嵌入式系统_图形界面应用程序设计

物理与电子工程学院

《嵌入式系统设计》

设计性实验报告

题目图形界面应用程序设计

系别电子科学与技术系

年级专业

班级学号

学生姓名

指导教师

实验时间

目录

目录 (1)

课题要求 (2)

一.本课题的目的 (2)

二.运行环境 (2)

正文 (2)

一.课题分析 (2)

二．系统设计 (3)

(一)总体流程图 (3)

（二）安装QT步骤 (3)

（三）设计图形界面 (4)

（四）槽函数及相关程序 (5)

（五）pc环境编译运行程序 (6)

（六）ARM环境编译运行程序 (7)

（七）编译led驱动程序 (8)

（八）进入超级终端设置环境变量，运行程序 (8)

三.技术实现问题 (10)

四.总结与体会 (11)

课题要求

一.本课题的目的

学会在Linux 下安装Qt 的基本步骤,学会使用Qt Designer设计界面，编写应用程序，完成编译，本机上运行。学会QT/E 在ARM 设备上的移植方法与步骤。学习QT 中信号与槽的编程。掌握QT/E 在ARM 设备上的常用输入输出设备移植方法。

设计一个简单图形界面，通过按钮的点击动作实现对ARM板Led灯的亮暗控制。

二.运行环境

硬件：up-Star认证考试实践板、PC机Pentium 500 以上, 硬盘10G 以上。

软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX + QT + xshell开发环境

正文

一.课题分析

本次实验是通过QT设计一个简单的图形界面，实现对ARM板上的Led灯的亮暗控制。所以应通过QT设计一个界面，在QT操作界面上添加两个动作按钮，分别表示控制led灯的开和关。然后在qt的源文件里编写与这两个按钮相对应的槽函数，通过借鉴实验六（Linux下的LED设备实验）相应的led控制函数，来编写槽函数,槽函数应能实现led灯的亮、灭控制，槽函数调用的是led的相关函数，所以在主程序中应该包括实验六的led 程序，让槽函数调用led程序实现对led的控制。之后对相应的程序进行编译，生成执行文件，然后再将生成的可执行文件移植到开发板上，通过超级终端运行程序。

二．系统设计(一)总体流程图

（二）安装QT步骤

1、编译Qt

（三）设计图形界面

本实验的图形操作界面是通过Qt Designer进行设计，Qt设计出来的图形界面就是将来移植到开发板上的触摸屏操作界面，通过添加简单的控件（PushBotton），添加动作按钮，因为已存在图形界面文件，所以只在上面修改即可，具体如下：

运行Qt Designer

[root@localhost testmyqt-x11]#

/home/sprife/for_pc/qt-x11-opensource-src-4.4.0/bin/designer

设计图形界面如下图：

图2.3.1 图形界面

预计实现功能：当点击PushBotton_3按钮时led灯点亮，点击PushBotton_4时led 灯熄灭，exit退出。

（四）槽函数及相关程序

1.Myqt.cpp文件

myqt.cpp文件中主要包含界面控制按钮的槽函数，以及相应的led操作函数，在这里对动坐按钮赋予功能，

#include

#include "myqt.h"

void led(int on_off,int led_number) //led亮暗控制函数

{

int fd;

fd = open("/dev/led", 0);

if (fd<0)

exit(1);

ioctl(fd,on_off,led_number);

close(fd);

}

MyDlg::MyDlg()

{

ui.setupUi(this);

QObject::connect(ui.pushButton_2, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));

QObject::connect(ui.pushButton_3, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledon()));

//按钮PushBotton_3对应槽函数，点亮led

QObject::connect(ui.pushButton_4, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledoff()));

//按钮PushBotton_4对应槽函数，关闭led

}

void MyDlg::ledon() //点亮第一个led灯

{

led(0,0);

}

void MyDlg::ledoff() //关闭第一个led灯

{

led(1,0);

}

2.Myqt.h文件

#ifndef __DLG_H__

#define __DLG_H__

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

class MyDlg : public QDialog

{

Q_OBJECT

public:

MyDlg();

public slots:

void ledon(); //led控制函数

void ledoff();

private:

Ui::Form ui;

};

#endif

（五）pc环境编译运行程序

所有的源代码修改完成后应在pc环境下进行编译，检查代码的正确性，以及对于Qt 设计的可行性进行测试。

编译步骤：

[root@localhost testmyqt-x11]#

/home/sprife/for_pc/qt-x11-opensource-src-4.4.0/bin/qmake –project

[root@localhost testmyqt-x11]#

/home/sprife/for_pc/qt-x11-opensource-src-4.4.0/bin/qmake

[root@localhost testmyqt-x11]# make

[root@localhost testmyqt-x11]# ./testmyqt-xll //运行程序

运行结果如下图：

从运行结果可知，我们可以得到一个图形操作界面，可以实现图形界面上部分按钮的功能测试，测试结果也是正确的，达到了我们预期的效果，所以关于Qt的图形设计是可行的，但是for_pc环境下编译生成的执行文件只能在pc环境下执行，不能再ARM开发板上执行，所以对于PushBotton_3按钮以及PushBotton_4按钮的具体功能无法进行测试，所以要在for_arm环境下重新编译，生成可在arm环境下运行的程序。

（六）ARM环境编译运行程序

将上一步骤的编译环境改为for_arm目录下直接进行编译，就可以得到arm环境下的执行文件，具体操作如下：

编译步骤：

[root@localhost testmyqt-x11]#

/home/sprife/for_arm/qt-embedded-linux-opensource-src-4.4.0/bin/qmake -project [root@localhost testmyqt-x11]#

