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DTU-HMI/docs/系统架构设计文档.md

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# DTU-HMI 系统架构设计文档
## 1. 文档目的
本文档用于描述 `DTU-HMI` 工程的整体架构、核心模块职责、关键数据流、线程与通信模型、构建与测试体系，作为后续开发、联调、测试与维护的统一基线。
## 2. 系统概述
`DTU-HMI` 是一个基于纯 C 实现的 PC 端 HMI 菜单逻辑模拟系统，目标是复现现场 DTU 设备的人机界面行为。
系统支持本地菜单交互与远程显示协议（RemoDispBus）通信，主要包含：
- 菜单树构建与路由（多级菜单、同级循环导航）
- LCD 显存与绘制（160x160 单色像素缓冲）
- 按键输入（本地/远程按键注入）
- TCP 服务（远程显示数据交互）
- 跨平台线程与网络适配（Windows/Linux）
## 3. 架构目标与设计原则
- **可移植性**：通过 `tcp.c`、`thread_utils.c` 封装平台差异。
- **可维护性**：按模块职责划分（菜单/显示/网络/线程/输入）。
- **可测试性**：优先抽取并覆盖纯逻辑函数，逐步推进集成测试。
- **低耦合高内聚**：上层业务通过明确接口调用下层能力。
## 4. 系统分层架构
```mermaid
block-beta
columns 1
a["菜单"]
block:textdraw
columns 2
a1["文字显示"] a2["图像显示"]
end
block:draw
columns 2
block:text_group
columns 2
block:left_text
columns 1
b["Lcd_ShowStr"]
block:showstr
columns 2
s1["Lcd_Pub_Ascii"]
s2["Lcd_Pub_UTF8"]
end
end
b1["utf8_next"]
end
block:draw_group
columns 4
c1["Lcd_LineH"]
c2["Lcd_LineV"]
c3["Lcd_Invert"]
c4["Lcd_FillRect"]
end
end
block:lcd
lcda["Lcd_Init"] lcdb["Lcd_SetPixel"] lcdc["Lcd_GetPixel"]
end
```
### 4.1 应用层
- 文件：`src/main.c`
- 职责：
- 系统初始化（菜单、按键、TCP 线程）
- 主循环调度（菜单路由、周期显示刷新）
- 生命周期管理（线程退出、网络清理）
### 4.2 菜单业务层
- 文件：`src/Drv/menu/`、`src/Drv/menu/app/menu.h`
- 职责：
- 采用 MVP 分层组织菜单模块（`Model / Presenter / View`）
- 基于静态菜单模型构建运行时菜单树
- 处理按键驱动的菜单状态迁移与路径重建
- 执行菜单显示坐标计算与多级菜单渲染调度
### 4.3 多页面管理层设计
**设计思想：**
基于经典的 MVP 范式，彻底解耦**数据、视图、控制逻辑**，解决复杂 UI 与业务逻辑的协同维护问题。
- **Model（模型层）**：纯业务数据与状态管理，负责系统参数、设备状态、采集数据的读写、校验、存储，与 UI 完全无关。
- **View（视图层）**：纯渲染显示，仅根据 Model 的数据绘制菜单界面、焦点高亮、弹窗、动画，不处理任何业务逻辑。
- **Presenter（控制层）**：核心调度中枢，接收输入事件、更新 Model 数据、控制 View 刷新、处理菜单跳转逻辑，是 Model 与 View 的唯一桥梁。
目录结构：
`src/Drv/pages`: 这个文件夹下面放不同的页面
`src/Drv/pages/global`: 全局状态管理器，页面之间交互的中间件
`src/Drv/pages/global/renderer_lcd.c`: 这个文件是抽象底层的lcd，给所有页面提供一个统一的调用接口。
`src/Drv/pages/global/renderer_lcd.h`: 这个文件是抽象底层的lcd，给所有页面提供一个统一的调用接口。
`src/Drv/pages/menu`: 项目的菜单逻辑
`src/Drv/pages/menu/model`: 菜单的模型层
`src/Drv/pages/menu/view`: 菜单的视图层
`src/Drv/pages/menu/Presenter`: 菜单的控制层
`src/Drv/pages/menu/page.c`: 菜单的页面逻辑
`src/Drv/pages/menu/page.h`: 菜单的页面逻辑
`src/Drv/pages/...`: 其他页面
整个多页面管理系统分为 5 个核心模块，从上到下形成完整的调度闭环，与底层 MVP 架构无缝衔接
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 全局状态管理器（Global Model） │
│ （跨页面共享数据、持久化配置、系统全局状态、观察者通知） │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 页面管理器核心（Page Manager） │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐│
│ │ 页面栈（Page Stack 静态数组） ││
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ││
│ │ │ 栈顶页面 │ │ 后台页面1 │ │ 后台页面2 │ ... ││
│ │ │（前台显示） │ │（暂停状态） │ │（暂停状态） │ ││
│ │ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ ││
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘│
│ 生命周期调度器 | 事件分发器 | 页面跳转核心接口 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 标准化页面抽象（Page 接口层） │
