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前面两章实现了OLED屏幕显示的基本功能，这一章就做一个多级菜单显示功能
单片机选择STM32F103C8T6最小系统板，OLED屏选择0.96寸OLED显示器，除了单片机和OLED屏之外，还需要三个按键(下一位键、确认键和返回键)，当然一个按键也可以(单击、双击和长击完成)，为了提高可玩性这里就只使用一个按键。
1.4 STM32+OLED屏(软件IIC+位带+帧缓冲区)刷新速率优化(四)
1.多级菜单
多级菜单是一种用户界面设计，它将信息和选项组织为层次结构，使得用户可以快速找到所需的选项。多级菜单的实现基于两种方案索引法和树结构法，索引法阅读性好，扩展性不错，查找性最优，但是比较占用内存，并且一旦选项过多就会造成逻辑混乱
下面展示使用索引法设计的多级目录(黑色的板子是底板，可以理解为面包板)，首先是一级目录：
其次，二级目录：
最后，三级目录：
2.typedef用法
在使用多级界面之前，首先要了解一些基础知识。typedef是C/C++中的一个关键字，用来给一个已存在的数据类型（比如int、float、struct等）取一个新的别名(自定义数据类型)。通过typedef声明的别名，可以像原类型一样被使用，但具有更直观、更易读的含义，从而提高代码可读性和可维护性。typedef的使用格式为：
typedef 原类型 新类型 举个例子，如： typedef int MyInt; MyInt a = 10;//等效int a = 10再看这个例子，将一个结构体定义为Point类型的别名，使用时就可以使用Point代替这个结构体。这个例子中的第三行代码创建了一个Point类型的结构体变量p，并为其成员变量赋值，除此之外，还有更多的定义方式，如数组、函数指针、enum等
typedef struct { int x; int y; } Point; Point p; p.x = 1; p.y = 2; 2.函数指针
简单来说，函数指针是指向函数的指针变量，它存储了函数的入口地址，可以用来调用函数。在C语言中，函数指针的定义格式为：返回值类型 (*函数指针名称)(参数列表)。
在下面的例子中，定义了一个函数指针func_ptr，它指向同样返回int类型的函数add。将add函数的地址赋给了函数指针func_ptr后，就可以使用func_ptr来调用add函数，和直接使用add(3,5)是等效的
#include <stdio.h> int add(int a, int b) { return a + b; } int main() { int result； int (*func_ptr)(int, int); // 定义函数指针 func_ptr = add; // 将函数的地址赋给函数指针 result = func_ptr(3, 5); // 使用函数指针调用函数 printf("%d\n", result); // 输出结果：8 return 0; } 3.定义多级菜单数据显示类型
前面的基础知识讲完了，现在正式开始使用索引法实现多级菜单的第一步，定义多级菜单的数据类型，通过typedef声明的结构体设计界面菜单功能的数据类型，当前索引序号、三个按键、当前执行的函数指针，索引序号表示界面页码，要进入界面就要输入它的索引序号(就像是在宾馆房间编号，要进入房间就要知道它的房间编号)，通过按键赋值索引序号达到跳转的目的(给房间编号的前台服务员)，最后是执行的函数指针指向要执行的函数(可以理解为通往房间的路径)
typedef struct { uint8_t CurrentNum; //当前索引序号:页码 uint8_t Enter; //确认键 uint8_t Next; //下一个 uint8_t Return; //返回键 void (*Current_Operation)(void);//当前操作(函数指针) }Menu_table_t;根据上面自定义的数据类型，定义一个一维数组taskTable[ ]，一维数组中的元素的数据类型就是Menu_table_t(就像我定义一个int array[] = { 0 ,}，0的数据类型就是int)，taskTable的元素中的元素与自定义数据类型里的数据类型统一对应，就像最后一个函数指针元素指向菜单界面函数，简单说明一下，taskTable[0] = {0, 1, 0, 0, Menu_Innterface}，
//界面调度表 //假定 int array[] = { 0, }; Menu_table_t taskTable[] = { //菜单界面函数 -- 一级界面 {0, 1, 2, 3, Menu_Interface}, }; /** * @brief 菜单界面函数 * @param 无 * @retval 无 */ void Menu_Interface(void) { char buff[50]; RTC_Get_StdTime(RTC_GetCounter()); sprintf(buff,"%0.2d:%0.2d:%0.2d",RTC_CLOCK.hour, RTC_CLOCK.min, RTC_CLOCK.sec); OLED_ShowString(4, 10, 24, buff); sprintf(buff,"Date:%0.4d-%0.2d-%0.2d",RTC_CLOCK.year,RTC_CLOCK.mon,RTC_CLOCK.day); OLED_ShowString(1, 6, 16, buff); } 所以，数据类型就是这样对应的，第一个为索引序号，中间三个为按键，最后一个执行函数，将它的首地址赋值给指针函数
