用QtE實(shí)現SBC一241OX上的LED控制

　　摘  要：QtE(Qt／Embedded)是挪威Trolltech公司專(zhuān)門(mén)為嵌入式系統設計的圖形用戶(hù)界面(GUI)的一個(gè)工具包。本文通過(guò)QtE編程，完成對基于ARM9的SBC-2410X開(kāi)發(fā)板上LED的控制，并詳細說(shuō)明從程序設計、移植到運行的過(guò)程。程序能很好的運行在開(kāi)發(fā)板上，驗證了程序的有效性和可靠性。結果說(shuō)明用QtE開(kāi)發(fā)的應用程序界面清晰美觀(guān)，操作簡(jiǎn)單方便。

　　關(guān)鍵詞：QtE  ARM9  GUI  SBC-2410X

引言 

    近年來(lái)，由于A(yíng)RM(Advanced RISC Machines)在性能、功耗、成本和體積上的優(yōu)勢，使得它在嵌入式系統中的發(fā)展如日中天，它在工業(yè)控制、航空航天、軍事領(lǐng)域、消費電子、智能家電和視頻監控等方面都發(fā)揮了重大的作用。很多人都迫切地想學(xué)習ARM，以筆者的經(jīng)驗，從最基本的LED控制學(xué)起，是一個(gè)不錯的選擇。
 
    如果不熟悉Linux，可能對QtE的概念知之甚少，它是挪威Trolltech公司為各種系統設計的圖形用戶(hù)界面工具包，采用c++語(yǔ)言編程。QtE的優(yōu)點(diǎn)有：跨平臺，可以方便的連接數據庫，可以將程序與Java集成等。其實(shí)，QtE在一些高端的移動(dòng)手持設備中早已深入人心，Troll—tech公司在QtE的基礎上開(kāi)發(fā)了一個(gè)應用環(huán)境Qtopia，目前已有很多公司采用Qtopia來(lái)開(kāi)發(fā)他們的主流PDA。當然，Qt也有它的缺點(diǎn)，既不能提供IDE(集成開(kāi)發(fā)環(huán)境)，但這個(gè)缺點(diǎn)在強大的Linux下顯得微不足道。使用gcc／g++，加上Qt的開(kāi)發(fā)工具：Qt Designer，tmake／qmake，UIC等，開(kāi)發(fā)可視化程序將變得十分容易。

    要學(xué)習ARM，選擇一款好的開(kāi)發(fā)板是必不可少的。SBC一2410X是廣州友善之臂公司設計的一款基于ARM9的開(kāi)發(fā)板，操作系統是韓國的mizi-linux。SBC-2410X不同于uClinux，它的接口豐富，且支持MMU、QtE2．3．7，同時(shí)提供了控制LED的命令行方式。

1 系統需求

   ◇完全安裝RedHat9．0。
   ◇在Linux下建立QtE編譯環(huán)境。
   ◇開(kāi)發(fā)板上已經(jīng)加載LED設備驅動(dòng)程序。
    注意：你所建立的QtE版本必須與開(kāi)發(fā)板所支持的版本一致。

2 程序設計

    在Linux下，用系統自帶的Qt Designer來(lái)編寫(xiě)程序。Qt Designer是一個(gè)優(yōu)秀的可視化開(kāi)發(fā)工具，用它來(lái)設計十分容易。它的界面類(lèi)似于Delphi，但使用C++語(yǔ)言編寫(xiě)應用程序。Qt程序設計里的一個(gè)亮點(diǎn)就是SignaI-_Slot機制，它有點(diǎn)類(lèi)似于VC++里的消息機制。當一個(gè)組件發(fā)出Signal時(shí)，其他一個(gè)組件或多個(gè)組件可以通過(guò)Slot接收發(fā)來(lái)的SignaI，組件本身也可以接收自己的Signal，這樣處理一個(gè)事件將變得非常容易。Qt Designer的優(yōu)點(diǎn)不僅在于它可以十分方便的設計圖形用戶(hù)界面，還表現在可以用連接工具很容易的把Signals和Slots連接起來(lái)。用戶(hù)自己設計的程序添加在**．ui．h中。

    打開(kāi)Qt Deslgner，選擇File／new C++Project，命名為led．pro并保存。接著(zhù)選擇File／new-Dialog，并在此設計自己的用戶(hù)界面。最后選擇File／new C++Main—File，系統自動(dòng)生成一個(gè)main．cpp文件。圖形用戶(hù)界面如圖1所示，Initlalize按鈕主要完成LED設備的打開(kāi)，定時(shí)器的關(guān)閉和其他一些初始化工作；Begim按鈕則針對LED Display Mode的開(kāi)始；Exit按鈕為退出應用程序。左面的組合框包括4個(gè)RadioButton，對應4個(gè)LED的亮或滅；右面的組合框包括6個(gè)RadioButton(對應不同的閃爍模式和閃爍快慢)和1個(gè)LCDNumber(用來(lái)顯示閃爍的時(shí)間間隔)。本程序建立的Signal—S1ot連接有許多，下面對幾個(gè)重要的連接和函數進(jìn)行說(shuō)明。{{分頁(yè)}}

(1)connect(initPushButton．SIGNAL(clicked())，this．SLOT(initial()))

    當Initialize按鈕按下時(shí)，LedForm對話(huà)框接收此信號，并執行initial()函數。Linux操作系統把所有的設備都看成文件，因此對設備的操作控制可以通過(guò)open()、ioctl()等函數實(shí)現。在initial()函數中就是調用了open()函數來(lái)打開(kāi)LED設備的。

(2)connect(okPushButton，SIGNAL(clicked())，this，SLOT(modeSel()))