│ 每个页面独立封装：生命周期钩子 + 专属MVP三元组 │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐│
│ │ Page 基础属性：页面ID、缓存标志、创建状态 ││
│ │ 生命周期钩子：on_create/on_enter/on_exit/on_destroy ││
│ │ 运行入口：on_event（事件处理）、on_loop（主循环） ││
│ │ 专属MVP三元组：Model(私有) → Presenter → View ││
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘│
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 底层支撑层（与MVP架构无缝衔接） │
│ 显示HAL | 输入HAL | 基础图形库 | 硬件驱动 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
#### 4.3.1 标准化页面抽象（Page 接口层）
这是整个系统的基础单元，**每个独立业务页面对应一个 Page 实例，每个 Page 内部封装一套完全独立的 MVP 三元组**，对外仅暴露标准接口，页面管理器仅通过标准接口与页面交互，完全不关心页面内部的 MVP 实现，实现页面间的彻底解耦。
```c
// 编译期静态配置（根据MCU资源调整）
#define MAX_PAGE_STACK_DEPTH 5 // 最大页面栈深度，防止栈溢出
#define MAX_PAGE_COUNT 8 // 系统支持的最大页面总数
#define EVENT_QUEUE_LENGTH 8 // 输入事件队列长度
// 页面唯一ID枚举（所有页面必须在此定义，用于页面查找、防重复入栈）
typedef enum {
PAGE_ID_NONE = 0,
PAGE_ID_HOME, // 首页（主页面，栈底常驻）
PAGE_ID_SETTINGS, // 设置页面
PAGE_ID_TEMP_DETAIL, // 温度详情页面
PAGE_ID_ABOUT, // 关于页面
PAGE_ID_MAX
} page_id_t;
// 事件处理结果枚举
typedef enum {
EVENT_UNHANDLED = 0, // 事件未被消费，继续分发
EVENT_HANDLED = 1 // 事件已被消费，终止分发
} event_result_t;
// 页面结构体前置声明
typedef struct page_t page_t;
```
#### 4.3.2 页面标准接口与生命周期定义
嵌入式场景下，生命周期钩子的设计必须严格对应资源的申请 / 释放时机，避免 RAM 浪费和低功耗异常，每个钩子的执行时机、职责完全固定，禁止越权操作。
```c
// 页面标准接口结构体
struct page_t {
// ===================== 页面基础属性 =====================
page_id_t page_id; // 页面唯一ID，不可重复
bool is_cached; // 缓存标志：true=出栈时不销毁，仅暂停；false=出栈时彻底销毁
bool is_created; // 内部状态标志：页面是否已执行on_create，外部只读
// ===================== 生命周期钩子函数 =====================
/**
* @brief 页面第一次创建时执行，仅执行1次
* @note 职责：MVP三元组初始化、静态资源申请（字体/图标缓冲区）、回调绑定
* @note 禁止：耗时操作、屏幕绘制、动态内存申请
*/
void (*on_create)(page_t *page);
/**
* @brief 页面进入前台（成为栈顶）时执行，每次进入都执行
* @note 职责：从Model拉取最新数据、全量UI绘制、开启定时器/传感器、注册事件回调
* @note 禁止：资源销毁、MVP初始化操作
*/
void (*on_enter)(page_t *page);
/**
* @brief 页面离开前台（被覆盖/出栈）时执行，每次离开都执行
* @note 职责：关闭定时器/传感器、保存临时数据、注销事件回调、低功耗准备
* @note 禁止：屏幕绘制、MVP初始化、耗时操作
*/
void (*on_exit)(page_t *page);
/**
* @brief 页面彻底销毁时执行，仅执行1次
* @note 职责：释放所有申请的资源、MVP实例销毁、回调注销
* @note 仅非缓存页面出栈时会触发，缓存页面不会触发
*/
void (*on_destroy)(page_t *page);
// ===================== 运行时入口 =====================
/**
* @brief 事件处理入口，页面管理器仅将事件分发给栈顶页面的此函数
* @note 职责：将事件转发给内部View，由View判断命中并转发给Presenter
* @return 事件是否被消费
*/
event_result_t (*on_event)(page_t *page, input_event_t *event);
/**
* @brief 主循环入口，页面管理器仅调用栈顶页面的此函数
* @note 职责：执行页面Presenter的主循环逻辑、UI动画刷新、状态机轮询
* @note 禁止：阻塞操作、耗时计算
*/
void (*on_loop)(page_t *page);
// ===================== 页面专属MVP三元组 =====================
// 每个页面独立拥有，与其他页面完全隔离，页面管理器不直接访问
void *presenter; // 页面对应的Presenter实例指针
void *view; // 页面对应的View实例指针
void *model; // 页面对应的私有Model实例（仅当前页面使用）
};
```
#### 4.3.3 页面 MVP 三元组的绑定规则
- **完全隔离**：每个页面的 Model 仅管理当前页面的私有数据，禁止跨页面访问；View 仅负责当前页面的 UI 绘制；Presenter 仅调度当前页面的业务逻辑
