摘 要： 隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，在Linux 下使用Qt 開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序是嵌入式圖形用戶界面( GUI) 系統(tǒng)應(yīng)用研究的重點(diǎn)。通過一個(gè)通訊簿程序的設(shè)計(jì)，給出了基于Qt 的嵌入式Linux 程序開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，包括QtDesigner、信號與槽機(jī)制的使用、程序主要功能代碼的實(shí)現(xiàn)以及程序開發(fā)的整體過程。

Linux 操作系統(tǒng)具有開放的源碼、高效穩(wěn)定的內(nèi)核、良好的開發(fā)環(huán)境以及支持多種硬件平臺的特點(diǎn)，且具有可配置性和模塊化的特點(diǎn); Qt 是一個(gè)面向?qū)ο蟮闹С侄嗖僮飨到y(tǒng)平臺的應(yīng)用程序開發(fā)框架，它采用了一種獨(dú)有的Signal2Slot (信號與槽) 的對象間通信機(jī)制，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不安全的回調(diào)技術(shù)。Qt 的自由版開放了源代碼，因此開發(fā)人員在Linux 下使用Qt 進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是非常理想的選擇。

從目前國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)( Embedded system) 的開發(fā)情況來看，在Linux 下使用Qt 來開發(fā)嵌入式GUI 程序還不是很多，且相關(guān)中文資料也較少。

究其原因，主要是由于Qt 歷史較短，其比較穩(wěn)定的版本是在2002 年之后才逐漸被國內(nèi)工程人員使用，雖然功能強(qiáng)大，但中文文檔匱乏，延緩了在國內(nèi)的普及。另外一個(gè)主要原因是雖然嵌入式技術(shù)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步得到長足的發(fā)展，但較為成熟的嵌入式操作系統(tǒng)及支持嵌入式操作系統(tǒng)的平臺是在近幾年才逐步發(fā)展起來，而Qt 需要在操作系統(tǒng)的支持下才可使用。文獻(xiàn)[ 2 ]~[ 4 ]從不同的方面闡述了Linux 下使用Qt 進(jìn)行嵌入式開發(fā)的一般過程和特點(diǎn)，但沒有對其關(guān)鍵技術(shù)及程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行具體的說明。為此，筆者通過通訊簿程序的設(shè)計(jì)，從工程文件的建立到可執(zhí)行程序的生成，詳細(xì)給出了其中關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及關(guān)鍵代碼的運(yùn)用。

1 基于Qt 的嵌入式Linux 通訊簿程序設(shè)計(jì)

在嵌入式開發(fā)之前，首先要搭建好開發(fā)環(huán)境。 正確設(shè)置編譯器、Qt 及Qt E 環(huán)境變量對后續(xù)程序編譯過程至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)使用的嵌入式處理器為三星公司的基于ARM 920 T 的S3C2410X芯片，最高工作頻率203 MHz. 操作系統(tǒng)為REDHA T L INUX 910 , 內(nèi)核版本214118. 串口通信程序?yàn)镸INICOM , 使用Tro11 Tech 公司發(fā)布的自由版： qt2x1122. 3. 2 ,qt2embedded22. 3. 10 , 使用arm2linux2gcc231411 編譯器。

通訊簿程序主要記錄聯(lián)系人的姓名、電話、郵件地址及地址信息，具有新建、編輯、刪除、查詢聯(lián)系人信息等功能。

1.1 生成工程文件

通常一個(gè)應(yīng)用程序?qū)?yīng)一個(gè)工程。工程文件的作用是管理當(dāng)前項(xiàng)目中所有的文件及其關(guān)系，可以使用progen 工具來生成程序的工程文件：

progen -t app1 t -o AddressBook. pro

生成的AddressBook1pro 工程文件并不完整，還需后續(xù)添加工程所包含的頭文件、源文件等信息。

1.2 使用QtDe signer 設(shè)計(jì)程序窗體

QtDesigner 是Qt 的一個(gè)可視化的程序界面設(shè)計(jì)工具，使用它來設(shè)計(jì)程序的界面非常方便，從而開發(fā)者可以專注于程序功能的實(shí)現(xiàn)。通訊簿主窗口包括聯(lián)系人信息查詢、新建、編輯及刪除功能部件。查詢功能使用2 個(gè)TextLable , 1 個(gè)LineEdit ,1 個(gè)ComboBox 及1 個(gè)PushButton 部件，其中ComboBox 可以設(shè)置NAME , Telep hone , Email ,Address 4 種查詢方式。新建聯(lián)系人可以單獨(dú)彈出新建窗口來實(shí)現(xiàn)，使用4 個(gè)TextLable 及4 個(gè)LineEdit 部件。編輯和刪除聯(lián)系人由1 個(gè)ListView 和2 個(gè)PushBut ton 部件構(gòu)成，其中ListView 包括1 個(gè)List 和4 個(gè)Column ( 包括Name , Telep hone ,Email ,Address)。