    當Begin按鈕按下時(shí)，LedForm對話(huà)框接收此信號，并執行modeSel()函數。在modeSel()函數中開(kāi)啟定時(shí)器，并創(chuàng )建另外一個(gè)連接用來(lái)循環(huán)顯示LED。在命令行方式中，LED的循環(huán)顯示要用到死循環(huán)，并用鍵盤(pán)中斷來(lái)控制循環(huán)；而在Qt或其他可視化語(yǔ)言中，則要用到定時(shí)器來(lái)控制循環(huán)。

(3)函數open()

    在<fcntl．h>中聲明，含義為打開(kāi)設備文件。打開(kāi)成功返回0；失敗返回一1。

(4)函數ioctl()

    在<sys／ioctl．h>中聲明，控制I／O端口。例如：

　　Int fd=open(”／dev／leds”，0)；

　　ioctl(fd，0，3)； ／／讓LED4滅

(5)函數select()

    在<sys／select．h>中聲明，含義為經(jīng)過(guò)多長(cháng)時(shí)間訪(fǎng)問(wèn)一次設備。

3 程序移植與運行

    要想使程序運行在開(kāi)發(fā)板的Qtopia中，則必須在建立的QtE環(huán)境下編譯，并設置好環(huán)境變量。終端進(jìn)入所建立的QtE目錄后，環(huán)境變量或運行環(huán)境變量和腳本設置如下：
export QTDIR=$PWD／qt
export QPEDlR=$PWD／qtopia
export TMAKEDIR=$PWD／tmake
export TMAKEPATH=$TMAKEDIR／lib／qws／linux-armg++
export PATH=$QTDIR／bin：$QPEDIR／bin：$TMAKEDIR／
bin：$PATH{{分頁(yè)}}

    值得注意的一點(diǎn)是：用Linux自帶的Qt Designer創(chuàng )建的工程文件只適用于qmake，而筆者建立的QtE環(huán)境只能用tmake來(lái)生成makefile，因此需要修改led．pro文件，讓它適用于tmake，修改如下：
TEMPLATE =app
CoNFIG +=qtopia warn_on release
SoURCES +=main．epp
INTERFACES =led．ui
TARGET =led

    以上的工作做完后，就可以編譯了。編譯成功后生成可執行的二進(jìn)制文件led，然而要使程序運行在開(kāi)發(fā)板上的qtopia桌面上，還需要一個(gè)桌面文件led．desktop和自定義的一個(gè)圖標led．png。桌面文件如下：
[Desktop Entry]
Comment=a LED Control Program
Exee=led
Icon=led
Type=Application
Name=LED Control

    然后，把led復制到SBC-2410X下／opt／qtopia／bin目錄下，led．png復制到／opt／qtopia／pics目錄下，led．desktop復制到／0pt／qtopia／apps／Applications目錄下。最后，用ehmod a+X led改變文件led的權限，重新啟動(dòng)系統，便可看到led．png的圖標顯示在qtopia桌面上，點(diǎn)擊此圖標就可運行程序了。

4 部分源程序及注釋

    由于源程序代碼比較長(cháng)，這里就不全部列出了，僅給出重要部分的代碼及注釋?zhuān)怨┳x者參考。

(1) 程序的初始化

int fd： ／／LED設備文件句柄
int type=1； ／／默認方式為計數器
double period=0．2； ／／默認時(shí)間間隔
QTimer*t=new QTimer(Q″timer″)；／／創(chuàng )建定時(shí)器
void LedForm：：initial(){
fd=open(″／dev／leds″，0)； ／／打開(kāi)LED設備
／／其他一些初始化語(yǔ)句
一>stop()； ／／關(guān)閉定時(shí)器
～

(2) LED顯示方式的設置

void LedForm：：push-leds(void){
static unsigned step；
unsigned led—bitmap；
inti；
switch(type){
case 0： ／／方式0：跑馬燈
if(step>=14){step=0；}
if(step<7){led_bitmap=1<<step；}
else{led_bitmap=1<<(14一step)；}
break；
case 1： ／／方式1：計數器
if(step>255){step=0；)
Ied_bitmap=step!
break；
case 2： ／／方式2：停止
led_bitmap=0：
break;
step十十;
for(i=0；i<8；l++){
ioctl(fd，led_bitmap＆1，i)；
led_bitmap>>=1；
}
}{{分頁(yè)}}

(3) LED設備的讀取及調用LED顯示程序

void LedForm：：ledDisplay(){
fd_set rds；
struct timeval step；
FD_ZERO(&rds)；
step．tv_sec=period；
step．tv_usec=(pefiod—step．W_sec)*1000000L；
select(fd，&rds，NULL，NULL，&step)；
push_leds()；
}

(4)循環(huán)顯示的實(shí)現

void LedForm：：modeSel(){
t-->start(O)；／／啟動(dòng)定時(shí)器，并立即發(fā)出Signal- timeout()
connect(t，SIGNAL(timeout())，this．SLOT(1edDisplay()))；
}

結 語(yǔ)

    隨著(zhù)通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)手持設備必將成為人們工作、學(xué)習和生活的主流，用Qt設計移動(dòng)手持設備的GUI有著(zhù)得天獨厚的優(yōu)勢。目前，Qt應用于全世界上百個(gè)軟件開(kāi)發(fā)項目中。在我國，Qt的發(fā)展也有星星之火可以燎原之勢。本文通過(guò)一個(gè)最基礎的小程序向讀者演示了怎樣使用Qt開(kāi)發(fā)應用程序，以及怎樣建立Qt與ARM的聯(lián)系，希望對讀者學(xué)習ARM和Qt起到一定的幫助作用。