C语言嵌入式系统编程修炼之五：键盘操作

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摘要

　　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。

　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 .ID!= currentFocus)&& (i < ELEMENT_NUM) )                         　{                         　　i++;                         　}                         　/* "消息映射" */                         　if(i < ELEMENT_NUM)                         　{                         　　switch(keyValue)                         　　{                         　　　case OK:                         　　　　element.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"。
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。

　　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.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.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。

eric_jacky

LZ辛苦了，

psg05