C语言嵌入式系统编程修炼之道——键盘操作篇

本文提出了一套按键处理方案,包括功能键、数字键处理方法及用户输入整理。通过类比Windows窗口概念,为不同屏幕画面定义功能键处理函数,并利用结构体有效组织用户数字输入。

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作者:宋宝华 

1.处理功能键
功能键的问题在于,用户界面并非固定的,用户功能键的选择将使屏幕画面处于不同的显示状态下。例如,主画面如图1

 

1 主画面

当用户在设置XX上按下Enter键之后,画面就切换到了设置XX的界面,如图2

 

2 切换到设置XX画面

程序如何判断用户处于哪一画面,并在该画面的程序状态下调用对应的功能键处理函数,而且保证良好的结构,是一个值得思考的问题。

让我们来看看WIN32编程中用到的“窗口”概念,当消息(message)被发送给不同窗口的时候,该窗口的消息处理函数(是一个callback函数)最终被调用,而在该窗口的消息处理函数中,又根据消息的类型调用了该窗口中的对应处理函数。通过这种方式,WIN32有效的组织了不同的窗口,并处理不同窗口情况下的消息。

我们从中学习到的就是:

1)将不同的画面类比为WIN32中不同的窗口,将窗口中的各种元素(菜单、按钮等)包含在窗口之中;

2)给各个画面提供一个功能键“消息”处理函数,该函数接收按键信息为参数;

3)在各画面的功能键“消息”处理函数中,判断按键类型和当前焦点元素,并调用对应元素的按键处理函数。

/* 将窗口元素、消息处理函数封装在窗口中 */

struct windows

{

 BYTE currentFocus;

 ELEMENT element[ELEMENT_NUM];

 void (*messageFun) (BYTE keyValue);

 …

};

/* 消息处理函数 */

void messageFunction(BYTE keyValue)

{

 BYTE i = 0;

 /* 获得焦点元素 */

 while ( (element [i].ID!= currentFocus)&& (i < ELEMENT_NUM) )

   {

   i++;

   }

 /* “消息映射” */

   if(i < ELEMENT_NUM)

   {

   switch(keyValue)

     {

     case OK:

     element[i].OnOk();

     break;

     …

     }

   }

}

在窗口的消息处理函数中调用相应元素按键函数的过程类似于“消息映射”,这是我们从WIN32编程中学习到的。编程到了一个境界,很多东西都是相通的了。其它地方的思想可以拿过来为我所用,是为编程中的“拿来主义”。

在这个例子中,如果我们还想玩得更大一点,我们可以借鉴MFC中处理MESSAGE_MAP的方法,我们也可以学习MFC定义几个精妙的宏来实现“消息映射”。

2.处理数字键

用户输入数字时是一位一位输入的,每一位的输入都对应着屏幕上的一个显示位置(x坐标,y坐标)。此外,程序还需要记录该位置输入的值,所以有效组织用户数字输入的最佳方式是定义一个结构体,将坐标和数值捆绑在一起:

/* 用户数字输入结构体 */

typedef struct tagInputNum

 {

    BYTE byNum; /* 接收用户输入赋值 */

       BYTE xPos;     /* 数字输入在屏幕上的显示位置x坐标 */

       BYTE yPos;     /* 数字输入在屏幕上的显示位置y坐标 */

   }InputNum, *LPInputNum;

那么接收用户输入就可以定义一个结构体数组,用数组中的各位组成一个完整的数字:

InputNum inputElement[NUM_LENGTH]; /* 接收用户数字输入的数组 */

/* 数字按键处理函数 */

extern void onNumKey(BYTE num)

{

      if(num==0|| num==1) /* 只接收二进制输入 */

      {

/* 在屏幕上显示用户输入 */

DrawText(inputElement[currentElementInputPlace].xPos, inputElement[currentElementInputPlace].yPos, "%1d", num);

     /* 将输入赋值给数组元素 */

      inputElement[currentElementInputPlace].byNum = num;

     /* 焦点及光标右移 */

      moveToRight();

      }

}

将数字每一位输入的坐标和输入值捆绑后,在数字键处理函数中就可以较有结构的组织程序,使程序显得很紧凑。

3.整理用户输入

    继续第2节的例子,在第2节的onNumKey函数中,只是获取了数字的每一位,因而我们需要将其转化为有效数据,譬如要转化为有效的XXX数据,其方法是:

