系統軟件結構

系統軟件體系分為幾個部分：

(1)系統的循環檢測部分，用于檢測各通道的系統設備工作是否正常，出現異常時則通過三色指示燈報警(綠色代表正常，紅色代表異常，黃色為中間狀態)。
(2)系統的設置部分，接受用戶按鍵，用戶可以在GUI上設置希望設置的參數。
(3)網絡接口部分，此時單片機系統不參與設置，主要功能將網絡部分獲得的數據導至各通道。軟件系統的核心部分在于菜單結構的設計。

本系統采用一種基于節點編號的三叉樹狀菜單的設計。將整個菜單看作一個菜單樹，每個界面對應于樹中的一個節點，父節點為當前菜單的上一級菜單；右節點為當前菜單的“兄弟”菜單，亦即上級菜單的其余子菜單。

我們采用對節點編號的方式將整個菜單樹串起來，通過識別節點編號(ID)就能知道該節點處于哪一級菜單，同時也便于我們將菜單數初始化。編號方式：每級子菜單的編號為上級父菜單ID乘以10再加上該級子菜單在上級菜單中對應的子項號(1，2，3.)，我們將根節點ID編號為1，則根節點菜單的子菜單對應的ID分別為11，12，13。ID為11的節點的下級菜單ID為：111，112，113。一個樹型結構菜單的結構和ID編號的實例如圖2所示。

Typedef structmenu{
long ID; / /當前菜單ID
void ( * disp laymenu) ( long i, unsigned char j) ; / /當前菜單對應處理函數
char cur; / /當前菜單子項
char total; / /子菜單總數
structmenu * up, * down, * right; / /毗鄰子菜單
}MENU;

圖2　一個菜單樹的實例

對于用戶按鍵操作切換不同的菜單時，我們只需修改一個指向對應菜單節點的全局菜單節點指針即可。當用戶按下“ESC”鍵時，菜單指針指向當前節點的父節點，按下“Enter”鍵時，則指針指向對應節點的子節點。

用于AVR單片機的RAM空間較小，只有4KB，我們需設計一種合理而簡潔的數據結構，我們將菜單的數據結構定義為(C語言實現)。

圖3　menuselect函數的流程圖

將菜單分為顯示型菜單和功能性菜單，顯示型菜單項用于切換各級菜單，功能型菜單則執行最底層菜單所對應的操作，total變量為0則表示為功能型菜單，大于0則表示選擇型菜單。通過菜單的ID，即可以知道當前菜單的顯示位置和內容，將此信息放在對應的displaymenu函數中可以節省數據空間，不用對于功能型菜單建立額外的ID與處理函數間的對應關系表，從而實現功能型菜單和顯示型菜單的一致性操作。一個供參考的執行函數可以寫作：

if(g_pmenu->total>0)
{
g_pmenu=menuselect(g_pmenu，Key)；
}
else
{
(g_pmenu->displaymenu)(g_pmenu->ID，g_pmenu->cur)；
}

其中menuselect函數用于切換對應的菜單子項，按鍵為“UP”鍵和“DOWN”鍵時，只需修改g_pmune->cur即可；按下“ENTER”鍵時，則g_pmenu=g_pmenu->down，再根據cur值，g_pmenu=g_pmenu->right；按下“ESC”鍵，則g_pmenu=g_pmenu->up。

這種設計使得代碼數據量變得較小，同時增強了程序的擴展性，需要增加或修改菜單項時，不論是功能型菜單還是執行性菜單，只需要修改對應的菜單結構的數組即可，而不必修改對應的執行代碼。經過這樣的簡化后，發現對于菜單數較多的多通道輸入/輸出系統，系統RAM區還是不夠用。對于一個8輸入通道的系統，每個通道的參數設置項可能多達40項，總菜單節點大于300個，每個節點占用14B，則整個菜單節點所占的RAM已超過4K，所以這種方式還是需要進一步改進。