單片機開發中，有時會用到屏幕來顯示內容，當需要逐級顯示內容時，就需要使用多級菜單的形式了。

1 多級菜單

多級菜單的實現，大體分為兩種設計思路：

通過雙向鏈表實現

通過數組查表實現

總體思路都是把菜單的各個界面聯系起來，可以從上級菜單跳到下級菜單，也可從下級菜單返回上級菜單。

數組查表的方式比較簡單，易于理解，本篇就來使用數組查表發在STM32上實現多級菜單的顯示。

2 代碼實現

2.1 數組查表

首先需要定義一個結構體：

typedef struct
{
	uchar current;
	uchar up;//向上翻索引號
	uchar down;//向下翻索引號
	uchar enter;//確認索引號
	void (*current_operation)();
} key_table;

current：當前頁面的索引號

up：按下“向上翻“按鈕后要跳轉到的頁面索引號

down：按下“向下翻“按鈕后要跳轉到的頁面索引號

enter：按下“確認“按鈕后要跳轉到的頁面索引號

current_operation：當前頁面的索引號要執行的顯示函數，這是一個函數指針

注意：對于菜單顯示的操作，用到了3個按鍵，分別是向下、向下和確認，如果單片機上的IO資源較為緊張，還可以把“向上翻”按鈕省去，只通過“向下翻”按鈕來實現循環訪問，對應的結構體也可以去掉該成員。

然后定義一個表，用來定義各個頁面間如何跳轉

key_table table[30]=
{
	//第0層
	{0,0,0,1,(*fun_0)},
	
    //第1層
	{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層
	{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層
	{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)},								
};

這里解釋一下該表是如何工作的：

此表，表示了4級菜單的顯示關系（注意第0層其實只是一個歡迎界面）

第一層菜單，只有4個選項，因此這里只列了4行（注意最后一個選項用作返回上一級，無實際內容含義）

第二層菜單，就是對第一層菜單中的3個實際的選項進行進一步的介紹，每種介紹又有4個子項（注意最后一個選項也是用作返回上一級，無實際內容含義），因此，這里的第二層菜單列了3x4=12行

第三層菜單，又是對第二層菜單中的子項進行進一步的介紹（3個分類，每類有3個子項），所以第三層菜單列了9行

注意數組中每一行的第1個數組，是索引號，先列舉一個實際的例子進行分析：

上圖就是一個實際的4級菜單要顯示的內容，每個條目前，標記了索引號（0~25），即對應數組在定義的索引號。

比如數組關于第0層和第1層的定義:

//第0層
{0,0,0,1,(*fun_0)},

//第1層
{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，顯示歡迎界面；后面的兩個0表示此時按“上翻”和“下翻”無效，繼續顯示歡迎界面；再后面的1表示按下“確認”按鈕后，跳轉到索引1處（即顯示第1級目錄，且指向第1級的第1個子項）；最后是此索引要顯示的具體內容，fun_0就是控制屏幕顯示歡迎界面

再看第二行：索引是1，顯示第1級目錄，且指向第1級的第1個子項（天氣）；后面的4表示此時按“上翻”跳轉到索引4，即顯示第1級目錄，且指向第1級的第4個子項（Return）；再后面的2表示此時按“下翻”跳轉到索引2，即顯示第1級目錄，且指向第1級的第2個子項（音樂）；再后面的5表示按下“確認”按鈕后，跳轉到索引5處（即顯示第2級目錄，且指向第2級的第1個子項-杭州）；最后是此索引要顯示的具體內容，fun_a1就是控制屏幕顯示第1級目錄，且指向第1級的第1個子項（天氣）

其它行的含義與之類似

通過分析，不難發現，這些數組在空間上的關系：

對于菜單的最底層，因為沒有上翻和下翻的功能需求，因此每行的前3個數字都是當前的索引號：

//第3層
{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 具體的顯示函數

對于函數要顯示的具體內容，根據自己的實現需要顯示即可。

這里我使用的是OLED屏幕，借助U8g2圖形庫進行內容顯示，以下是部分顯示示例：

/*********第1層***********/
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層***********/
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 按鍵切換頁面

頁面的切換，這里里簡單的按鈕輪詢為例，比如初始顯示歡迎界面的狀態下，按下不同按鍵后，通過數組查表，確定要跳轉到的索引號，然后根據索引號，通過函數指針執行索引號對應的顯示函數，即實現了一次頁面切換。

然后，就是在新的頁面狀態，收到下一個按鈕指令，再切換到下一個顯示狀態。

void (*current_operation_index)(); //定義一個函數指針

//...
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);//松手檢測
        }
        if(KEY2==0)
        {
            func_index = table[func_index].down;    //向下翻
            while(!KEY2);
        }
        if(KEY3==0)
        {
            func_index = table[func_index].enter;    //確認
            while(!KEY3);
        }
    }	

    if (func_index != last_index)
    {
        current_operation_index = table[func_index].current_operation;

        u8g2_ClearBuffer(&u8g2); 
        (*current_operation_index)();//執行當前操作函數
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);

        last_index = func_index;
    }
}

3 演示

測試效果如下：https://www.bilibili.com/video/BV1r5411R7eA

4 總結

本篇介紹了一種簡易的多級菜單的顯示方法，本質是通過數組查表，實現各級菜單的各個頁面（狀態）的切換（跳轉），并在STM32上編程實現，通過OLED屏幕，以及借助U8g2圖形庫，測試了多級菜單的顯示功能。