用QtE實(shí)現(xiàn)SBC一241OX上的LED控制

摘  要：QtE(Qt／Embedded)是挪威Trolltech公司專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的圖形用戶界面(GUI)的一個(gè)工具包。本文通過QtE編程，完成對(duì)基于ARM9的SBC-2410X開發(fā)板上LED的控制，并詳細(xì)說明從程序設(shè)計(jì)、移植到運(yùn)行的過程。程序能很好的運(yùn)行在開發(fā)板上，驗(yàn)證了程序的有效性和可靠性。結(jié)果說明用QtE開發(fā)的應(yīng)用程序界面清晰美觀，操作簡(jiǎn)單方便。
關(guān)鍵詞：QtE  ARM9  GUI  SBC-2410X

引言 

    近年來，由于ARM(Advanced RISC Machines)在性能、功耗、成本和體積上的優(yōu)勢(shì)，使得它在嵌入式系統(tǒng)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(fèi)電子、智能家電和視頻監(jiān)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(xí)ARM，以筆者的經(jīng)驗(yàn)，從最基本的LED控制學(xué)起，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
 
    如果不熟悉Linux，可能對(duì)QtE的概念知之甚少，它是挪威Trolltech公司為各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)的圖形用戶界面工具包，采用c++語言編程。QtE的優(yōu)點(diǎn)有：跨平臺(tái)，可以方便的連接數(shù)據(jù)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(shè)備中早已深入人心，Troll—tech公司在QtE的基礎(chǔ)上開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用環(huán)境Qtopia，目前已有很多公司采用Qtopia來開發(fā)他們的主流PDA。當(dāng)然，Qt也有它的缺點(diǎn)，既不能提供IDE(集成開發(fā)環(huán)境)，但這個(gè)缺點(diǎn)在強(qiáng)大的Linux下顯得微不足道。使用gcc／g++，加上Qt的開發(fā)工具：Qt Designer，tmake／qmake，UIC等，開發(fā)可視化程序?qū)⒆兊檬秩菀住?BR>
    要學(xué)習(xí)ARM，選擇一款好的開發(fā)板是必不可少的。SBC一2410X是廣州友善之臂公司設(shè)計(jì)的一款基于ARM9的開發(fā)板，操作系統(tǒng)是韓國(guó)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(tǒng)需求
   ◇完全安裝RedHat9．0。
   ◇在Linux下建立QtE編譯環(huán)境。
   ◇開發(fā)板上已經(jīng)加載LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
    注意：你所建立的QtE版本必須與開發(fā)板所支持的版本一致。

2 程序設(shè)計(jì)
    在Linux下，用系統(tǒng)自帶的Qt Designer來編寫程序。Qt Designer是一個(gè)優(yōu)秀的可視化開發(fā)工具，用它來設(shè)計(jì)十分容易。它的界面類似于Delphi，但使用C++語言編寫應(yīng)用程序。Qt程序設(shè)計(jì)里的一個(gè)亮點(diǎn)就是SignaI-_Slot機(jī)制，它有點(diǎn)類似于VC++里的消息機(jī)制。當(dāng)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Slot接收發(fā)來的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(shè)計(jì)圖形用戶界面，還表現(xiàn)在可以用連接工具很容易的把Signals和Slots連接起來。用戶自己設(shè)計(jì)的程序添加在**．ui．h中。

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

(1)connect(initPushButton．SIGNAL(clicked())，this．SLOT(initial()))
    當(dāng)Initialize按鈕按下時(shí)，LedForm對(duì)話框接收此信號(hào)，并執(zhí)行initial()函數(shù)。Linux操作系統(tǒng)把所有的設(shè)備都看成文件，因此對(duì)設(shè)備的操作控制可以通過open()、ioctl()等函數(shù)實(shí)現(xiàn)。在initial()函數(shù)中就是調(diào)用了open()函數(shù)來打開LED設(shè)備的。

(2)connect(okPushButton，SIGNAL(clicked())，this，SLOT(modeSel()))
    當(dāng)Begin按鈕按下時(shí)，LedForm對(duì)話框接收此信號(hào)，并執(zhí)行modeSel()函數(shù)。在modeSel()函數(shù)中開啟定時(shí)器，并創(chuàng)建另外一個(gè)連接用來循環(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)，并用鍵盤中斷來控制循環(huán)；而在Qt或其他可視化語言中，則要用到定時(shí)器來控制循環(huán)。

(3)函數(shù)open()
    在<fcntl．h>中聲明，含義為打開設(shè)備文件。打開成功返回0；失敗返回一1。

(4)函數(shù)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(shù)select()
    在<sys／select．h>中聲明，含義為經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間訪問一次設(shè)備。

3 程序移植與運(yùn)行
    要想使程序運(yùn)行在開發(fā)板的Qtopia中，則必須在建立的QtE環(huán)境下編譯，并設(shè)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(yùn)行環(huán)境變量和腳本設(shè)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

    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(zhí)行的二進(jìn)制文件led，然而要使程序運(yùn)行在開發(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(biāo)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(fù)制到SBC-2410X下／opt／qtopia／bin目錄下，led．png復(fù)制到／opt／qtopia／pics目錄下，led．desktop復(fù)制到／0pt／qtopia／apps／Applications目錄下。最后，用ehmod a+X led改變文件led的權(quán)限，重新啟動(dòng)系統(tǒng)，便可看到led．png的圖標(biāo)顯示在qtopia桌面上，點(diǎn)擊此圖標(biāo)就可運(yùn)行程序了。

4 部分源程序及注釋
    由于源程序代碼比較長(zhǎng)，這里就不全部列出了，僅給出重要部分的代碼及注釋，以供讀者參考。

(1) 程序的初始化
int fd： ／／LED設(shè)備文件句柄
int type=1； ／／默認(rèn)方式為計(jì)數(shù)器
double period=0．2； ／／默認(rèn)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LED設(shè)備
／／其他一些初始化語句
一>stop()； ／／關(guān)閉定時(shí)器
～

(2) LED顯示方式的設(shè)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(jì)數(shù)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；
}
}

(3) LED設(shè)備的讀取及調(diào)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(xiàn)
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(jié) 語
    隨著通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)手持設(shè)備必將成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活的主流，用Qt設(shè)計(jì)移動(dòng)手持設(shè)備的GUI有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。目前，Qt應(yīng)用于全世界上百個(gè)軟件開發(fā)項(xiàng)目中。在我國(guó)，Qt的發(fā)展也有星星之火可以燎原之勢(shì)。本文通過一個(gè)最基礎(chǔ)的小程序向讀者演示了怎樣使用Qt開發(fā)應(yīng)用程序，以及怎樣建立Qt與ARM的聯(lián)系，希望對(duì)讀者學(xué)習(xí)ARM和Qt起到一定的幫助作用。