在Qt 中，"事件驅(qū)動"通過Signal2Slot (信號和槽) 機(jī)制實(shí)現(xiàn)。Signal 主要是各可視化組件產(chǎn)生的事件，這些事件通常由Qt 控件預(yù)定義，如按鈕單擊事件clicked 等。Slot 是對某個(gè)事件的處理方法，它也屬于類的成員函數(shù)，其編寫和普通成員函數(shù)類似。當(dāng)需要處理某組件的Signal 事件并要求把定義好的Slot 作為響應(yīng)事件的方法時(shí)，只要在實(shí)現(xiàn)文件中使用connect 函數(shù)把Signal 和指定的Slot 連接起來即可。當(dāng)對象改變其狀態(tài)時(shí)，信號被發(fā)送，對象不關(guān)心有沒有其它對象接收到這信號，可以將信號和槽通過connect 函數(shù)任意相連。信號與槽的連接原理如圖1 所示。

圖1 信號與槽連接抽象圖

以下是通訊簿程序主窗口5 個(gè)按鈕的Signal2Slot 的connect 代碼：

connect (add ,SIGNAL (clicked () ) ,this , SLOT(addSlot) ) ) ;

connect (edit , SIGNAL (clicked () ) ,this , SLOT(editSlot) ) ) ;

connect (del , SIGNAL (clicked () ) ,this , SLOT(delSlot) ) ) ;

connect (exit , SIGNAL (clicked () ) ,this , SLOT(exitSlot) ) ) ;

connect ( search , SIGNAL (clicked ( ) ) , this , SLOT ( searchSlot) ) ) ;

窗口(如圖2 及圖3 所示) 設(shè)計(jì)完成后，將通訊簿主窗口及新建聯(lián)系人窗口分別保存為AddressBook. ui 和New. ui 界面文件。

圖2 通訊簿主窗口

圖3 新建聯(lián)系人窗口

1.3 生成窗體類的頭文件和源文件

使用Qt 提供的uic 工具通過界面文件AddressBook.ui 來生成AddressBook. h 文件和AddressBook.cpp 文件(同樣，使用uic 工具通過界面文件New.ui 來生成New.h 和New.cpp 文件) :

uic -o AddressBook. h AddressBook. ui

uic -o AddressBook. cpp -impl AddressBook. h

AddressBook. ui

通訊簿要實(shí)現(xiàn)新建、編輯、刪除、查詢聯(lián)系人信息等功能還需要在AddressBook1cpp 文件里添加相應(yīng)的功能實(shí)現(xiàn)代碼。

為實(shí)現(xiàn)新建聯(lián)系人功能，在文件AddressBook1cpp 中定義一個(gè)AddressBook 類的成員函數(shù)：

void AddressBook∶∶addSlot ()[!--empirenews.page--]

新建聯(lián)系人信息包括姓名、電話、郵件及地址，在函數(shù)中定義一個(gè)字符串類型函數(shù)：

st ring lSQL St ring

并給lSQL St ring 賦值：

lSQLSt ring = " Create Table " + Const ∶∶DBTBL _ADDRESS + " (" +

Const∶∶DBCOL _NAME + " ," + Const ∶∶DBCOL _TEL EPHONE + " ," +

Const∶∶DBCOL _ EMAIL + " ," + Const ∶∶DBCOL _ADDRESS + " ," + " ) " ;

編輯聯(lián)系人信息時(shí)，定義成員函數(shù)：

void AddressBook∶∶edit Slot ()

分別在姓名、電話、郵件及地址欄中輸入信息：

ent ry - > setName (lRows[0 ]) ; / / 在第1 行0 列輸入name

ent ry - > set TelePhone (lRows[ 1 ]) ;/ / 在第1 行1 列輸入telephone

ent ry - > set Email (lRows[2 ]) ; / / 在第1 行2 列輸入email

ent ry - > setAddress (lRows[3 ]) ; / / 在第1 行3 列輸入address

刪除聯(lián)系人信息時(shí)，定義成員函數(shù)：

void AddressBook∶∶delSlot ()

