基于C51結(jié)構(gòu)體的目錄式菜單程序設(shè)計(jì)

摘 要：針對(duì)礦用產(chǎn)品智能化程度提高，人機(jī)界面豐富，程序設(shè)計(jì)工作量大，修改難等問(wèn)題，本文提出了基于C51的結(jié)構(gòu)體的目錄式菜單程序框架，通過(guò)目錄查詢和函數(shù)指針調(diào)用，實(shí)現(xiàn)各種菜單操作功能。通過(guò)多項(xiàng)目應(yīng)用，驗(yàn)證了該方法實(shí)現(xiàn)的菜單結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定、修改方便和通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：目錄式菜單；C51；結(jié)構(gòu)體；函數(shù)指針

中圖分類號(hào)：TP368.12

隨著礦用產(chǎn)品智能化越來(lái)越高，人機(jī)界面越來(lái)越豐富，而在目前礦用產(chǎn)品中，人機(jī)界面多基于單片機(jī)及按鍵方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于復(fù)雜的人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)工作量很大，且存在經(jīng)常需要修改的問(wèn)題。因此設(shè)計(jì)了運(yùn)行可靠、修改方便的菜單程序框架可以降低工作量，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率，且為以后程序設(shè)計(jì)建立模板。多級(jí)菜單程序的設(shè)計(jì)方法很多，最典型的方法是根據(jù)按鍵動(dòng)作及顯示界面建立索引關(guān)系表，具體實(shí)現(xiàn)方法見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。該方法基于這個(gè)關(guān)系表，增加或調(diào)整界面時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)表修改較大，特別是在界面很多時(shí)不方便，在修改及通用性方面差。作者通過(guò)總結(jié)已往的各種菜單設(shè)計(jì)方法，根據(jù)設(shè)計(jì)菜單經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種基于C51結(jié)構(gòu)體的目錄式菜單，通過(guò)目錄查詢和函數(shù)指針調(diào)用，實(shí)現(xiàn)菜單各種操作功能。

1 目錄式菜單程序設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)菜單的共性分析，提煉出菜單結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，形成菜單條結(jié)構(gòu)體。一般每個(gè)菜單項(xiàng)有菜單標(biāo)簽和子菜單列表；可以通過(guò)上下選擇鍵對(duì)子菜單項(xiàng)上下選擇；在選擇后進(jìn)行確認(rèn)操作，調(diào)用功能函數(shù)執(zhí)行，且可進(jìn)入下一級(jí)子菜單或進(jìn)入當(dāng)前菜單的參數(shù)修改；在參數(shù)修改時(shí)通過(guò)上下選擇鍵修改；取消或返回可通過(guò)取消鍵操作。為實(shí)現(xiàn)以上功能首先建立菜單條結(jié)構(gòu)體，并根據(jù)菜單功能項(xiàng)目，分級(jí)建立菜單結(jié)構(gòu)體，確立菜單的顯示內(nèi)容、菜單條之間關(guān)系及執(zhí)行的功能等，然后再設(shè)計(jì)各功能函數(shù)。因此本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要定義好菜單的目錄結(jié)構(gòu)體以及菜單的操作及顯示函數(shù)。

2 結(jié)構(gòu)體定義

2.1 菜單條結(jié)構(gòu)體定義

菜單條結(jié)構(gòu)體確立本菜單的顯示內(nèi)容、附加數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)關(guān)系、執(zhí)行功能等屬性，包含內(nèi)容有當(dāng)前菜單條數(shù)、菜單標(biāo)簽、菜單條名稱、菜單條數(shù)據(jù)指針、父菜單指針、子菜單指針、執(zhí)行功能函數(shù)等關(guān)系，結(jié)構(gòu)體如下定義。

struct MenuItem

{ uchar MenuCount； //當(dāng)前菜單條數(shù)

char *MenuCaption； //菜單標(biāo)簽

char *DisplayString； //菜單條名稱

struct MenuData *DisplayData； //菜單條數(shù)據(jù)指針

struct MenuItem *ParentMenus； //父菜單指針

struct MenuItem *ChildrenMenus； //子菜單指針

void （*Subs）（）； }； //執(zhí)行功能函數(shù)