- **绑定时机**：MVP 三元组的初始化、绑定，必须在页面的`on_create`钩子中完成，保证页面创建时 MVP 已就绪
- **销毁时机**：MVP 实例的资源释放，必须在页面的`on_destroy`钩子中完成，避免资源泄漏
- **跨页面交互**：禁止页面 A 的 Presenter 直接调用页面 B 的任何接口，所有跨页面数据同步必须通过全局状态管理器完成
#### 4.3.4 栈式页面管理器（核心调度中枢）
这是整个系统的核心，通过静态数组实现的栈结构管理所有页面，负责页面跳转的核心逻辑、生命周期的精准调度、输入事件的统一分发、主循环的统一调度。
**页面管理器结构体定义**
```c
// 页面管理器结构体
typedef struct {
page_t *page_stack[MAX_PAGE_STACK_DEPTH]; // 页面栈，静态数组实现
int8_t stack_top; // 栈顶指针，初始值为-1（空栈）
} page_manager_t;
// 全局页面管理器单例（整个系统仅一个实例）
extern page_manager_t g_page_manager;
```
**基础接口：初始化与栈状态查询**
```c
// 全局页面管理器实例
page_manager_t g_page_manager;
/**
* @brief 页面管理器初始化，系统启动时调用1次
*/
void page_manager_init(page_manager_t *manager) {
memset(manager, 0, sizeof(page_manager_t));
manager->stack_top = -1; // 初始化为空栈
}
/**
* @brief 获取当前栈顶页面（前台显示页面）
* @return 栈顶页面指针，空栈返回NULL
*/
page_t* page_manager_get_top(page_manager_t *manager) {
if (manager->stack_top < 0) {
return NULL;
}
return manager->page_stack[manager->stack_top];
}
```
**页面入栈（Push，页面跳转）**
- 入参校验：检查栈是否已满、新页面是否合法、是否重复入栈
- 触发旧栈顶页面的`on_exit`：当前页面被覆盖，执行暂停逻辑
- 新页面入栈，栈顶指针 + 1
- 若新页面未创建，触发`on_create`：执行 MVP 初始化，仅执行 1 次
- 触发新页面的`on_enter`：新页面进入前台，执行 UI 绘制与业务启动
- 新页面成为前台页面，接收事件与主循环调度
```c
/**
* @brief 页面入栈（跳转到新页面）
* @param manager 页面管理器实例
* @param new_page 待入栈的新页面实例
* @return 0=成功，负数=错误码
*/
int page_manager_push(page_manager_t *manager, page_t *new_page) {
// 入参合法性校验
if (manager == NULL || new_page == NULL) {
return -1;
}
// 栈满校验，防止栈溢出
if (manager->stack_top >= MAX_PAGE_STACK_DEPTH - 1) {
return -2;
}
// 防重复入栈：当前栈顶已是该页面，无需重复操作
page_t *current_top = page_manager_get_top(manager);
if (current_top != NULL && current_top->page_id == new_page->page_id) {
return 0;
}
// ===================== 生命周期执行 =====================
// 1. 触发当前栈顶页面的on_exit（离开前台）
if (current_top != NULL && current_top->on_exit != NULL) {
current_top->on_exit(current_top);
}
// 2. 新页面入栈
manager->stack_top++;
manager->page_stack[manager->stack_top] = new_page;
// 3. 页面首次创建，触发on_create（仅执行1次）
if (!new_page->is_created) {
if (new_page->on_create != NULL) {
new_page->on_create(new_page);
}
new_page->is_created = true;
}
// 4. 触发新页面的on_enter（进入前台）
if (new_page->on_enter != NULL) {
new_page->on_enter(new_page);
}
return 0;
}
```
**页面出栈（Pop，页面返回）**
- 入参校验：检查栈是否为空、是否为栈底首页（禁止出栈）
- 触发当前栈顶页面的`on_exit`：当前页面离开前台，执行退出准备
- 若当前页面为非缓存页面，触发`on_destroy`：彻底销毁页面，释放资源
- 栈顶指针 - 1，上一个页面恢复为栈顶
- 触发新栈顶页面的`on_enter`：页面恢复前台，执行数据刷新与 UI 重绘
- 新栈顶页面成为前台页面，接收事件与主循环调度
```c
/**
* @brief 页面出栈（返回上一页）
* @param manager 页面管理器实例
* @return 0=成功，负数=错误码
*/
int page_manager_pop(page_manager_t *manager) {
// 入参校验
if (manager == NULL) {
return -1;
}
// 禁止空栈出栈、禁止栈底首页出栈（保证首页常驻）
if (manager->stack_top <= 0) {
return -2;
}
// ===================== 生命周期执行 =====================
