ARM9 嵌入式Linux智能终端菜单界面程序设计

只看该作者 · 2012-1-17 17:55

低成本的单色LCD在工业领域应用非常广泛，英利公司提供的基于嵌入式Linux平台的EM9160支持外接单色LCD屏，目前应用得比较多的规格包括有LCD320x240、LCD240x128、LCD128x64、LCD160x160等。在实际应用中有许多对于菜单界面操作的需求，需要客户根据应用的具体要求自行构建菜单显示界面，本文将重点介绍这方面的内容。       基于菜单界面操作过程实质一个简单的交互式操作，需要实时响应键盘消息、定时消息等。嵌入式Linux操作系统是一个实时多任务系统，可以利用多线程的方式来实现各个应用请求的响应。在本案例是通过创建多个线程的方式来实现对于键盘、定时任务的实时响应，从而实现对于菜单界面的操作。
      下面分两个部分来介绍该例程：
1、应用程序框架
      为了便于程序的设计和管理，利用了Linux多任务的编程优势，利用内核的任务调度机制，采用面向对象的C++编程将各个应用功能模块化。在该例程中需要实现的响应功能：键盘和定时任务的响应，在应用程序中通过创建两个线程来实现。
      在该程序例程中main（…）函数，首先进行初始化操作，包括对于LCD屏的初始化、菜单界面的初始化操作等；然后是创建键盘处理线程、再进入主线程，主线程的功能主要是处理定时任务，在本方案中实现的是定时显示界面刷新。如下图所示：

      // LCD显示屏的初始化操作
      i1 = LCD_Init( LCD_160160 );
      if( i1<0 )
      {
            printf( ''LCD Init fail!\n'' );
      }
      LCD_LoadSmallFnt( );
      LCD_SetMode( 1 ); // set to XOR mode
      LCD_SetFont( 12 ); // 设置汉字显示为12点阵模式
      // 加载缺省菜单界面
      status = MenuManager.LoadMenu( );
      if( status < 0 )
      {
            printf( ''status=%d\n'', status);
              return status;
      }
      MenuManager.Show( );
      MenuManager.Update();

      // 打开键盘设备，并启动键盘处理线程
      KeyManager.Open( );

      for( ExitFlag=0; ; )
      {
            if( ExitFlag )
            {
                     break;
            }
            // 延时1S 执行一次显示刷新操作
            sleep( 1 );
            MenuManager.Update( );
      }

      // 关闭键盘设备，并卸载键盘处理线程
      KeyManager.Close( );
      LCD_DeInit( );
      return 0;

      其中的主线程很简单，只是定时处理的任务，直接调用sleep(1)函数阻塞等待。
      键盘处理线程主要检查是否有键按下，一旦有键按下则读取相应的键码值，并作相应的响应处理。当一个键按下时，EM9160内核中的键盘驱动程序将得到的有效键码存储在内部的缓冲区中，应用程序可直接通过read函数读取键码。
      应用程序打开矩阵键盘驱动程序的方法还是打开相应的设备文件，如下：
      key_fd = open(''/dev/em9x60_keypad'', O_RDONLY | O_NONBLOCK);
      以下为读取键码值并作相应的处理代码：
      FD_ZERO(&fs_read);
      FD_SET(key_fd,&fs_read);
      time.tv_sec = 0;
      time.tv_usec = 100000; //timeout = 100ms
      fs_sel = select(key_fd+1, &fs_read, NULL, NULL, &time);
      if(fs_sel)
      {
         //data available, so get it!
         len = read(key_fd, &KeyCode, sizeof(KeyCode));
            if(len > 0)
            {
                     //printf(''len=%d KeyCode= 0x%x\r\n'', len, KeyCode);
                     switch( KeyCode )
                     {
                     case 0x011b:
                              KeyCmd = ESC;
                              MenuManager.Key_ESC( );
                              break;
                     case 0x1c0d:
                              KeyCmd = ENTER;
                              MenuManager.Key_ENTER( );
                           break;
                      case 0x0635:
                              KeyCmd = UP;
                              MenuManager.Key_SHIFT( 1 );
                              break;
                     case 0x0938:
                              KeyCmd = DOWN;
                              MenuManager.Key_SHIFT( 0 );
                           break;
                     case 0x0837:
                              KeyCmd = LEFT;
                              break;
                     case 0x0939:
                              KeyCmd = RIGHT;
                              break;
                     }
            }
      }

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2、菜单界面设计
在本例程中主要是针对一个基于LCD160x160显示终端所设计的二级菜单显示界面，功能键有六个：Key_ESC、Key_Enter以及Key_UP、Key_Down、Key_Left、Key_Right键，通过Key_UP、Key_Down键选择菜单项，Key_Enter确认键来进入下一级，Key_ESC返回上一级菜单。
      菜单的显示和管理是通过C++方式来实现，Class Item定义菜单中各个菜单项的显示特性以及操作特性；Class Menu定义了菜单的特性，其中包含又对于菜单中各个菜单项管理的功能；Class MenuManager是一个菜单管理类，这个类实现了对于各个菜单的管理和操作特性，相当于一个人机交互界面的功能。它们定义分别在 Item.h Menu.h文件中。
      为了增加菜单设计的灵活性，对于各个菜单界面的显示内容采用了读取配置文件的方式，即在配置文件中定义各个菜单的显示名称和显示位置，如：
      // item的类型显示名称 X位置 Y位置下一级菜单名称
      item=101 D1 0 0
      item=100 D0 100 0
      item=301 测量点数据显示 0 32 menu1
      item=301 参数设置与查看 0 48 menu2
      item=301 终端管理与维护 0 64 menu3
      根据该配置文件所形成的显示菜单如下：

本文中所介绍的例程仅仅适用于英利EM9160嵌入式工控板，均有源码提供。感兴趣的客户可以发邮件到公司技术支持邮箱 support@emlinix.com索取相关代码。

ARM9 嵌入式Linux智能终端菜单界面程序设计

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