课题XMOVE30手持终端——软件介绍精简型嵌入式管理系统的菜单实现和任务切换

1、XMOVE3.0手持终端软件介绍:精简型嵌入式管理系统的菜单实现和任务切换一. 综述和废话本系统是我的XMOVE动作感应系统框架的嵌入式实现部分。一提到OS一般都会被人喷。OS是何等庞大的东西，区区小辈凭什么敢把自己的几百行代码称之为OS?叫做框架都不行！ 有句话叫简单就是美。方便移植，使用简单的c语言框架，在单片机上再合适不过了。想象一下，一个嵌入式手持系统，在2KB内存的单片机上实现，硬件上有按键和图形界面，软件上有简单的任务调度和中断服务策略，一个还不错的菜单管理和用户GUI，输入输出接口和简单的无线通信协议，有小游戏，甚至还能听MP3，甚至还有中文输入法。给你这样的系统，你还

2、想要什么？所以我们称之为嵌入式管理系统，目前在430和STM32上成功移植和运行，可以支持不同颜色和分辨率的显示器，我会专门用一篇文章介绍其GUI实现。但目前我仅介绍其中的一部分：在嵌入式系统中如何实现简单的菜单和任务切换功能。    与XMOVE手持终端相关的介绍文章列表如下:硬件综述: 自制的彩屏手持动作感应终端软件综述:手持终端功能介绍软件介绍(一):精简型嵌入式系统的菜单实现和任务切换软件介绍(二):在2KB内存单片机上实现的彩屏GUI控件库软件介绍(三):在2KB内存单片机上实现的俄罗斯方块软件介绍(四):在2KB内存单片机上实现的超精简五子棋算法软件介绍(五):

3、在2KB内存的单片机上实现的T9中文输入法 下面是系统实际运行图这是该系统的12864单色屏版本12864单色屏版本主菜单四宫格320*240彩屏版本，菜单提供了三种风格和不同的配色，可以在系统设置中调节二. 系统总体框架 系统面向对实时性没有极端要求的应用，针对平台是内存10KB以内的嵌入式芯片，通常包含小型LCD屏幕和键盘的工控系统，通常系统会实现一些菜单和任务调度。为实现这个目标，搭建系统框架是非常必要的。必须满足以下几类要求：（1）可移植性，主控芯片和外围模块可变，满足硬件无关性。（2）采用占先式处理，形成任务队列。（3）低内存占用，将大型数据尽可能保存在FLASH

4、中。我们如何实现菜单呢？初步思路是switch-case块，系统通过键盘选择进入不同的子菜单，但子菜单终归要跳到主菜单的，用户的操作可能非常繁复，最后用swich-case这样的选择性结构根本没法描述复杂的菜单管理 。必须用改进的数据结构来描述，我们想到了图。但这样的图结构怎样描述呢？系统状态分为两类，菜单状态和任务状态。任何菜单页都可能有父菜单或子菜单，任务也可以看成只有父菜单而没有子菜单的特殊“菜单页”。同时每个任务都应该给出它的父菜单和子菜单值。这样就给出了任务状态转移图。当需要返回时，返回父菜单。若该菜单含有子菜单，则显示当前子菜单。1. 数据定义  我们对每个菜单项定义如下

5、的数据结构，与操作系统原理中的任务控制块（PCB）很相似。 struct TaskPCB /菜单结构 unsigned char *Name; /任务名称 u8 (* function)(); /指向的函数指针 unsigned char *Detail; /对该任务的描述 u8 PicIndex; /该任务的图片在图片数组中的ID u8 SubTaskList10; /第0项是父菜单，从第1项开始，分别对应子菜单标号 ;      我们将保存TaskPCB的结构体数组，由于它是不会改变的，因此加上const标示符，编译器会将其存储在FLASH中。每个任

6、务定义在数组中的偏移量就是该任务的唯一ID, 注释给出了结构体中成员的具体作用。此处我们重点解释下函数指针，数指针是指向函数的指针变量。 因而“函数指针”本身首先应是指针变量，只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样，这里是指向函数。 将一个包含相同返回值和形参表的函数赋值给函数指针，执行该指针即等效于执行该函数。 运行时可以动态改变该指针指向的内容，从而修改程序运行方向，这就是c语言的“动态性”。C#里的委托在本质上也是函数指针，只不过它是面向对象和安全的，整个面向对象大厦就建立在委托之上，可见“函数指针”所表现的深刻内涵。我们定义如下的TaskPCB数组：

