STM32简易多级菜单(数组查表法)

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。