4.菜单逻辑顺序表
通过上述的对应关系，可以制定一张菜单逻辑顺序，通过中间的三个按键将索引序号赋值给任务调度序号，当在一级界面时，按下确认键就通过索引序号把务调度序号切换为1，进入到二级界面的第一个元素了，按下下一位键和返回键
uint8_t taskIndex = 0; //任务调度序号 //任务调度表 Menu_table_t taskTable[] = { //菜单界面函数 -- 一级界面 {0, 1, 0, 0, Menu_Interface}, //功能界面函数 -- 二级界面 {1, 4, 2, 0, Function_Interface1}, {2, 5, 3, 0, Function_Interface2}, {3, 6, 1, 0, Function_Interface3}, //功能设置界面函数 -- 三级界面 {4, 4, 4, 1, Function_Interface4}, {5, 5, 5, 2, Function_Interface5}, {6, 6, 6, 3, Function_Interface6}, }; 用三张张图简单的说明一下，第一张图，当前页面为0，按下确认键跳到索引序号为1的元素
第二张图，当前页面为1，按下确认键跳到索引序号为4的元素
第三张图，当前页面为6，按下返回键跳到索引序号为3的元素
5.按键切换索引序号
编写一个按键值获取函数，按键将索引序号赋值给任务调度序号，任务调度表根据任务调度序号执行运行界面，前面有说过，最后一个元素只是指向运行函数的指针(也就是路径)，真正的执行需要解引用，也就是最后的执行函数
keyval = Keyval_Scan(); if(keyval == 2) {//双击 taskIndex = taskTable[taskIndex].Enter;//双击表示确认键 OLED_Clear(); } else if(keyval == 1) {//单击 taskIndex = taskTable[taskIndex].Next;//单击表示下一位键 } else if(keyval == 10) {//长击 taskIndex = taskTable[taskIndex].Return;//长击表示返回键 OLED_Clear(); } taskTable[taskIndex].Current_Operation();//执行函数按键获取函数，按下按键30ms的按键抖动，2s内松开视为有效单击，0.5s后无按键按下，结算总共按下几次有效单击，单击返回1，双击返回2，三击返回3，长击返回10；用不到三击以上的按键，而且十击与长按都返回10，之后可能会出巨大的事故问题
uint8_t Keyval_Scan(void) { static uint16_t key_state, key_time, key_cnt; uint8_t key_return = 0; switch(key_state) { case 0://按键状态0:判断有无按键按下 if(KEY_STATA0) { key_time = 0;//按键按下时,按键计时器清0 key_state = 1;//按键状态置1 } break; case 1://按键状态1:按键消抖 if(KEY_STATA0) { delay_ms(1); if(key_time++ >= 30) key_state = 2;//当按键按下超过30ms时,进入按键单击状态 } else key_state = 0;//松开按键,视为误触 break; case 2://按键状态2:单击或长击 if(!KEY_STATA0) { key_time = 0; key_cnt++;//按键计数器自增 key_state = 3;//此时按键松开,表示已经单击,进入下个状态 } else { delay_ms(1); if(key_time++ >= 2000) { key_cnt = 0; key_return = 10; key_state = 4; } } break; case 3://按键状态3:按键多击 if(!KEY_STATA0) { delay_ms(1); if(key_time++ >= 500) {//松开按键0.5s无按键按下,返回按键计数器 key_return = key_cnt; key_cnt = 0; key_state = 0; } } else { key_state = 0; } break; case 4://按键状态4:等待长按按键释放 if(!KEY_STATA0) key_state = 0; break; } return key_return; } 对应不确定什么时候到的接收，最好使用按键中断，这边使用按键中断与定时器完成单击、双击和长击，中间加了一个互斥锁g_APPTOIN_MUTEX，防止中断切换界面时运行程序出错，常规初始化配置就不写了，直接上中断函数的代码； -- 使不使用中断由读者自己选择