7、const struct TaskPCB myTaskPCBSIZE_OF_Task= /菜单定义 "系统主菜单",MenuGUI,"全局功能显示",5,0,6,14,20,8,33,9,10, /0 "系统时间",time_show,"查看当前系统的时间",8,8,0, /1 "加速度监测",AccShow,"三轴加速度检测",24,8,0, /2 "五子棋",Five,"人机和无线对战",23,9,0, /3 "俄罗斯方块

8、",TerisBrick,"经典游戏,支持横竖屏",8,9,0, /4 "气压和温度",PressureTest,"显示温度和气压状态",24,8,0, /5 "动作感应键盘",GyroKeyboard,"感受全新的字符动作输入",17,14,0, /6 "通信管理",WirelessControl,"管理通信方式和协议",11,10,0, /7 "传感器监测",MenuGUI,"检测当前环境状态",20,

9、0,6,1,2,5,19,12,16, /8 "娱乐功能",MenuGUI,"您可使用该系统自带游戏",22,0,4,3,4,15,28, /9 "系统管理",MenuGUI,"您可对该系统设置和管理",11,0,4,7,11,13,17, /10 "运行配置",OSConfigSet,"对功耗和功能的设置",19,10,0, /11/为了方便，仅显示了一部分     用一张结构图解释会更清楚：2. 实现菜单显示 有了以上的数据结构定义以后，显示

10、就变得很简单了。 对于所有的菜单，他们的函数指针都应该指向一个函数：菜单显示函数。 请注意，由于平台不同，编码者的意愿也有所区别，该函数的实现可以非常灵活，多种多样。 若该页是菜单，那么它的函数指针地址将指向菜单显示，通过当前的index，它会绘制出该菜单的子菜单，并完成菜单的选取和管理操作。并等待用户输入：方向键光标发生移动，跳出则系统返回父菜单，点选确定则进入子菜单项。我仅仅提供不完整的函数实现示意： （PS：这些代码是我大四时候写的，现在看都不一定能看得懂了.大家凑乎看看，其实有第一部分的数据结构，实现菜单就不成问题了）/*函数：u8 MenuGUI() 功能：显示不同风格的菜单界面参数

11、：(全局变量)MenuType指出当前显示的界面风格，参见界面编辑的相关说明返回值：固定为1*/u8 MenuGUI() /图形化界面窗口函数 switch(MenuType) case 0: MainMenuListGUI(1,3,200,64); break; case 1: MainMenuListGUI(1,8,0,25); break; case 2: MainMenuListGUI(3,2,100,90); break; return 1; 函数：u8 MainMenuListGUI()功能：主菜单界面的函数，负责绘图和和获得用户选择参数：LRMaxMount菜单左右显示

12、的最大数量，UDMaxMount:上下显示的最大数量， OneLRLength：任一项在界面中的最大像素宽度，OneUDLength：任一项的最大像素长度返回值：固定返回1*/u8 MainMenuListGUI(u8 LRMaxMount,u8 UDMaxMount,u8 OneLRLength,u8 OneUDLength) if (myTaskPCBOS_index_data.function!=MenuGUI) /如果要执行的不是界面绘制，则返回 return 0; u8 MaxMount=myTaskPCBOS_index_data.SubTaskList1; u8 func_sta

13、te=0,menu_flag=1,LastFlag,TotalFreshEN=1,flag=1,FreshEN=1; if(func_state=0) TaskBoxGUI_P(X_Witch_cn,Y_Witch_cn,Dis_X_MAX-X_Witch_cn,Dis_Y_MAX-Y_Witch_cn-3,(u8 *)myTaskPCBOS_index_data.Name,0); func_state=1; while(func_state=1) MenuDataRefreshGUI( menu_flag, MaxMount, flag, LastFlag, LRMaxMount,UDMax

