摘 要： 提出了一種基于ARM9嵌入式系統(tǒng)的LCD多級(jí)菜單結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法。本方法使用了鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它建立的菜單網(wǎng)狀模型具有結(jié)構(gòu)清晰、擴(kuò)展性好、便于維護(hù)的特點(diǎn)。根據(jù)應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)中液晶屏自身的特點(diǎn)提供了鎖屏與解鎖功能。
關(guān)鍵詞： ARM9；人機(jī)交互界面；多級(jí)菜單；鎖屏；解鎖
嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中，使用點(diǎn)陣式液晶屏作為人機(jī)交互的界面和使用鍵盤(pán)控制顯示的內(nèi)容已成為主流趨勢(shì)。但點(diǎn)陣式液晶屏顯示的內(nèi)容非常有限，如何設(shè)計(jì)一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)化菜單就成了嵌入式開(kāi)發(fā)中非常關(guān)鍵的問(wèn)題。本文介紹了一種用鏈表表示菜單的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。該方法使設(shè)計(jì)的菜單結(jié)構(gòu)清晰、功能明確、擴(kuò)展性好，易維護(hù)。
此外，良好的菜單設(shè)計(jì)除包括基本的工作流程選擇外，還應(yīng)包括自動(dòng)鎖屏、手動(dòng)鎖屏及解鎖的操作。這樣可以延長(zhǎng)LCD的使用壽命，起到保護(hù)LCD顯示屏的作用。
下面以6個(gè)按鍵、ARM芯片LPC3250和OCMJ2X10C_5液晶屏組成的系統(tǒng)為例，在C語(yǔ)言環(huán)境下進(jìn)行介紹。
1 系統(tǒng)硬件總體框圖
本文設(shè)計(jì)了一個(gè)在ARM嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)LCD160×32多級(jí)菜單的電路。采用LPC3250的ARM芯片為控制芯片，OCMJ2X10C_5液晶屏為顯示模塊，采用鍵盤(pán)掃描作為輸入控制。系統(tǒng)總體硬件框圖如圖1所示。
2 鍵盤(pán)掃描模塊
鎖屏和解鎖功能需區(qū)分按下系統(tǒng)鍵的時(shí)間長(zhǎng)短，鍵盤(pán)中斷輸入控制方式不易實(shí)現(xiàn)這種區(qū)分。但因鍵盤(pán)掃描有一個(gè)合理的時(shí)間閾值，從而容易實(shí)現(xiàn)這種區(qū)分。故本文采用鍵盤(pán)掃描作為輸入控制，其電路原理圖如圖2所示。
3 點(diǎn)陣式液晶模塊
本文中系統(tǒng)采用160×32點(diǎn)陣液晶屏[1]，可顯示16×16點(diǎn)陣的漢字2行10列。它還可顯示字母和數(shù)字，并且提供了多功能指令。本文中液晶屏和CPU之間采用串行連接方式[2]，其電路原理圖如圖3所示。
4 基于鏈表的網(wǎng)狀菜單模型
本文采用鏈表法[3]將每個(gè)菜單抽象成統(tǒng)一的對(duì)象，用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)菜單結(jié)構(gòu)。每個(gè)對(duì)象節(jié)點(diǎn)需儲(chǔ)存自己的基本屬性及其父節(jié)點(diǎn)、第一個(gè)子節(jié)點(diǎn)和左右兄弟節(jié)點(diǎn)的位置。本文以三級(jí)菜單為例，基于C語(yǔ)言用鏈表結(jié)構(gòu)來(lái)完成對(duì)菜單樹(shù)的設(shè)計(jì)，通過(guò)“上”、“下”、“左”、“右”、“確認(rèn)”、“返回”6個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)菜單的選擇。
鏈表法實(shí)現(xiàn)多級(jí)菜單的顯示，首先建立一個(gè)結(jié)構(gòu)體，定義結(jié)構(gòu)體變量。本文中結(jié)構(gòu)體的C語(yǔ)言源代碼如下：
typedef struct MENU_STRUCT{
INT8U name[LCD_WIDTH_IN_HALF_WORD]；
INT8U value[LCD_WIDTH_IN_HALF_WORD]；
INT32S value_PreIdx；/*保存value上一個(gè)值*/
INT32S value_CurIdx；/*保存value當(dāng)前值*/
INT8U value_addr；/*menu在LCD屏上的顯示位置*/
INT8U idx[8]；/*菜單索引號(hào)*/
pfMenu pfHook；/*菜單響應(yīng)函數(shù)*/
pfMenu pfDisp；/*菜單顯示函數(shù)*/
struct MENU_STRUCT*parent；/*菜單的上一級(jí)菜單*/
struct MENU_STRUCT*firstchild；
/*菜單的第一個(gè)子菜單*/
struct MENU_STRUCT*nextsiling；
/*菜單的下一個(gè)兄弟菜單*/
struct MENU_STRUCT*presiling；
/*菜單的前一個(gè)兄弟菜單*/
struct MENU_STRUCT*nextNode；
/*用于菜單數(shù)組的管理*/
}*pMENU_STRUCT；
結(jié)構(gòu)體指針parent、firstchild、nextsiling、presiling和nextNode管理一段存儲(chǔ)菜單項(xiàng)的內(nèi)存空間，它們通過(guò)鏈表的方式建立起菜單的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，便于菜單項(xiàng)的刪除、擴(kuò)展和維護(hù)。通過(guò)鏈表結(jié)構(gòu)可由當(dāng)前菜單確定它的父菜單及第一個(gè)兄弟菜單，從而查找到當(dāng)前菜單所在的菜單項(xiàng)并在液晶屏上顯示。每層的菜單結(jié)構(gòu)模型如圖4所示。
5 菜單響應(yīng)按鍵的基本事件
通過(guò)按鍵事件可對(duì)菜單進(jìn)行顯示、編輯、進(jìn)入下級(jí)菜單、返回上級(jí)菜單、鎖屏、解鎖等操作。在μC/OS-II系統(tǒng)中[4-5]，按鍵任務(wù)模塊發(fā)送按鍵狀態(tài)消息，LCD顯示任務(wù)模塊接收消息并做相應(yīng)的消息處理。非鎖屏狀態(tài)程序流程圖如圖5所示。
6 液晶屏鎖屏與解鎖
嵌入式系統(tǒng)顯示屏離不開(kāi)鎖屏與解鎖操作。鎖屏狀態(tài)下按任意鍵可點(diǎn)亮LCD液晶屏并顯示解鎖提示信息。通過(guò)手動(dòng)長(zhǎng)按系統(tǒng)鍵或持續(xù)一段時(shí)間無(wú)按鍵操作，則進(jìn)入鎖屏狀態(tài)；鎖屏和解鎖的流程圖分別如圖6、圖7所示。
本文以6個(gè)按鍵、LPC3250的ARM芯片和LCD液晶屏為例，在C語(yǔ)言環(huán)境下介紹了用鏈表設(shè)計(jì)菜單結(jié)構(gòu)和鎖屏解鎖的方法。該方法設(shè)計(jì)的菜單結(jié)構(gòu)清晰，擴(kuò)展性好，具有很好的可移植性，易維護(hù)，適用于嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。同時(shí)，此方法也為其他應(yīng)用系統(tǒng)的多級(jí)菜單設(shè)計(jì)提供了參考和選擇。
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