第6+6篇 ⌨️ KBD300A 键盘按键扩展、LCD 优化与指示灯集成
✨ 引言
在上篇《6.5 串口实现的逻辑优化、配置管理与协议完善》中，我们优化了键盘与核心的交互机制，通过线程化串口和协议扩展，确保了数据通信的可靠性和非阻塞性。这一优化为键盘的输入和反馈系统提供了坚实后盾。本篇文章作为键盘优化子系列的收尾，将焦点放在按键扩展、LCD 显示优化以及指示灯集成的细节上。我们将对比单文件版（KBD300A_main.py）的简单按钮实现与最终版的动态交互设计，强调重构后的改进：按键信号解耦、LCD 动画反馈和指示灯的实时闪烁。这些功能不仅提升了模拟器的操作手感，还使工具更接近真实 KBD300A 的交互体验（如模式切换时的 LCD 文本变化和数据传输时的灯反馈）。
基于 Python 3.7 和 PyQt5，这一迭代确保了 Windows 7 下的事件兼容性和响应速度。单文件版的按钮仅基本点击（无指示灯/优化），而最终版通过 Manager 和信号扩展，实现了更丰富的交互（如 ERR 灯异常触发）。这标志着左侧键盘从简单复刻到全面优化的完成，为右侧面板的宏/模板等功能过渡铺平道路。让我们一步步拆解实现过程。
🔑 按键扩展
按键是键盘交互的核心。在单文件版中，按键逻辑简单（QPushButton.clicked.connect 直接绑定函数），但缺乏扩展性（如无模式信号）。重构后，我们在 _build_numeric_pad 和 _group_presets 等方法中扩展了按键组：数字键支持输入缓冲（限长4位），功能键（如 PRESET/PATTERN）触发模式切换。关键优化包括：
- 信号扩展：每个按键组 emit 专用信号（e.g., preset_pressed.emit()），让上层（如 main_window）处理逻辑，而非内嵌。这解耦了 UI 与核心（e.g., 易加 IP 模式）。
- 模式切换：_set_mode 更新 self.mode 和 LCD，emit mode_changed 通知外部。
- 按钮工厂：用 def btn(text, cls, callback) 创建 QPushButton，支持 checkable（toggle 状态，如未来 SHIFT）。
对比单文件版：按键散布无组，改一个需改全布局；最终版用 QGridLayout/QHBoxLayout 分组，易扩展（如加 TOUR 键）。
代码示例（从最终代码提取）：
python
# 从 ui/keyboard/panel.py（按键扩展）
def _build_numeric_pad(self):
grid = QtWidgets.QGridLayout()
grid.setSpacing(8)
def btn(text, cls, callback, size=(70, 55)):
b = QtWidgets.QPushButton(text)
b.setProperty("class", cls) # QSS 类
b.setFixedSize(*size)
b.clicked.connect(callback)
return b
for i in range(1, 10):
grid.addWidget(btn(str(i), "num-btn", lambda _, x=i: self._on_digit(x)), (i-1)//3, (i-1)%3)
grid.addWidget(btn("PRESET", "func-btn", lambda: self._set_mode("PRESET")), 0, 0) # 扩展示例
# ... (CLR/ENT/CAM 等)
return grid
# 单文件版对比：无组/信号，直接 b.clicked.connect(print("Preset"))，耦合高，无 emit 扩展益处：信号解耦允许易加新模式（如 "IP"，只需改 _set_mode 和 emit）。
🖥️ LCD 优化
LCD 是键盘的"眼睛"，显示数字输入、模式文本和固件版本。在单文件版中，LCD 仅基本 display(数字)，无动画/模式支持。重构后，AnimatedLCD 优化为多功能组件：
- display_text：支持模式文本（e.g., "PRESET"），右下角小标签（_mode_label），用 themes.py 颜色注入（mode_key 如 "MODE_PRESET"）。
- 动画与闪烁：_flash_firmware 用 QTimer/QThread.msleep 模拟启动闪烁固件版本（e.g., "57" 闪3次）。
- 响应式：_adjust_mode_font 动态调整字体大小（基于 rect.height() * 0.15），_refresh_theme 定时更新样式。
这些优化提升了手感：模式切换时 LCD 即时变色/文本，模拟真实设备反馈。
代码示例（从最终代码提取）：
python
# 从 ui/keyboard/lcd.py（LCD 优化）
def display_text(self, text: str, is_mode=True, mode_key="MODE_DEFAULT"):
theme = get_current_theme()
color = theme.get(mode_key, theme["MODE_DEFAULT"])
self._mode_label.setText(text)
self._mode_label.setStyleSheet(f"color: {color}; background: transparent;")
self._mode_label.show()
self._adjust_mode_font() # 响应式调整
def _flash_firmware(self):
"""模拟电源启动闪烁固件版本"""
for _ in range(3): # 闪烁 3 次
self.display(self._firmware_version)