14、Mount, OneLRLength, OneUDLength,FreshEN,TotalFreshEN); LastFlag=flag; switch(UpdownListInputControl(&menu_flag,&flag,MaxMount,LRMaxMount,UDMaxMount,1,&FreshEN,&TotalFreshEN) /系统会在此处接收用户输入 case 0: OSTaskClose(); /返回到父菜单 func_state=2; return 1; case 1: func_state=2; break; OS_index_dat

15、a= myTaskPCBOS_index_data.SubTaskListmenu_flag+flag; /核心：通过菜单项改变OS_index_data，从而实现任务切换，见第三节 return 1;     还有接收用户输入的函数 接收用户输入的函数 /*u8 UpdownListInputControl(u8 *Menuflag,u8 *ThisPageflag,u8 *TotolFlag,u8 *ThisPageMax)功能：菜单输入控制方法，用于上下类型的菜单参数：Menuflag，全页面标志计数器，ThisPageflag当前页面标志计数器，

16、TotolFlag总页面条数，ThisPageMax当前页面最大数量,PromptEN：是否提示到目录头或者结尾返回值：0：退出 1， 确认，2：仅仅选择了移动位置*/u8 UpdownListInputControl(u8 *Menuflag,u8 *ThisPageflag,u8 TotolFlag,u8 ThisPageLRMax, u8 ThisPageUDMax,u8 PromptEN,u8 *FreshEN,u8* TotalFreshEN) u8 LastMenuFlag=*Menuflag; u8 PromptFlag=0; u8 GyroKey=KEYNULL; *Fresh

17、EN=0; u8 myKey=KEYNULL; if(GyroControlEN=1) PromptEN=0; /当开启陀螺检测时，关闭提示 if(GyroControlEN=1&&back_light>1&&GyroMenuEN) delay_ms(300-20*TotolFlag); L3G4200DReadData(); L3G4200DShowData(); delay_ms(300-20*TotolFlag); else InputControl(); if(GyroMenuEN!=0) GyroKey=GyroKeyBoardInputMeth

18、od(0,1,300-30*ThisPageLRMax,300-20*ThisPageUDMax); if(GyroKey!=KEYNULL) myKey=GyroKey; else myKey=key_data; GyroKey=KEYNULL; switch(myKey) case KEYENTER_UP : return 1; /break; case KEYUP_UP : if(*ThisPageflag>ThisPageLRMax) (*ThisPageflag)-=ThisPageLRMax; else if(*Menuflag>ThisPageLRMax) (*Men

19、uflag)-=ThisPageLRMax; else if(*ThisPageflag=1&&PromptEN) PromptFlag=1; MessageGui("提示信息","已到目录开头",2); /else /*ThisPageflag=1; break; case KEYDOWN_UP : if(*ThisPageflag<=ThisPageLRMax*(ThisPageUDMax-1)&&*ThisPageflag+ThisPageLRMax<=TotolFlag) (*ThisPageflag)

20、+=ThisPageLRMax; else if(*Menuflag+*ThisPageflag-1<=TotolFlag-ThisPageLRMax) (*Menuflag)+=ThisPageLRMax; else if(TotolFlag=*ThisPageflag&&PromptEN) PromptFlag=1; MessageGui("提示信息","已到目录结尾",2); /else /*ThisPageflag= TotolFlag-*Menuflag+1; break; case KEYLEFT_UP : if(*Th

21、isPageflag>1) (*ThisPageflag)-; else if(*Menuflag>1) (*Menuflag)-; else if(PromptEN) MessageGui("提示信息","已到目录开头",2); PromptFlag=1; break; case KEYRIGHT_UP : if(*ThisPageflag<TotolFlag) (*ThisPageflag)+; else if(*Menuflag+*ThisPageflag-1<TotolFlag) (*Menuflag)+; else if(PromptEN) MessageGui("提示信息","已到目录结尾",2); PromptFlag=1; break; case KEYCANCEL_UP : return 0; if(key_data!=KEYNULL) *FreshEN=1; if(LastMenuFlag=*Menuflag&&PromptFlag=0) *TotalFreshEN=0; else *TotalFreshEN=1; return 2;     示意图如下：3. 实现任务调度我们介绍以下系统核心全局变量：OS_i