用QtE实现SBC一241OX上的LED控制

摘  要：QtE(Qt／Embedded)是挪威Trolltech公司专门为嵌入式系统设计的图形用户界面(GUI)的一个工具包。本文通过QtE编程，完成对基于ARM9的SBC-2410X开发板上LED的控制，并详细说明从程序设计、移植到运行的过程。程序能很好的运行在开发板上，验证了程序的有效性和可靠性。结果说明用QtE开发的应用程序界面清晰美观，操作简单方便。
关键词：QtE  ARM9  GUI  SBC-2410X

引言 

    近年来，由于ARM(Advanced RISC Machines)在性能、功耗、成本和体积上的优势，使得它在嵌入式系统中的发展如日中天，它在工业控制、航空航天、军事领域、消费电子、智能家电和视频监控等方面都发挥了重大的作用。很多人都迫切地想学习ARM，以笔者的经验，从最基本的LED控制学起，是一个不错的选择。
 
    如果不熟悉Linux，可能对QtE的概念知之甚少，它是挪威Trolltech公司为各种系统设计的图形用户界面工具包，采用c++语言编程。QtE的优点有：跨平台，可以方便的连接数据库，可以将程序与Java集成等。其实，QtE在一些高端的移动手持设备中早已深入人心，Troll—tech公司在QtE的基础上开发了一个应用环境Qtopia，目前已有很多公司采用Qtopia来开发他们的主流PDA。当然，Qt也有它的缺点，既不能提供IDE(集成开发环境)，但这个缺点在强大的Linux下显得微不足道。使用gcc／g++，加上Qt的开发工具：Qt Designer，tmake／qmake，UIC等，开发可视化程序将变得十分容易。

    要学习ARM，选择一款好的开发板是必不可少的。SBC一2410X是广州友善之臂公司设计的一款基于ARM9的开发板，操作系统是韩国的mizi-linux。SBC-2410X不同于uClinux，它的接口丰富，且支持MMU、QtE2．3．7，同时提供了控制LED的命令行方式。

1 系统需求
   ◇完全安装RedHat9．0。
   ◇在Linux下建立QtE编译环境。
   ◇开发板上已经加载LED设备驱动程序。
    注意：你所建立的QtE版本必须与开发板所支持的版本一致。

2 程序设计
    在Linux下，用系统自带的Qt Designer来编写程序。Qt Designer是一个优秀的可视化开发工具，用它来设计十分容易。它的界面类似于Delphi，但使用C++语言编写应用程序。Qt程序设计里的一个亮点就是SignaI-_Slot机制，它有点类似于VC++里的消息机制。当一个组件发出Signal时，其他一个组件或多个组件可以通过Slot接收发来的SignaI，组件本身也可以接收自己的Signal，这样处理一个事件将变得非常容易。Qt Designer的优点不仅在于它可以十分方便的设计图形用户界面，还表现在可以用连接工具很容易的把Signals和Slots连接起来。用户自己设计的程序添加在**．ui．h中。

    打开Qt Deslgner，选择File／new C++Project，命名为led．pro并保存。接着选择File／new-Dialog，并在此设计自己的用户界面。最后选择File／new C++Main—File，系统自动生成一个main．cpp文件。图形用户界面如图1所示，Initlalize按钮主要完成LED设备的打开，定时器的关闭和其他一些初始化工作；Begim按钮则针对LED Display Mode的开始；Exit按钮为退出应用程序。左面的组合框包括4个RadioButton，对应4个LED的亮或灭；右面的组合框包括6个RadioButton(对应不同的闪烁模式和闪烁快慢)和1个LCDNumber(用来显示闪烁的时间间隔)。本程序建立的Signal—S1ot连接有许多，下面对几个重要的连接和函数进行说明。

(1)connect(initPushButton．SIGNAL(clicked())，this．SLOT(initial()))
    当Initialize按钮按下时，LedForm对话框接收此信号，并执行initial()函数。Linux操作系统把所有的设备都看成文件，因此对设备的操作控制可以通过open()、ioctl()等函数实现。在initial()函数中就是调用了open()函数来打开LED设备的。

(2)connect(okPushButton，SIGNAL(clicked())，this，SLOT(modeSel()))
    当Begin按钮按下时，LedForm对话框接收此信号，并执行modeSel()函数。在modeSel()函数中开启定时器，并创建另外一个连接用来循环显示LED。在命令行方式中，LED的循环显示要用到死循环，并用键盘中断来控制循环；而在Qt或其他可视化语言中，则要用到定时器来控制循环。

(3)函数open()
    在<fcntl．h>中声明，含义为打开设备文件。打开成功返回0；失败返回一1。

(4)函数ioctl()
    在<sys／ioctl．h>中声明，控制I／O端口。例如：
Int fd=open(”／dev／leds”，0)；
ioctl(fd，0，3)； ／／让LED4灭

(5)函数select()
    在<sys／select．h>中声明，含义为经过多长时间访问一次设备。

3 程序移植与运行
    要想使程序运行在开发板的Qtopia中，则必须在建立的QtE环境下编译，并设置好环境变量。终端进入所建立的QtE目录后，环境变量或运行环境变量和脚本设置如下：
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

    值得注意的一点是：用Linux自带的Qt Designer创建的工程文件只适用于qmake，而笔者建立的QtE环境只能用tmake来生成makefile，因此需要修改led．pro文件，让它适用于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，就可以编译了。编译成功后生成可执行的二进制文件led，然而要使程序运行在开发板上的qtopia桌面上，还需要一个桌面文件led．desktop和自定义的一个图标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复制到SBC-2410X下／opt／qtopia／bin目录下，led．png复制到／opt／qtopia／pics目录下，led．desktop复制到／0pt／qtopia／apps／Applications目录下。最后，用ehmod a+X led改变文件led的权限，重新启动系统，便可看到led．png的图标显示在qtopia桌面上，点击此图标就可运行程序了。

4 部分源程序及注释
    由于源程序代码比较长，这里就不全部列出了，仅给出重要部分的代码及注释，以供读者参考。

(1) 程序的初始化
int fd： ／／LED设备文件句柄
int type=1； ／／默认方式为计数器
double period=0．2； ／／默认时间间隔
QTimer*t=new QTimer(Q″timer″)；／／创建定时器
void LedForm：：initial(){
fd=open(″／dev／leds″，0)； ／／打开LED设备
／／其他一些初始化语句
一>stop()； ／／关闭定时器
～

(2) LED显示方式的设置
void LedForm：：push-leds(void){
static unsigned step；
unsigned led—bitmap；
inti；
switch(type){
case 0： ／／方式0：跑马灯
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：计数器
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设备的读取及调用LED显示程序
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)循环显示的实现
void LedForm：：modeSel(){
t-->start(O)；／／启动定时器，并立即发出Signal- timeout()
connect(t，SIGNAL(timeout())，this．SLOT(1edDisplay()))；
}

结 语
    随着通信行业的迅猛发展，移动手持设备必将成为人们工作、学习和生活的主流，用Qt设计移动手持设备的GUI有着得天独厚的优势。目前，Qt应用于全世界上百个软件开发项目中。在我国，Qt的发展也有星星之火可以燎原之势。本文通过一个最基础的小程序向读者演示了怎样使用Qt开发应用程序，以及怎样建立Qt与ARM的联系，希望对读者学习ARM和Qt起到一定的帮助作用。