// 1. 获取当前栈顶页面（待出栈页面）
page_t *current_page = manager->page_stack[manager->stack_top];
// 2. 触发当前页面的on_exit（离开前台）
if (current_page->on_exit != NULL) {
current_page->on_exit(current_page);
}
// 3. 非缓存页面：触发on_destroy，彻底销毁，释放资源
if (!current_page->is_cached) {
if (current_page->on_destroy != NULL) {
current_page->on_destroy(current_page);
}
current_page->is_created = false;
}
// 4. 栈顶指针减1，页面出栈
manager->stack_top--;
// 5. 触发新栈顶页面的on_enter（恢复前台）
page_t *new_top = manager->page_stack[manager->stack_top];
if (new_top->on_enter != NULL) {
new_top->on_enter(new_top);
}
return 0;
}
```
**统一事件分发机制**
嵌入式多页面 GUI 的核心痛点之一是事件误响应，必须保证**仅当前前台页面（栈顶）可接收输入事件**，后台页面完全无法接收事件，避免出现「设置页面按键触发首页逻辑」的 bug
- 底层 Input HAL 在中断中采集输入事件（按键、触摸、编码器），投递到全局静态环形事件队列
- 页面管理器在主循环中从事件队列取出事件
- 获取当前栈顶前台页面，将事件分发给页面的`on_event`入口
- 页面将事件转发给内部 View，View 判断事件命中，转发给 Presenter 处理
- 若页面返回`EVENT_UNHANDLED`（事件未被消费），则执行全局事件处理（例如全局返回键、电源键
```c
// 全局事件处理（示例：全局返回键）
static void global_event_handle(input_event_t *event) {
// 全局返回键：无论哪个页面，按返回键都执行出栈
if (event->type == EVENT_TYPE_KEY_DOWN && event->key_id == KEY_ID_BACK) {
page_manager_pop(&g_page_manager);
}
}
// 页面管理器事件分发逻辑（集成在主循环中）
static void page_manager_dispatch_event(page_manager_t *manager) {
input_event_t event;
// 从事件队列取出事件
if (!input_event_get(&event)) {
return;
}
// 获取当前栈顶页面
page_t *current_page = page_manager_get_top(manager);
if (current_page == NULL) {
return;
}
// 分发给当前页面
event_result_t result = EVENT_UNHANDLED;
if (current_page->on_event != NULL) {
result = current_page->on_event(current_page, &event);
}
// 页面未消费，执行全局事件处理
if (result == EVENT_UNHANDLED) {
global_event_handle(&event);
}
}
```
#### 4.3.4 全局状态管理器（跨页面数据同步）
多页面场景下，必然存在跨页面数据共享的需求（例如设置页修改温度单位，首页、详情页都要同步更新），如果直接让页面间互相调用，会彻底破坏 MVP 的解耦原则，导致代码耦合混乱。
全局状态管理器的核心设计思路是：**实现一个全局单例的 Model（GlobalModel），作为跨页面数据的唯一可信源，通过观察者模式实现数据变化的同步通知，完全不破坏各页面 MVP 的独立性**
#### 4.3.5 完整页面实现示例
以下是一个完整的页面实现，包含生命周期钩子、MVP 三元组绑定、页面跳转逻辑，可直接落地使用。
**设置页面 MVP 定义**
```c
// ===================== 设置页面Model =====================
typedef struct {
float temp_offset; // 温度校准偏移
uint8_t temp_unit; // 温度单位
bool backlight_auto; // 自动背光开关
// 数据变化回调
void (*on_data_change)(void *context);
void *context;
} settings_model_t;
// ===================== 设置页面View接口 =====================
typedef struct {
void (*update_temp_offset)(void *view, float offset);
void (*update_temp_unit)(void *view, uint8_t unit);
void (*update_backlight_state)(void *view, bool auto_on);
void (*draw)(void *view);
} settings_view_interface_t;
// ===================== 设置页面Presenter =====================
typedef struct {
page_t *page;
settings_model_t *model;
settings_view_interface_t *view;
} settings_presenter_t;
```
**设置页面实例与生命周期实现**
```c
// 静态页面实例与MVP实例（静态内存，无动态分配）
static page_t settings_page;
static settings_model_t settings_model;