uint8_t g_APPTOIN_MUTEX = 1;//程序互斥锁 void EXTI0_IRQHandler(void) { static uint8_t Keystate = 0; //静态按键状态 0 -- 松开 1 -- 按下 if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) { if(!KEY_STATA0 && Keystate) { Keystate = 0; //松开按键 TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器 if(g_Time_Count <= 3) { printf("...keyval, dither time = %d\r\n", g_Time_Count); } else if((g_Time_Count > 3) && (g_Time_Count < 200)) { if(++g_Keyval_Count >= 2) {//双击 taskIndex = taskTable[taskIndex].Enter;//双击表示确认键 OLED_Clear(); printf("double keyval!\r\n"); }; } if((g_Keyval_Count >= 2) || (g_Keyval_Count == 0)) { g_Keyval_Count = 0; g_APPTOIN_MUTEX = 1;//关闭互斥 } else { g_Time_Count = 0; //清空定时器溢出次数 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //启动定时器 } } else if(KEY_STATA0 && !Keystate){ Keystate = 1; //按下按键 g_Time_Count = 0; //清空定时器溢出次数 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //启动定时器 g_APPTOIN_MUTEX = 0; //开启互斥 } EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除中断标志 } } //#include "key.h" #define KEY_STATA0 !!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) extern uint8_t g_APPTOIN_MUTEX; void KEY_Init(void);定时器也一样，直接上中断函数的代码
uint16_t g_Time_Count;//TIM溢出次数 -- 10ms Tout(溢出时间) = (ARR+1)(PSC+1)/Tclk(时钟分割) uint8_t g_Keyval_Count;//按键计数器 void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { //进入中断表示定时器计数(CNT)溢出, 自增(10ms溢出一次, 可通过配置ARR, PSC和Tclk自定义溢出时间) g_Time_Count++; if((g_Time_Count >= 200) && KEY_STATA0) { TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器 g_Time_Count = 0; //清空溢出次数 g_Keyval_Count = 0; //清空按键计数 taskIndex = taskTable[taskIndex].Return;//长击表示返回键 OLED_Clear(); printf("long keyval!\n"); g_APPTOIN_MUTEX = 1; } else if((g_Time_Count >= 50) && !KEY_STATA0 && (g_Keyval_Count == 1)) { TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器 g_Time_Count = 0; //清空溢出次数 g_Keyval_Count = 0; //清空按键计数 taskIndex = taskTable[taskIndex].Next;//单击表示下一位键 printf("short keyval!\n"); g_APPTOIN_MUTEX = 1; } TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); } } //#include "time.h" extern uint16_t g_Time_Count; extern uint8_t g_Keyval_Count; void TIME_Init(uint16_t psc, uint16_t arr);6.界面设计
使用了三级界面，一级界面显示时间，利用sprintf函数将时间数据写入buff数组中，再显示到OLED屏幕上，完成显示
二级界面提供功能选项，因为有三个功能选项所以用到三个函数，>>箭头在那个地方就表示选择那个功能，这三个功能分别表示字符串、汉字和图片
三级界面显示内容，效果就不一个一个展示了，直接看后面的操作演示
最后，显示代码：