2.2 菜單條數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體定義

為了減少程序量和操作方便，在有些最底層菜單后附帶數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的屬性不同，操作顯示都有區(qū)別，因此根據(jù)他們的共性將數(shù)據(jù)的屬性和操作、顯示等封裝成結(jié)構(gòu)體，包含內(nèi)容有當(dāng)前數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)屬性、修改操作、顯示操作等，結(jié)構(gòu)體如下定義。

struct MenuData

{ uchar Count； //數(shù)據(jù)條數(shù)

char * Name； //數(shù)據(jù)名稱

uchar Attribute； //數(shù)據(jù)屬性，

void （*Set）（）； // 設(shè)置函數(shù)

void （*Show）（）；}； // 顯示函數(shù)

2.3 菜單目錄結(jié)構(gòu)體定義

在菜單條結(jié)構(gòu)體基礎(chǔ)上，根據(jù)每個(gè)界面菜單的內(nèi)容填寫(xiě)菜單目錄結(jié)構(gòu)體，再根據(jù)具體功能寫(xiě)各功能函數(shù)。菜單目錄結(jié)構(gòu)體示例如下。

struct MenuItem code Menu[]=

{ {3，\"-菜單-\"， \"1 菜單1\"， MenuData1， ParentMenu， Menu1， Subs1}，

{3，\"-菜單-\"， \"2 菜單2\"， MenuData2， ParentMenu， Menu2， Subs2}，

{3，\"-菜單-\"， \"3 菜單3\"， MenuData3， ParentMenu， Menu3， Subs3}，}；

3 菜單目錄操作函數(shù)設(shè)計(jì)

定義好菜單目錄結(jié)構(gòu)體后，關(guān)鍵還要實(shí)現(xiàn)菜單目錄檢索和顯示，具體由以下兩個(gè)功能函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

3.1 菜單目錄檢索函數(shù)設(shè)計(jì)

通過(guò)菜單檢索函數(shù)建立按鍵操作和菜單目錄的關(guān)系，可以在菜單目錄中檢索出當(dāng)前需要的菜單及其相關(guān)的功能。void SearchMenu（void）函數(shù)根據(jù)按鍵狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)菜單上選、下選、返回、執(zhí)行菜單功能函數(shù)等操作功能。

3.2 菜單顯示函數(shù)設(shè)計(jì)

菜單顯示函數(shù)根據(jù)當(dāng)前操作狀態(tài)顯示菜單條及相關(guān)數(shù)據(jù)，以及實(shí)現(xiàn)反白顯示等功能。

void ShowMenu（void）函數(shù)實(shí)現(xiàn)菜單標(biāo)簽、子菜單條顯示，并實(shí)現(xiàn)多條子菜單條行循環(huán)顯示操作，對(duì)選中的菜單條反白顯示等。

3.3 菜單函數(shù)設(shè)計(jì)

為了使程序結(jié)構(gòu)一體化，將讀鍵、菜單檢索、菜單顯示等函數(shù)封裝到一起，同時(shí)還具備對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新、超時(shí)返回默認(rèn)界面等功能。

4 實(shí)例分析

根據(jù)以上的目錄式菜單設(shè)計(jì)方法，以水泵閥門控制箱顯示單元實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行分析。其硬件環(huán)境如下，CPU選用C8051F340，采用內(nèi)部12MHz頻率運(yùn)行，使用內(nèi)部4K RAM作為顯存；顯示采用DM160128圖形液晶顯示模塊，不帶字庫(kù)，可以顯示16行20列字符或8行10列漢字；輸入采用按鍵和紅外遙控方式，設(shè)置有四個(gè)功能鍵（上選、下選、確認(rèn)、取消/返回）。根據(jù)該項(xiàng)目的需要，顯示主菜單分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、記錄查詢、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置、參數(shù)校準(zhǔn)、系統(tǒng)信息等六大項(xiàng)，而每項(xiàng)有多級(jí)子項(xiàng)，總共所有菜單條近300條。根據(jù)結(jié)構(gòu)體菜單設(shè)計(jì)，菜單目錄結(jié)構(gòu)體及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體部分示例如下。