選擇要?jiǎng)h除的聯(lián)系人，從數(shù)據(jù)庫刪除該聯(lián)系人信息：

st ring lSQLSt ring ;

lSQLSt ring = " Delete f rom " + Const ∶∶DBTBL _ADDRESS + " where " +

Const∶∶DBCOL_NAME + " = " + aName ;

查詢聯(lián)系人時(shí)，定義成員函數(shù)：

void AddressBook∶∶searchSlot ()

在查詢框中輸入聯(lián)系人的姓名、電話、郵件及地址信息之一，選擇相應(yīng)的查詢方式：

st ring lSQLSt ring = " Select " + Const ∶∶DBCOL _NAME + " ,"

+ Const ∶∶DBCOL _ TEL EPHONE + " ," + Const ∶∶DBCOL_EMAIL + " ,"

+ Const∶∶DBCOL _ADDRESS + " f rom " + Const ∶∶DBTBL_ADDRESS

+ " where " + Const ∶∶DBCOL _ NAME + " = " +aName ;

受篇幅限制，AddressBook1 h , New1 h ,New1cpp ,SQL1cpp ,SQL1 h 代碼不再給出。

1.4 編寫主函數(shù)

每一個(gè)Qt 應(yīng)用程序都包含一個(gè)主函數(shù)main1cpp . 主函數(shù)是應(yīng)用程序執(zhí)行的入口點(diǎn)。以下是AddressBook 的主函數(shù)文件main1cpp 的關(guān)鍵代碼：

int main (int argc , char 3 3argv)

{

QApplication AddressBook ( argc , argv ) ;/ / 創(chuàng)建Qapplication 對象，管理整個(gè)程序資源

AddressBook 3 AddressBook = new AddressBook(log) ;/ / 創(chuàng)建程序主窗口

app . setMainWidget ( mainWin ) ;/ / 設(shè)置mainWin 部件為程序的主部件

mainWin - > show() ;/ / 使mainWin 部件可視

return AddressBook. exec () ;/ / 把程序控制權(quán)交還給Qt

}

1.5 編輯工程文件

代碼編寫完成后，需要把文件AddressBook1cpp , AddressBook1 h , New1 h ,New1cpp , SQL1 h 及SQL1cpp 添加到工程文件AddressBook1pro 中：

HEADERS = AddressBook. h New. h SQL . h

SOURCES = AddressBook. cpp New. cpp SQL.cpp main. cpp

1.6 生成可執(zhí)行文件

編譯器是根據(jù)Makefile 文件內(nèi)容來進(jìn)行編譯的，所以需要生成一個(gè)Makefile 文件1Qt 提供的qmake 工具可以從一個(gè)工程文件( . pro 文件) 中產(chǎn)生Makefile 文件，然后再使用make 命令對整個(gè)工程進(jìn)行編譯鏈接：

生成的二進(jìn)制文件AddressBook 就是可以直接運(yùn)行的可執(zhí)行文件。程序運(yùn)行結(jié)果如下面圖示，圖4是按照姓名(Name) 查詢聯(lián)系人Mat rix 的信息，圖5是編輯新聯(lián)系人Mat rix 的信息。

圖4 按姓名查詢聯(lián)系人

圖5 編輯新聯(lián)系人信息

程序編譯成功后可先在Virt ual f ramebuffer(虛擬緩沖幀) 中運(yùn)行，確證無誤后再交叉編譯在開發(fā)板上運(yùn)行。交叉編譯時(shí)要確保$Q TEDIR/ lib 下有需要在開發(fā)板上運(yùn)行的庫文件。

2 結(jié)論

所設(shè)計(jì)的通訊簿程序具有對聯(lián)系人的姓名、電話、郵件地址及通訊地址等信息的記錄、新建、編輯、刪除、查詢等功能，且可按照姓名、電話、郵件地址及通訊地址4 種查詢方式來檢索聯(lián)系人。程序的設(shè)計(jì)很好地體現(xiàn)了Qt 的信號與槽機(jī)制，并且使用QtDesigner 可方便地進(jìn)行可視化程序界面設(shè)計(jì)，通過使用Qt 中豐富的類函數(shù)，利用其面向?qū)ο蠛湍K化的特征，避免了繁瑣的X 編程。通訊簿程序的設(shè)計(jì)對在Linux 下使用Qt 開發(fā)其他嵌入式GUI 程序具有一定的指導(dǎo)意義。