借助U8g2图形库，测试了多级菜单的显示功能。
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