static settings_view_interface_t settings_view;
static settings_presenter_t settings_presenter;
// ===================== 生命周期钩子实现 =====================
// 页面创建：MVP初始化，仅执行1次
static void settings_page_on_create(page_t *page) {
// 1. 初始化Model
memset(&settings_model, 0, sizeof(settings_model_t));
// 从Flash读取持久化配置
settings_model.temp_unit = global_model_get_temp_unit();
settings_model.temp_offset = flash_read_temp_offset();
settings_model.backlight_auto = flash_read_backlight_auto();
// 绑定Model回调
settings_model.context = &settings_presenter;
settings_model.on_data_change = settings_presenter_on_model_change;
// 2. 初始化View接口
memset(&settings_view, 0, sizeof(settings_view_interface_t));
settings_view.update_temp_offset = settings_view_update_temp_offset;
settings_view.update_temp_unit = settings_view_update_temp_unit;
settings_view.update_backlight_state = settings_view_update_backlight_state;
settings_view.draw = settings_view_draw;
// 3. 初始化Presenter，绑定MVP
memset(&settings_presenter, 0, sizeof(settings_presenter_t));
settings_presenter.page = page;
settings_presenter.model = &settings_model;
settings_presenter.view = &settings_view;
// 4. 绑定MVP到页面
page->model = &settings_model;
page->view = &settings_view;
page->presenter = &settings_presenter;
}
// 页面进入前台：刷新UI，开启定时器
static void settings_page_on_enter(page_t *page) {
settings_presenter_t *presenter = (settings_presenter_t *)page->presenter;
// 从Model拉取数据，刷新UI
presenter->view->update_temp_offset(presenter->view, presenter->model->temp_offset);
presenter->view->update_temp_unit(presenter->view, presenter->model->temp_unit);
presenter->view->update_backlight_state(presenter->view, presenter->model->backlight_auto);
// 全量绘制页面
presenter->view->draw(presenter->view);
// 开启背光定时器
backlight_timer_start();
}
// 页面离开前台：保存数据，关闭定时器
static void settings_page_on_exit(page_t *page) {
settings_model_t *model = (settings_model_t *)page->model;
// 关闭背光定时器
backlight_timer_stop();
// 保存配置到Flash
flash_write_temp_offset(model->temp_offset);
flash_write_backlight_auto(model->backlight_auto);
// 同步全局状态
global_model_set_temp_unit(model->temp_unit);
}
// 页面销毁：释放资源
static void settings_page_on_destroy(page_t *page) {
memset(page->model, 0, sizeof(settings_model_t));
memset(page->presenter, 0, sizeof(settings_presenter_t));
page->model = NULL;
page->view = NULL;
page->presenter = NULL;
}
// 事件处理入口
static event_result_t settings_page_on_event(page_t *page, input_event_t *event) {
settings_view_interface_t *view = (settings_view_interface_t *)page->view;
// 转发事件给View处理
return settings_view_handle_event(view, event);
}
// 主循环入口
static void settings_page_on_loop(page_t *page) {
settings_presenter_t *presenter = (settings_presenter_t *)page->presenter;
// 执行Presenter主循环逻辑（长按检测、动画刷新等）
