用QtE實現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設計的圖形用戶界面(GUI)的一個工具包。本文通過QtE編程，完成對基于ARM9的SBC-2410X開發板上LED的控制，并詳細說明從程序設計、移植到運行的過程。程序能很好的運行在開發板上，驗證了程序的有效性和可靠性。結果說明用QtE開發的應用程序界面清晰美觀，操作簡單方便。

　　關鍵詞：QtE  ARM9  GUI  SBC-2410X

引言 

    近年來，由于ARM(Advanced RISC Machines)在性能、功耗、成本和體積上的優勢，使得它在嵌入式系統中的發展如日中天，它在工業控制、航空航天、軍事領域、消費電子、智能家電和視頻監控等方面都發揮了重大的作用。很多人都迫切地想學習ARM，以筆者的經驗，從最基本的LED控制學起，是一個不錯的選擇。
 
    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界面工具包，采用c++語言編程。QtE的優點有：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，QtE在一些高端的移動手持設備中早已深入人心，Troll—tech公司在QtE的基礎上開發了一個應用環境Qtopia，目前已有很多公司采用Qtopia來開發他們的主流PDA。當然，Qt也有它的缺點，既不能提供IDE(集成開發環境)，但這個缺點在強大的Linux下顯得微不足道。使用gcc／g++，加上Qt的開發工具：Qt Designer，tmake／qmake，UIC等，開發可視化程序將變得十分容易。

    要學習ARM，選擇一款好的開發板是必不可少的。SBC一2410X是廣州友善之臂公司設計的一款基于ARM9的開發板，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編譯環境。
   ◇開發板上已經加載LED設備驅動程序。
    注意：你所建立的QtE版本必須與開發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來編寫程序。Qt Designer是一個優秀的可視化開發工具，用它來設計十分容易。它的界面類似于Delphi，但使用C++語言編寫應用程序。Qt程序設計里的一個亮點就是SignaI-_Slot機制，它有點類似于VC++里的消息機制。當一個組件發出Signal時，其他一個組件或多個組件可以通過Slot接收發來的SignaI，組件本身也可以接收自己的Signal，這樣處理一個事件將變得非常容易。Qt Designer的優點不僅在于它可以十分方便的設計圖形用戶界面，還表現在可以用連接工具很容易的把Signals和Slots連接起來。用戶自己設計的程序添加在**．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，并在此設計自己的用戶界面。最后選擇File／new C++Main—File，系統自動生成一個main．cpp文件。圖形用戶界面如圖1所示，Initlalize按鈕主要完成LED設備的打開，定時器的關閉和其他一些初始化工作；Begim按鈕則針對LED Display Mode的開始；Exit按鈕為退出應用程序。左面的組合框包括4個RadioButton，對應4個LED的亮或滅；右面的組合框包括6個RadioButton(對應不同的閃爍模式和閃爍快慢)和1個LCDNumber(用來顯示閃爍的時間間隔)。本程序建立的Signal—S1ot連接有許多，下面對幾個重要的連接和函數進行說明。{{分頁}}

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

    當Initialize按鈕按下時，LedForm對話框接收此信號，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open()、ioctl()等函數實現。在initial()函數中就是調用了open()函數來打開LED設備的。

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

    當Begin按鈕按下時，LedForm對話框接收此信號，并執行modeSel()函數。在modeSel()函數中開啟定時器，并創建另外一個連接用來循環顯示LED。在命令行方式中，LED的循環顯示要用到死循環，并用鍵盤中斷來控制循環；而在Qt或其他可視化語言中，則要用到定時器來控制循環。

(3)函數open()

    在<fcntl．h>中聲明，含義為打開設備文件。打開成功返回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，含義為經過多長時間訪問一次設備。

3 程序移植與運行

    要想使程序運行在開發板的Qtopia中，則必須在建立的QtE環境下編譯，并設置好環境變量。終端進入所建立的QtE目錄后，環境變量或運行環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}}

    值得注意的一點是：用Linux自帶的Qt Designer創建的工程文件只適用于qmake，而筆者建立的QtE環境只能用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行的二進制文件led，然而要使程序運行在開發板上的qtopia桌面上，還需要一個桌面文件led．desktop和自定義的一個圖標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，重新啟動系統，便可看到led．png的圖標顯示在qtopia桌面上，點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，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設備文件句柄
int type=1； ／／默認方式為計數器
double period=0．2； ／／默認時間間隔
QTimer*t=new QTimer(Q″timer″)；／／創建定時器
void LedForm：：initial(){
fd=open(″／dev／leds″，0)； ／／打開LED設備
／／其他一些初始化語句
一>stop()； ／／關閉定時器
～

(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}}

(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)循環顯示的實現

void LedForm：：modeSel(){
t-->start(O)；／／啟動定時器，并立即發出Signal- timeout()
connect(t，SIGNAL(timeout())，this．SLOT(1edDisplay()))；
}

結 語

    隨著通信行業的迅猛發展，移動手持設備必將成為人們工作、學習和生活的主流，用Qt設計移動手持設備的GUI有著得天獨厚的優勢。目前，Qt應用于全世界上百個軟件開發項目中。在我國，Qt的發展也有星星之火可以燎原之勢。本文通過一個最基礎的小程序向讀者演示了怎樣使用Qt開發應用程序，以及怎樣建立Qt與ARM的聯系，希望對讀者學習ARM和Qt起到一定的幫助作用。