QtCore.QThread.msleep(500)
self.display(" ")
QtCore.QThread.msleep(500)
self.display(0)
# 单文件版对比：无模式文本/闪烁，仅 self.lcd.display(0)，静态无动画🔦 指示灯集成
指示灯提供视觉反馈（如数据传输）。单文件版无灯（仅 print）；最终版用 IndicatorManager 集成：on/off/flash 支持主题颜色（themes.py 的 "INDICATOR_TX"）。与日志信号连接：main_window.py 的 _on_log_entry 根据 entry["type"] 触发 flash("TX"/"RX") 或 on("ERR")（3s 后 off）。
- 闪烁逻辑：QTimer.singleShot(duration, off)，防并发（stop 旧 timer）。
- 集成：_build_left_panel 中初始化 Manager，传入 indicators 列表。
这一集成提升了调试手感：发送时 TX 闪，错误时 ERR 亮。
代码示例（从最终代码提取）：
python
# 从 ui/keyboard/panel.py（指示灯集成）
self.indicator_manager = IndicatorManager(
parent_layout=layout,
indicators=[("PWR", None), ("TX", None), ("RX", None), ("ERR", None)], # color 从 themes.py
parent=self
)
self.indicator_manager.on("PWR") # 常亮
# 从 main_window.py（与日志连接）
def _on_log_entry(self, entry: dict):
typ = entry.get("type")
if typ == "send":
self.keyboard.indicator_manager.flash("TX")
elif typ == "receive" or typ == "receive_raw":
self.keyboard.indicator_manager.flash("RX")
elif "error" in typ.lower():
self.keyboard.indicator_manager.on("ERR")
QtCore.QTimer.singleShot(3000, lambda: self.keyboard.indicator_manager.off("ERR")) # 3s 后灭
# 单文件版对比：无灯，直接 print("Send")，无视觉反馈关键重构益处：Manager 动态管理，易加新灯（如 SHIFT）；信号解耦，改日志不碰 UI。
👐 手感完善
为提升真实感，我们在 _on_enter 添加 try-except（解析输入失败触发 ERR 灯），输入缓冲限长（<4位防溢出）。_on_digit 更新 LCD 实时显示。QPushButton checkable 支持 toggle（如 SHIFT 未来扩展，亮灯表示状态）。
对比单文件版：无异常处理，输入溢出崩溃；最终版鲁棒，手感如真机（即时反馈 + 错误灯）。
代码示例：
python
# 从 ui/keyboard/panel.py（手感完善）
def _on_enter(self):
if not self.input_buffer:
return
try:
num = int(self.input_buffer)
self.preset_requested.emit(num)
self.indicator_manager.flash("TX") # 发送闪 TX
except Exception as e:
logger.error("Enter error: %s", e)
self.indicator_manager.on("ERR") # 出错点亮 ERR
self.input_buffer = ""
self.lcd.display(0)
def _on_digit(self, d: int):
if len(self.input_buffer) < 4: # 限长
self.input_buffer += str(d)
self.lcd.display(int(self.input_buffer or 0)) # 实时反馈🚀 优化点
- QPushButton checkable：SHIFT 键 toggle，连接 _on_shift_toggled 更新灯/LCD。
- Win7 事件兼容：mouseEvent 用 Qt.OpenHandCursor，手势平滑；无高 DPI 问题，但加 AA_EnableHighDpiScaling 防未来。
- 性能：信号 emit 异步，避免按键风暴（e.g., debounce 如需）。
这些优化使键盘更专业，模拟真实设备交互。
🧪 测试
- 模拟按键：pytest 测试 _on_enter（mock emit，检查 ERR on 异常时）；运行 app.py，按 PRESET 检查 LCD "PRESET" + 模式信号。
- 灯/LCD 响应：模拟日志 entry，检查 TX/RX 闪（视频 demo 建议：录制 10s GIF，按键 → LCD 变 + 灯闪）。
- 端到端：摇杆 + 按键组合，检查无延迟（线程支持）。
对比单文件版：测试仅整体跑；最终版模块测试（import panel.py 测试 _set_mode）。
🏁 结尾
通过本篇，我们完成了按键扩展、LCD 优化和指示灯集成，标志着左侧键盘从复刻到优化的圆满收尾。这一子系列（6.4-6.6）展示了重构后的细节演进，为整个模拟器注入了真实手感。下一篇文章《7. 宏脚本编辑器设计与解释器实现》将引入右侧面板，深入探讨宏系统的语法设计与线程执行。欢迎在评论区分享你的按键优化技巧！