settings_presenter_loop(presenter);
}
// ===================== 页面实例获取接口 =====================
page_t* settings_page_get_instance(void) {
memset(&settings_page, 0, sizeof(page_t));
settings_page.page_id = PAGE_ID_SETTINGS;
settings_page.is_cached = true; // 缓存页面，出栈不销毁
// 绑定生命周期钩子
settings_page.on_create = settings_page_on_create;
settings_page.on_enter = settings_page_on_enter;
settings_page.on_exit = settings_page_on_exit;
settings_page.on_destroy = settings_page_on_destroy;
settings_page.on_event = settings_page_on_event;
settings_page.on_loop = settings_page_on_loop;
return &settings_page;
}
```
**页面跳转调用示例**
```c
// 首页点击设置按钮，跳转到设置页面
void home_presenter_on_settings_btn_click(home_presenter_t *presenter) {
page_t *settings_page = settings_page_get_instance();
page_manager_push(&g_page_manager, settings_page);
}
// 设置页面点击返回按钮，返回首页
event_result_t settings_view_handle_event(settings_view_interface_t *view, input_event_t *event) {
if (event->type == EVENT_TYPE_TOUCH_DOWN) {
// 判断返回按钮点击
if (is_point_in_rect(event->x, event->y, BACK_BTN_X, BACK_BTN_Y, BACK_BTN_W, BACK_BTN_H)) {
// 调用出栈接口，返回上一页
page_manager_pop(&g_page_manager);
return EVENT_HANDLED;
}
}
return EVENT_UNHANDLED;
}
```
#### 4.3.6 当前项目重构落地规划（已执行）
为解决 `MenuProc_See_AppInfo`、`MenuProc_See_YC` 这类“页面入口被函数化”的扩展瓶颈，本项目按以下路径重构，并要求每个模块均可独立测试：
1. **目录与职责重构（已完成）**
- 新增 `src/Drv/pages` 作为多页面管理根目录；
- 新增 `src/Drv/pages/global`，统一承载跨页面能力（`global_state`、`renderer_lcd`）；
- 新增 `src/Drv/pages/menu/page.c`，将现有菜单 MVP 封装成标准页面；
- 新增示例业务页面 `src/Drv/pages/app_info`、`src/Drv/pages/yc`，用于验证页面跳转链路与生命周期。
2. **核心调度中枢（已完成）**
- 新增 `page.h` 定义标准页面抽象（ID、缓存策略、生命周期钩子、事件入口、循环入口、私有 MVP 指针）；
- 新增 `page_manager.c`，实现：
- 静态页面注册（防重复、上限保护）；
- 栈式 `push/pop` 生命周期调度；
- 栈顶独占事件分发；
- 全局返回键兜底（页面未消费时触发 `pop`）；
- 栈深度查询接口（用于诊断与测试）。
3. **菜单页面化改造（已完成）**
- `MenuApp_Init` 改为：
- 初始化全局状态；
- 初始化并激活 `PageManager`；
- 注册 `Menu/AppInfo/YC` 页面；
- 默认入栈 `PAGE_ID_MENU`；
- `MenuApp_HandleInput` 改为统一输入事件分发；
- `MenuApp_Render` 改为调度当前栈顶页面 `on_loop`；
- `MenuProc_See_AppInfo`、`MenuProc_See_YC` 改为页面跳转入口（非业务实现函数）；
- `MenuProc_See_YC` 跳转前通过 `GlobalModel` 同步当前菜单参数，实现跨页面上下文传递。
4. **可靠性约束（已完成）**
- 全部页面实例采用静态内存，避免运行期动态分配；
- 页面栈深度与页面注册数均有编译期上限；
- 生命周期调用顺序固定：`exit -> (destroy) -> enter`；
- 禁止后台页面收事件，仅栈顶可处理输入。
5. **单元可测性设计（目标 > 80%，已落地测试入口）**
- 新增 `test_p1_page_manager.c`：覆盖页面注册/入栈/出栈/全局返回事件/循环调度；
- 新增 `test_p1_menu_page_actions.c`：覆盖菜单页跳转 `AppInfo/YC` 与返回链路；
- 保留并复用原 `menu tree/layout/navigator/runtime startup` 测试，保障回归稳定。
6. **后续扩展规范（作为后续页面开发模板）**
- 新页面必须以 `src/Drv/pages/<page_name>/page.c` 实现标准生命周期；
- 页面间禁止直接互调，只允许通过 `GlobalModel` 同步共享状态；
- 菜单项 `pfnWinProc` 仅作为“页面路由入口”，不再承载页面业务实现。
### 4.4 输入层
- 文件：`src/Drv/key.c`、`src/Drv/key.h`
- 职责：
- 提供按键读写状态控制（消费式读取）
- 接收远程模块写入的按键事件并供菜单模块读取
### 4.5 远程显示通信层
- 文件：`src/remoteDisplay.c`、`src/remoteDisplay.h`
- 职责：