4.1 主菜單目錄

struct MenuItem code MainMenu[]=

{ {6，\"-主菜單-\"， \"1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)\"， NullData， RootMenu， ViewMenu， NullSubs}，

{0，Null， \"2 記錄查詢\"， NullData， RootMenu， FindMenu， NullSubs}，

{0，Null， \"3 參數(shù)設(shè)置\"， NullData， RootMenu， SetupMenu， NullSubs}，

{0，Null， \"4 系統(tǒng)設(shè)置\"， NullData， RootMenu， SystemMenu， NullSubs}，

{0，Null， \"5 出廠校準(zhǔn)\"， NullData， RootMenu， DebugMenu， NullSubs}，

{0，Null， \"6 系統(tǒng)信息\"， NullData， RootMenu， HelpMenu， NullSubs}，

}；

4.2 子菜單目錄

struct MenuItem code SystemMenu[]=

{{3，\"-系統(tǒng)設(shè)置-\"，\"1 通信設(shè)置\"，NullData，MainMenu，ComSetup， CopyCom}，

{0，Null， \"2 時(shí)間設(shè)置\"，NullData， MainMenu， ClockSetup， CopyClock}，

{0，Null， \"3 記錄清除\"，NullData， MainMenu， ClearSoe， NullSubs}，

}；

4.3 帶顯示數(shù)據(jù)子菜單目錄

struct MenuItem code ComSetup[]=

{

{ 5， \"-通信設(shè)置-\"，\"1 通信方式：\"， ComData， SystemMenu， Null， NullSubs}，

{ 0， Null， \"2 通信地址：\"， ComData， SystemMenu， Null， NullSubs}，

{ 0， Null， \"3 RS485速率：\"， ComData， SystemMenu， Null， NullSubs}，

{ 0， Null， \"4 CAN速率：\"， ComData， SystemMenu， Null， NullSubs}，

{ 0， Null， \"5 保存\"， ComData， SystemMenu， Null， SaveCom}，

}；

4.4 菜單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體

struct MenuData code ComData[]=

{ { 5， \"Mode\"， 2， SetCom， ShowCom}，

{ 0， \"Addr\"， 2， SetCom， ShowCom}，

{ 0， \"RS485 Buad\"， 2， SetCom， ShowCom}，

{ 0， \"CAN Buad \"， 2， SetCom， ShowCom}，

{ 0， \"Save\"， 1， SetCom， ShowCom}，

}；

5 目錄式菜單的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

本文提出的菜單設(shè)計(jì)方法在多個(gè)項(xiàng)目的顯示單元中的應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了該方案顯著優(yōu)點(diǎn)如下：（1）菜單目錄基于C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體定義，菜單內(nèi)容及菜單項(xiàng)之間的關(guān)系明確，一目了然，閱讀修改方便；（2）形成菜單目錄后，增加、刪除和修改菜單只需對(duì)應(yīng)的菜單目錄結(jié)構(gòu)體和對(duì)應(yīng)函數(shù)改動(dòng)，不影響其他部分。（3）菜單條和數(shù)據(jù)融合成一體，顯示豐富，操作簡(jiǎn)便；（4）所有功能采用函數(shù)指針調(diào)用，程序代碼緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；（5）目錄式菜單框架通用性強(qiáng)，可移植性好；（6）根據(jù)設(shè)置參數(shù)或程序運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的菜單。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了基于C51的結(jié)構(gòu)體和函數(shù)指針調(diào)用的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)目錄式菜單程序，并在礦用產(chǎn)品中成功的應(yīng)用。通過(guò)該方法設(shè)計(jì)的菜單具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)、移植性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸錚，羅嘉.單片機(jī)C語(yǔ)言下LCD多級(jí)菜單的一種實(shí)現(xiàn)方法[J].工礦自動(dòng)化，2006（01）：48-51.

[2]童長(zhǎng)飛.C8051F系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)與C語(yǔ)言編程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：榮相（1977-），男，安徽樅陽(yáng)人，工程師，現(xiàn)從事煤礦供配電技術(shù)研究工作。

作者單位：中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司，江蘇常州 21312