C语言嵌入式系统编程修炼之道——键盘操作篇

作者：宋宝华  e-mail:[email][email protected][/email]

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 ：
图 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 ：
图 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：
/* 从 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。

总结

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、 C 、 C++ （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。