基于QTE的ARMDSP嵌入式系統的直流電機監控界面的設計與實(shí)現

QT應用程序由C++語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。QT的API分為控件、框架和工具三個(gè)部分，其高效的工作性能與其信號和槽的機制是密不可分的。QT／ Embedded開(kāi)發(fā)流程如圖4所示。

在宿主機上建立QT開(kāi)發(fā)環(huán)境，安裝交叉編譯工具，包括編譯器、鏈接器、庫函數等，應用程序在宿主機上運行，而產(chǎn)生的目標代碼是針對特定的硬件平臺。并且使用QtCreator跨平臺的Qt集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，有助于提高開(kāi)發(fā)的效率。QT應用程序的開(kāi)發(fā)是在宿主機上調試通過(guò)后，移植到目標板上。
3．2 串口通信界面
串口通信界面提供串口屬性設置、串口數據通信的接口函數以及DSP反饋給ARM9的電機狀態(tài)信息。串口通信界面如圖5所示。通過(guò)點(diǎn)擊界面中‘Edit Parameter’按鍵實(shí)現對串口各種參數的配置。正確配置好參數，點(diǎn)擊‘ConneCt’按鍵即可連接串口，準備通信。電機狀態(tài)可以點(diǎn)擊‘Receive’獲得?！甅otor’菜單可打開(kāi)電機控制界面，其控制也是通過(guò)生效的串口傳輸。

設計串口配置的界面時(shí)，首先定義結構體serial config，具體如下：

在設置好串口參數后，點(diǎn)擊‘Connet’后發(fā)送控件QPushButton信號clicked()，調用自定義槽函數setup_serial()，實(shí)現對QT控件中各個(gè)參數的讀取，并根據參數配置對應的串口。其中，由控件portNameComboBox的成員函數currentText()獲得設置的串口號，由此讀取串口名稱(chēng)，并賦值給屬性serial．dev。設置串口名稱(chēng)代碼段如下：

類(lèi)似地讀取串口通信的其他相應參數。接下來(lái)，需要打開(kāi)串口，代碼段如下：

其中，使用open函數打開(kāi)串口，獲得串口設備文件的文件描述符fd_serial。
槽函數setup_serial()中，完成參數讀取并打開(kāi)串口操作后，通過(guò)調用自定義的子函數set baudrate(int)用來(lái)設置波特率，而子函數set Parms(int)則是設置其他參數。其中主要使用了針對Linux串口通信的termios數據結構對串口進(jìn)行配置。由于使用串口對電機進(jìn)行讀取或控制，不允許等待，所以對于打開(kāi)的任何串口，都需要將其設置為非阻塞工作方式。程序中通過(guò)fcntl(fd serial，F_SETFL，O_NONBLOCK)實(shí)現把Linux下默認為阻塞讀的緩沖設置為非阻塞讀。

設計電機狀態(tài)讀取部分時(shí)，首先定義了結構體motor_status：

當電機處于正常工作狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)擊界面上‘Receive’，自定義的槽函數receive data()會(huì )響應，實(shí)現對電機狀態(tài)的讀取。制定的DSP反饋給ARM9的數據包的格式如表1所示，數據格式大小為16位的char型數組。在槽函數中，使用read(fd_serial，buff16)函數通過(guò)串口讀取這16位帶有電機狀態(tài)信息的數據，并賦值給數組buff[]。

將字符數組buff[]各個(gè)字段傳遞給對應motor_status屬性，并分別發(fā)送自定義信號。用于顯示電機狀態(tài)的控件QLabel是QWidget的子類(lèi)，其槽函數setText(QString)接收信號并將其顯示。比如，顯示電機轉速狀態(tài)的過(guò)程是：發(fā)射自定義信號speed_changed(QString)，觸發(fā)QL-abel類(lèi)型控件label_DiskSpced_value的槽函數setText(OString)，將當前電機轉速顯示在界面上。該信號和槽函數連接的語(yǔ)句為connect(this,SIGNAL(speed_changed(Qstring))，ui->label DiskSpeed value，SLOT(setText(QString))，實(shí)現了電機轉速的數據顯示。
3．3 電機控制界面
電機控制界面提供了對電機控制指令的配置，電機控制界面如下圖6所示。

點(diǎn)擊‘Edit’鍵可對參數進(jìn)行編輯，之后點(diǎn)擊‘Send’，通過(guò)串口傳輸生效。
先定義了電機參數結構motor config：

點(diǎn)擊‘Send’后發(fā)送控件QPushButton的信號clicked()，它會(huì )觸發(fā)自定義的槽函數send_data()，實(shí)現通過(guò)串口傳遞給DSP控制指令。定義DSP接收的電機控制的數據格式，如表2所示，需要大小為13位的char型數組存儲電機控制信息。槽函數send_data()中，按照格式賦值給
char型buff[]數組，然后通過(guò)函數write(fd_serial，buff，sizeof(buff))將數據寫(xiě)入串口。

3．4 實(shí)驗結果
完成QT應用程序在PC端的Linux下的仿真運行，編譯出在開(kāi)發(fā)板上執行的二進(jìn)制可執行文件，最終在嵌入式ARM板上運行效果如圖7所示，實(shí)現了ARM與DSP的串行通信及對電機的監控。

4 結語(yǔ)
基于QT／Embedded的GUI應用程序運行在嵌入式操作系統Linux上，高效穩定，UI設計提供了良好的用戶(hù)體驗，滿(mǎn)足了嵌入式設備的界面顯示需求。本課題采用ARMDSP+Linux+QT／Embedded的技術(shù)方案，設計與實(shí)現了電機控制界面，顯示了高性能嵌入式處理器、智能化嵌入式操作系統、圖形化應用程序在嵌入式產(chǎn)品應用上的可行性。