/home/sprife/for_arm/qt-embedded-linux-opensource-src-4.4.0/bin/qmake

[root@localhost testmyqt-x11]# make //生成ARM设备可执行文件testmyqt-xll 经过编译之后就生成了可以在arm板上执行的文件。

（七）编译led驱动程序

因为本次实验是对arm开发板上的led灯进行操控，所以在运行程序之前需要进行led 驱动，就必须生成和我们实验相应的led驱动程序，而且我们在myqt.cpp文件中定义的led控制函数也需要与led驱动程序相对应，led驱动的修改可以直接利用上一次实验（Linux下的LED设备实验）结果，修改驱动程序，生成led驱动文件，具体操作步骤如下：

相关驱动程序修改：

switch(cmd)

{

case 0:

if (arg > 4

case 1:)

{

return -EINVAL;

}

s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], cmd); //低电平点亮led

return 0;

default:

return -EINVAL;

}

通过编译生成led驱动文件：mini2410-leds.ko

（八）进入超级终端设置环境变量，运行程序

1.进入超级中断后建立开发板与宿主PC机之间的通信，然后加载led驱动程序，并进行相应的节点设置，为之后的主要功能实现做好准备工作，具体实现步骤如下图所示:

设置节点：# mknod /dev/led c 231 0.

2.在ARM上执行程序，并设置环境变量，具体实现如下：

运行结果：

运行程序之后，当我们点击触摸屏上的PushBotton_3按钮时，ARM开发板上的第一盏led灯点亮，当我们点击PushBotton_4按钮时，led灯熄灭，exit对出，所以达到了实验要求，也证明了我们添加的槽函数以及led灯控制函数是正确的，实验操作完成。

三.技术实现问题

在本次实验中，所面临的主要问题有技术问题主要三点，下面一一进行介绍：

1.在第一次做实验时，Qt的界面设计功能基本掌握，主要障碍是关于led的控制点亮问题，实验之前只是进行了简单的预习，没有预习充分，导致进入实验室进行具体操作时函数功能无法实现，预习时的槽函数及led控制函数如下：

QObject::connect(ui.pushButton_3, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledon()));

QObject::connect(ui.pushButton_4, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledoff()));

void MyDlg::ledon() //点亮第一个led灯

{

ioctl(fd,0,0);

}

void MyDlg::ledoff() //关闭第一个led灯

{

ioctl(fd,1,0);

}

当进行函数编译时出现错误，因为这个led控制程序只是将上次实验的程序中led控制函数直接拿来使用，而没有进行相关的函数定义，导致编译通不过，无法实现函数函数

功能，实验时对函数进行修该，得到了可行的控制函数，如下：

void led(int on_off,int led_number) //led亮暗控制函数

{

int fd;

fd = open("/dev/led", 0);

if (fd<0)

exit(1);

ioctl(fd,on_off,led_number);

close(fd);

}

…………………………………………

QObject::connect(ui.pushButton_3, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledon()));

//按钮PushBotton_3对应槽函数，点亮led

QObject::connect(ui.pushButton_4, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(ledoff()));

//按钮PushBotton_4对应槽函数，关闭led

…………………………………………

void MyDlg::ledon() //点亮第一个led灯

{

led(0,0);

}

void MyDlg::ledoff() //关闭第一个led灯

{

led(1,0);

}

修改后函数功能实现。

2.第二个疑点是对于程序的编译环境操作不当，导致编译的可执行文件无法在ARM开发板上运行，因为我们刚开始是在for_pc环境下对程序进行编译，生成的执行文件只能在pc 环境下运行，当再次进行编译时，没有改变目录导致生成文件无法运行，后经过多次实验操作，对此有了更好的理解基本解决此问题。

3.最后一个难点就是对于在超级终端中的具体环境设置以及程序运行方法，当首次在超级终端中执行程序时发现程序无法执行，后请教老师发现缺少Qt的库文件，因为对于执行环境的不熟悉导致不能及时发现问题，耽误了大量的时间。

四.总结与体会

本次的设计实验牵扯到了许多之前几次实验的内容，通过这次的实验相当于是把前几次的实验再次进行回顾，使得对于之前的实验有了更深入的了解，也让我对于Linux下的

嵌入式设计掌握了更多的内容。在这次实验开始由于没能充分的预习，没有注意到实验一定的困难，预习不充分，没有一个总体的实现步骤，导致实验没有层次性。本次实验为设计性的实验，所以在实验开始时应该对实验过程做一个总体的规划，按步骤分模块的进行，一步一步的进行，实现每一个模块的功能。有了总体结构后，我们才能对各个模块的具体功能进行实现，这是我们应该提前进行规划的。

这次实验总体可以分为三大块:Qt图形界面设计、可执行文件的编译、QT移植与程序运行。这三个部分有新的内容，也有对以往实验的利用，总的来说是一个综合性实验，对于我们掌握Linux系统下的编程有一定的总结总结作用，可以提高我们的嵌入式相关的知识。在本次实验中我学会了使用Qt Designer设计界面，了解了有关QT中关于信号与槽机制的编程，学会QT/E 在ARM 设备上的移植方法与步骤，掌握QT/E 在ARM 设备上的常用输入输出设备移植方法。通过本次实验让我了解到预习与总体规划的重要性，对于我们今后的项目开发有一定的指导作用。