/* 2进制数据位转化为有效数据:XXX */

void convertToXXX()

{

    BYTE i;

    XXX = 0;

    for (i = 0; i < NUM_LENGTH; i++)

     {

     XXX += inputElement[i].byNum*power(2, NUM_LENGTH - i - 1);

     }        

}

反之,我们也可能需要在屏幕上显示那些有效的数据位,因为我们也需要能够反向转化:

/* 从有效数据转化为2进制数据位:XXX */

void convertFromXXX()

{

    BYTE i;

    XXX = 0;

    for (i = 0; i < NUM_LENGTH; i++)

     {

     inputElement[i].byNum = XXX / power(2, NUM_LENGTH - i - 1) % 2;

     }        

}

当然在上面的例子中,因为数据是2进制的,用power函数不是很好的选择,直接用“<< >>”移位操作效率更高,我们仅是为了说明问题的方便。试想,如果用户输入是十进制的,power函数或许是唯一的选择了。

本篇给出了键盘操作所涉及的各个方面:功能键处理、数字键处理及用户输入整理,基本上提供了一个全套的按键处理方案。对于功能键处理方法,将LCD屏幕与Windows窗口进行类比,提出了较新颖地解决屏幕、键盘繁杂交互问题的方案。

计算机学的许多知识都具有相通性,因而,不断追赶时髦技术而忽略基本功的做法是徒劳无意的。我们最多需要“精通”三种语言(精通,一个在如今的求职简历里泛滥成灾的词语),最佳拍档是汇编、CC++(或JAVA),很显然,如果你“精通”了这三种语言,其它语言你应该是可以很快“熟悉”的,否则你就没有“精通”它们。

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uchar key_Value=0xff; /*存放值*/ uchar count=8;//设LED上显示的位数,一开始为8位 uchar temp=1;//控制按没按一次只执行一次的变量 uchar timecount=0;//计时的辅助变量 uchar cancel=0;//取消按钮是否生效 uchar setTime=0;//是否开始计时的变量 uchar getdate=0;//日历 uchar time09[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; /*LED灯0~9译码*/ uchar ch0[8]={0x3f,0x6f,0x40,0x3f,0x4f,0x40,0x5b,0x3f}; /*09-03-20*/ uchar ch[8]={0x3f,0x6f,0x40,0x3f,0x4f,0x40,0x5b,0x3f}; /*09-03-20*/ uchar date[8]={0x3f,0x6f,0x40,0x3f,0x4f,0x40,0x5b,0x3f}; /*09-03-20*/ uchar tempdate[8]={0x3f,0x6f,0x40,0x3f,0x4f,0x40,0x5b,0x3f}; /*09-03-20*/ void main(void) { initUart(); //初始化串口 TMOD=0x10; //设置定时器1为工作方式1 TH1=-10000>>8;TL1=-10000 % 256;//定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振,定时时间10000us TCON=0x40; //内部脉冲计数 IE=0x88; //打开定时器中断 key_Value=0xff; while(1) { for(counter=0; counter<8; counter++) { ledConPort=counter; dataPort= ch[counter]; /*点亮选中的LED灯*/ time(5); /*延时5毫秒,感觉不出扫描显示*/ if(setTime==1&&getdate==0){ timecount++; if(timecount==200){ timecount=0; timechange(); } } } } } /********** 初始化串口波特率 ************/ void initUart(void)//初始化串口波特率,使用定时器2 { //Setup the serial port for 9600 baud at 11.0592MHz SCON = 0x50; //串口工作在方式1 RCAP2H=(65536-(3456/96))>>8; RCAP2L=(65536-(3456/96))%256; T2CON=0x34; TI = 1; //置位TI } /******* 定时器/计数器1中断服务程序 ***/ void timer1int(void) interrupt 3 { EA=0;//关总中断 TR1=0;//停止计数 TH1=-10000>>8;TL1=-10000 % 256;//定时器1每10000计数脉冲发生1次中断,12MHz晶振,定时时间10000us TR1=1;//启动计数 key_Value=keyscan(); if(key_Value==0xff)temp=1; if(temp==1){ set_keyvaule(); if(key_Value!=0xff)temp=0; }
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