- 实现 RemoDispBus 协议解析与回复
- 提供 TCP 服务器线程入口与启动逻辑
- 处理保活、初始化、按键下发、显存上传等命令
### 4.6 平台适配层
- 文件：`src/TCP/tcp.c`、`src/thread_utils.c`
- 职责：
- 提供跨平台 socket 与线程封装
- 隔离 Windows/Linux API 差异
## 5. 核心数据结构设计
### 5.1 菜单模型与菜单树
- 静态菜单模型：`tagMenuModel`（定义于 `src/Drv/pages/menu/model/display.h`，数据在 `src/Drv/pages/menu/model/menu_model.c`）
- 运行时菜单项：`tagMenuItem`（定义于 `src/Drv/pages/menu/view/menu_view.h`，实例由 `src/Drv/pages/menu/page.c` 管理）
- 运行时控制：`tagMenuCtrl`、`tagDspCtrl`（定义于 `src/Drv/pages/menu/view/menu_view.h`，实例为 `src/Drv/pages/menu/page.c` 内部私有）
关键关系：
- `ptHigher` / `ptLower`：父子层级关系
- `ptBefore` / `ptBehind`：同级双向关系（首尾成环）
- `ptRoute[]`：当前路径缓存（0~3 级）
### 5.2 显示控制结构
- `tagScreenControl g_tCVsr`：
- 显存缓冲 `pwbyLCDMemory`
- 前景/背景色
- ASCII 与汉字字体参数
### 5.3 远程按键结构
- `tagRKeyCtrl g_tRemoteKey`：
- `byKeyValid`：是否有新按键
- `byKeyValue`：按键值
- `bUseRkey`：远程按键开关（当前实现中初始化为启用）
## 6. 关键业务流程
### 6.1 主循环流程
```text
[系统初始化]
|
v
[MenuApp_PollInput]
|
v
[Sleep 20ms]
|
v
[计数器累加]
|
v
[是否到刷新周期?] --否--> [MenuApp_PollInput]
|
+--是--> [MenuApp_Render] --> [MenuApp_PollInput]
```
### 6.2 菜单交互流程
- 输入来源：`Key_Read()`（含远程写入按键）
- 行为：
- 上/下：同级循环移动
- 左/ESC：回退上级或退回主层
- 右/确认：进入子级或执行叶子回调
- 渲染：
- `MenuApp_Render` 调用 Presenter/View，根据路径进行增量刷新或全量刷新
### 6.4 当前 Menu 详细设计（MVP）
#### 6.4.1 模块拆分
- `src/Drv/menu/app/menu.c`
- 菜单应用 Facade（`MenuApp_*` 对外接口）
- 负责 PageManager 初始化与 `MenuPage` 生命周期托管
- `src/Drv/pages/menu/presenter/menu_presenter.c`
- 控制调度中枢：处理输入事件、调用导航器、触发重建路径与刷新
- `src/Drv/pages/menu/model/menu_model.c`
- 模型初始化：树构建、菜单名修饰、初始状态建立
- `src/Drv/pages/menu/view/menu_view.c`
- 纯渲染：顶部栏、多级菜单框、高亮反显、全量/增量刷新策略
- `src/Drv/pages/menu/presenter/menu_navigator.c`
- 纯导航状态机：按键到 `MenuNavResult`（是否刷新、是否跳过渲染）
- `src/Drv/pages/menu/view/menu_layout.c`
- 菜单布局计算：宽度统计、层级矩形定位、越界回退策略
- `src/Drv/pages/menu/model/menu_model.c`（包含静态菜单表数据）
- 静态菜单模型表 `g_tMenuModelTab`（业务菜单定义）
#### 6.4.2 运行时调用时序
```text
MenuApp_Init
-> MenuPresenter_Setup
-> MenuPresenter_InitModel
-> MenuModel_Bootstrap
-> MenuTree_0LevelNumCal
-> MenuTree_MainCreate
-> MenuView_Layout
-> MenuLayout_PositionCal
主循环:
MenuApp_PollInput
-> Key_Read
-> MenuApp_HandleInput(key)
-> MenuPresenter_HandleInput
-> MenuNavigator_ProcessKey
-> (needRefresh) MenuNavigator_RebuildRoute
-> MenuPresenter_Refresh
-> MenuView_RenderByState
```
#### 6.4.3 关键状态数据
- `tagMenuItem`
- 菜单节点实体，包含树关系（`ptHigher/ptLower/ptBefore/ptBehind`）与显示矩形
- `tagMenuCtrl`
- 导航核心状态（`ptCurrent`、`ptRoute[4]`、`ptCurBak`、`pt0Level` 等）
- `tagDspCtrl`
- 显示控制状态（当前主要使用首帧标记 `bFirst`）
- `MenuNavState / MenuNavResult`
- Presenter 与 Navigator 之间的状态快照与处理结果
#### 6.4.4 对外数据接口（当前基线）
- `void MenuApp_Init(void)`
- 初始化菜单应用（Presenter/Model/View）
- `void MenuApp_HandleInput(uint8_t keyVal)`
- 注入输入事件并驱动导航状态变更
- `void MenuApp_PollInput(void)`
- 从 `Key_Read()` 读取按键并转发到 `MenuApp_HandleInput`
