Qt开发平台的搭建与应用

2012-04-20施菊，张庆，赵冰

制导与引信 2012年2期

施菊，张庆，赵冰

（上海无线电设备研究所，上海200090）

0 引言

Qt是一个跨平台的C++应用构架，拥有直观、强大的API（应用程序编程接口），在通信控制器、自动化电路设计系统、金融服务等方面应用广泛。Qt支持以下平台：MS／Widows、UNIX／X11-Linux、HP-UX、Digital Unix 等。目前在商业领域，Qt是目前最通用流行的Gui，与其它Gui相比，具有良好的封装机制，结构小巧，模块化程度高，可重用性较好，无论在移植性、应用程序，还是技术支持等方面都略胜一筹。

Qt在工业领域控制界面方面占有越来越重要的地位。本文结合深圳华天正公司Real6410的ARM11开发套件，详细介绍了Linux环境为前提的Qt Gui开发环境的搭建，软件开发过程及其如何移植等问题。与传统控制界面设计方式相比，Qt Gui还具有系统可靠性增强、开发时间缩短、系统升级维护方便等优势，具有强大的发展潜力。

1 开发平台的搭建

1.1 硬件平台的搭建

本文介绍的Qt 开发硬件环境包括了ARM11开发套件、PC机一台。选择在Windows操作系统下通过VMware虚拟机安装Linux操作系统，并配置NFS等服务功能。目前Linux操作系统版本较多，主要有Ubuntu和RedHat等，相比较而言，Ubuntu操作界面更为人性化、库升级方便，因此采用Ubuntu 10版本。

1.2 软件平台的搭建

进行Qt应用程序的开发，首先需要准备好arm-none-linux-gnueabi交叉编译器、QtCreator和最新的Qt源码包。在Linux 平台下，安装交叉编译器为开发板编译内核。Qt应用程序也需要交叉编译后，才能移植到ARM 平台上。

Qt Creator是NOKIA 公司最新推出的Qt开发工具，与Qt Desiger等相比，它功能集成度更高，无须再单独安装qvfb、zlib等配套软件，程序开发和交叉编译功能自成一体，交叉编译完成后可直接下载到ARM。Qt针对不同的开发对象提供很多种源码包，如Qtopia、Qt／Embedded等，本文并不需要开发图形系统，只是针对特定工业控制要求开发相应的控制界面，因此采用Qt／everywhere源码包，对源码包进行交叉编译后即可进行使用。

ARM 开发套件主要准备工作流程如图1所示，可以根据需要对内核进行定制，对文件系统进行裁减。

图1 准备工作流程图

2 Qt界面开发

2.1 Qt程序开发流程

平台搭建完成后，就可以根据需要开发嵌入式GUI程序，使用Qt Creator开发流程简单高效，具体流程图如图2所示。

图2 Qt程序开发流程

在开发过程中，设置Qt Creator交叉编译工具，将gcc改为arm-linux-gcc，选择交叉编译后的qmake，将交叉编译后生成文件的地址选择为ARM 可直接挂载地址。于是开发中可以省略在PC机上交叉编译运行这一流程，直接对编写的代码进行交叉编译。裁减掉ARM 文件系统中不需要的部分内容，同时使其不要上电加载Qtopia等应用程序。这样便可以将交叉编译后的应用程序下载到ARM 实时调试，不用在本机编译与交叉编译中不断切换，也不用手动编写Makefile文件，缩短开发流程。

2.2 Qt用户图形界面设计

Qt提供了一款专门用于用户图形界面设计的工具Qt Creator，具有强大的布局功能，既可以专门设计GUI，又可以利用它提供的集成功能，用于整个程序的开发。Qt的界面既可以通过GUI窗口中现有部件的选择排列而成，也可以通过C++编写完成。按照Qt开发流程，设计了一款用于实时监控的GUI界面，界面框架如图3所示。

图3 界面程序框架图

串口1为调试串口，串口2为RS232，串口3为GPS串口，串口4待用；另外还在本界面上开通了网络模块、键盘模块、定时器、音频和影像播放模块等。

信号和槽机制是Qt的核心机制，是一种功能强大的对象间通信机制，极为灵活，完全面向对象，为对象之间的通信提供了便利条件。槽用于接收信号，一个槽并不知道是否有信号与自己相连。可以将任意一个信号与任意一个槽相连接，甚至于将一个信号与另一个信号相连。信号与槽构造了一个强大的部件编程机制，取代了以往老旧的、缺乏安全性的回调技术。通过信号与槽，实现了各个模块之间的有效通信。

将开发完成的程序交叉编译后下载至ARM开发板，运行程序，如图4所示。

图4界面为串口接收数据页面，当open按钮按下时，ARM 上所有端口被打开。可接入键盘对ARM 进行操作，也可以通过触摸屏对ARM进行控制，此界面同时具有实时存储数据功能，把数据存储到文件系统根目录下，为以后进行数据分析提供依据。界面右侧为端口数据显示界面，主要用于实时监测各个端口数据，点击Net按钮进入网络数据接收页面，点击GPS按钮进入GPS数据接收页面，点击Local按钮进入本地数据页面，点击Help 进入本界面使用说明页面。左侧为图形数据界面，根据接收数据实时绘制图形，并将某些数据在图形上滚动显示。如果端口数据出现错误，此Qt GUI还可根据错误的种类给ARM发出不同的警告信息，ARM 发出相应的报警声。