//#inlude "oled_show.c" uint8_t taskIndex = 0; //初始任务 //任务调度表 Menu_table_t taskTable[] = { //菜单界面函数 -- 一级界面 {0, 1, 0, 1, Menu_Interface}, //功能界面函数 -- 二级界面 {1, 4, 2, 0, Function_Interface1}, {2, 5, 3, 0, Function_Interface2}, {3, 6, 1, 0, Function_Interface3}, //功能设置界面函数 -- 三级界面 {4, 4, 4, 1, Function_Interface4}, {5, 5, 5, 2, Function_Interface5}, {6, 6, 6, 3, Function_Interface6}, }; /** * @brief 菜单界面函数 * @param 无 * @retval 无 */ void Menu_Interface(void) { char buff[50]; RTC_Get_StdTime(RTC_GetCounter()); sprintf(buff,"%0.2d:%0.2d:%0.2d",RTC_CLOCK.hour, RTC_CLOCK.min, RTC_CLOCK.sec); OLED_ShowString(4, 10, 24, buff); sprintf(buff,"Date:%0.4d-%0.2d-%0.2d",RTC_CLOCK.year,RTC_CLOCK.mon,RTC_CLOCK.day); OLED_ShowString(1, 6, 16, buff); } /** * @brief 功能界面函数 * @param 无 * @retval 无 */ void Function_Interface1(void) { OLED_ShowString(0, 0, 16, ">>String"); OLED_ShowString(2, 0, 16, " Chinese"); OLED_ShowString(4, 0, 16, " ImageBMG"); } void Function_Interface2(void) { OLED_ShowString(0, 0, 16, " String"); OLED_ShowString(2, 0, 16, ">>Chinese"); OLED_ShowString(4, 0, 16, " ImageBMG"); } void Function_Interface3(void) { OLED_ShowString(0, 0, 16, " String"); OLED_ShowString(2, 0, 16, " Chinese"); OLED_ShowString(4, 0, 16, ">>ImageBMG"); } /** * @brief 功能设置界面函数 * @param 设置有三种状态 * @retval 无 */ void Function_Interface4(void) { OLED_ShowString(1, 0, 8, "ABCD"); OLED_ShowString(2, 0, 16, "ABCD"); OLED_ShowString(4, 0, 24, "ABCD"); } void Function_Interface5(void) { OLED_ShowChinese(3,16*2,0);// 点 OLED_ShowChinese(3,16*3,1);// 个 OLED_ShowChinese(3,16*4,2);// 赞 OLED_ShowChinese(3,16*5,3);// 吧 OLED_ShowChinese(3,16*6,4);// ! } void Function_Interface6(void) { OLED_ShowImageBMG(); } 7.主函数
在main.c文件中，不使用中断，cnt是为了OLED屏幕刷新慢一点，不影响按键而设计的
//#include "main.c" int main(void) { uint8_t keyval = 0, cnt = 0; KEY_Init(); OLED_Init(); Usart_Init(); MyRTC_Init(); printf("多级界面\r\n"); while (1) { keyval = Keyval_Scan(); if(keyval == 2) { printf("double\r\n"); taskIndex = taskTable[taskIndex].Enter;//双击表示确认键 OLED_Clear(); } else if(keyval == 1) { printf("press\r\n"); taskIndex = taskTable[taskIndex].Next;//单击表示下一位键 } else if(keyval == 10) { printf("long\r\n"); taskIndex = taskTable[taskIndex].Return;//长击表示返回键 OLED_Clear(); } if(cnt++ >= 200) { cnt = 0; taskTable[taskIndex].Current_Operation();//执行函数 } } }在main.c文件中，使用中断，只需要一个互斥锁和一个执行函数就可以了，按键按下时，互斥锁开启，不执行执行函数，和上面的cnt用法相似
//#include "main.c" int main(void) { KEY_Init(); TIME_Init(72, 10000); OLED_Init(); Usart_Init(); MyRTC_Init(); printf("多级界面\r\n"); while (1) { if(g_APPTOIN_MUTEX) { taskTable[taskIndex].Current_Operation();//执行函数 } } }操作演示：
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