- `void MenuApp_Render(void)`
- 主动触发一次渲染（用于周期刷新或外部强制重绘）
- `const tagMenuItem *MenuApp_GetMenuItems(uint16_t *count)`
- 只读导出当前菜单项数组（调试/测试使用）
#### 6.4.5 内部接口边界（模块间）
- Model -> View
- 仅通过控制状态与布局结果共享，不直接调用绘制原语
- Presenter -> Model
- 仅在初始化阶段触发 `MenuModel_Bootstrap`
- Presenter -> View
- 通过 `MenuPresenter_Refresh` 驱动渲染，不暴露底层 LCD 细节
- Presenter -> Navigator
- 通过 `MenuNavState` 快照交互，避免导航器直接操作外部全局变量
### 6.3 远程显示协议流程
```text
[Accept客户端]
|
v
[接收缓冲区累积]
|
v
[parse_frame 校验解析]
|
+--成功--------> [按 cmd 分发] --> [send_reply 回包] --> [接收缓冲区累积]
|
+--失败/不完整--> [接收缓冲区累积]
```
命令语义（RemoDispBus）：
- `CMD_INIT`：返回 LCD 宽高与显存尺寸
- `CMD_LCDMEM`：返回显存数据（支持起始地址）
- `CMD_KEY`：注入远程按键到 `g_tRemoteKey`
- `CMD_KEEPLIVE`：保活响应
## 7. 并发与线程模型
- 主线程：
- 负责菜单路由与本地显示刷新
- TCP 服务器线程：
- 监听连接、解析协议、处理远程请求
共享状态：
- `g_tCVsr.pwbyLCDMemory`（远程读取 + 本地写入）
- `g_tRemoteKey`（远程写入 + 菜单读取）
当前实现未使用锁机制，依赖业务访问模式降低冲突风险。
后续若并发复杂度提升，建议引入细粒度互斥或无锁缓冲策略。
## 8. 构建与运行架构
- 构建系统：CMake（`C_STANDARD 99`）
- 可执行目标：`DTU-HMI`
- 平台链接：
- Windows：`ws2_32`
- Linux/macOS：`pthread`
- 可选调试：`ENABLE_DEBUG=ON` 自动定义 `DEBUG` 宏
## 9. 测试架构
测试目录：`tests/`
- 框架：`ctest + 自定义断言宏`
- 分层策略：
- P0：纯逻辑单元测试（协议解析、UTF-8 解析、字库查找）
- P1：状态/计算单测（按键、菜单、LCD 基础像素操作）
- P2：集成测试（TCP 回环）
建议执行命令：
```bash
cmake -S . -B build
cmake --build build
ctest --test-dir build -C Debug --output-on-failure
```
## 10. 模块依赖关系（代码级）
- `main.c` 依赖：`menu`、`key`、`remoteDisplay`、`tcp`、`thread_utils`
- `src/Drv/menu/app/menu.c` 依赖：`pages/page_manager`、`pages/menu/page`、`key`
- `src/Drv/pages/menu/presenter/menu_presenter.c` 依赖：`model/menu_model`、`view/menu_view`、`presenter/menu_navigator`
- `src/Drv/pages/menu/view/menu_view.c` 依赖：`view/menu_layout`、`view/menu_render_port`、`lcd`
- `remoteDisplay.c` 依赖：`lcd`、`key`、`tcp`、`thread_utils`
- `lcd.c` 依赖：`ascii`
- `src/Drv/pages/menu/model/menu_model.c` 提供：静态菜单表（被 `MenuPage` 使用）
## 11. 已知风险与改进建议
- **并发一致性风险**：远程线程与主线程共享状态无锁访问。
- 建议：为显存快照与按键事件引入互斥保护或双缓冲。
- **协议缓冲鲁棒性**：当前异常数据采用清空缓冲策略，存在丢包窗口。
- 建议：增加更精细的帧边界恢复策略与统计日志。
- **可测试性边界**：部分逻辑仍与全局状态耦合较深。
- 建议：逐步引入接口注入（如 `TcpOps`、`delay_ms`）降低耦合。
## 12. 版本与维护
- 文档版本：v1.0
- 适配代码基线：当前 `DTU-HMI` 仓库主干实现
- 维护建议：
- 每次新增模块或调整主流程时同步更新本文档
- 测试策略更新需同步维护“第 9 章 测试架构”
## 13. 菜单重构故障复盘（2026-03）
### 13.1 现象
- 菜单分层重构后，程序在启动阶段（当前入口为 `MenuApp_Init`）出现访问冲突，表现为“运行即崩溃”。
### 13.2 根因
- 根因位于菜单树构建模块 `MenuTree_MainCreate`。
- 在“层级回退（`byCurClass > byNextClass`）”分支中，缺少对中间层级链表的及时收口（首尾成环）处理。
- 后续 `Menu_PositionCal` 在遍历同级链表时访问到异常节点，导致崩溃。
### 13.3 修复措施
- 恢复并对齐原稳定逻辑：
- 当层级回退时，立即对回退区间层级执行首尾成环收口。
- 每轮处理后更新 `ptCurrent = ptNextNode`，保证状态推进一致。
- 循环结束后按当前实际层级执行最终收口。
### 13.4 回归防线
- 新增启动路径集成回归用例：`tests/test_p2_menu_runtime_startup.c`。
- 覆盖最易回归的启动路径：
- `MenuApp_Init()`
- `Key_Init()`
- 首次 `MenuApp_PollInput()`
- `MenuApp_Render()`
- 该用例用于防止“菜单树可编译但启动崩溃”的问题再次进入主干。
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