第九章 QtEmbedded嵌入式圖形開發(fā)

第九章Qt/Embedded嵌入式圖形開發(fā)目錄Qtopia虛擬平臺及在S3C2410s開發(fā)板上移植本章導讀Qt/Embedded嵌入式圖形開發(fā)基礎目錄本章導讀能力目標：●了解嵌入式圖形開發(fā)的流程；●了解嵌入式圖形開發(fā)工具Qt和Qt/Embedded；●了解嵌入式圖形開發(fā)工具Qt/Embedded；●了解Qt/Embedded的開發(fā)環(huán)境；●了解Qt設計器及其使用；●了解Qtopia與Qt/Embedded的關系；●了解Qtopia的虛擬平臺構建和開發(fā)流程。1學習導航：本章是對基于ARM9的圖形界面的設計平臺Qt的介紹，在文章中系統(tǒng)的介紹了Qt/Embedded和Qtopia的開發(fā)環(huán)境建立和進行開發(fā)的相關概念、基礎知識和一般應用的綜述，為后續(xù)的深入學習提供了知識基礎，和理論儲備，圖9-1所示是Qt/E的圖形界面的開發(fā)流程。Qt/E的圖形界面的開發(fā)Qt/E的開發(fā)環(huán)境的建立主函數(shù)和其它文件的編寫新建窗口新建工程生成makefile文件編譯工程2知識框架：本章知識內(nèi)容為基于ARM9的Linux嵌入式系統(tǒng)地圖形界面的開發(fā)的工具、開發(fā)環(huán)境、信號和插槽的概念以及移植何下載等。Linux嵌入式圖形開發(fā)工具Qt、Qt/E和QtopiaQt/E和Qtopia的開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建Tmake工具包Qt設計器和窗口類的應用嵌入式圖形開發(fā)的程序?qū)嵗齉t-x11工具包Qt/Embedded工具包3Qt/Embedded嵌入式圖形開發(fā)基礎Qt/E是Tolltech公司的嵌入式產(chǎn)品，它是以工具包的形式提供給開發(fā)人員的。Qt是C++語言開發(fā)的，最初的Qt主要是為跨平臺的軟件開發(fā)者提供一個統(tǒng)一的圖形用戶編程接口，以及統(tǒng)一的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫操作的編程接口。如今Qt已經(jīng)成為一個支持多操作系統(tǒng)的應用程序開發(fā)框架，它為用戶提供的工具包中包括了圖形設計器、Makfile制作工具、字體國際化工具和Qt的C++類庫，以及豐富的API函數(shù)。Linux桌面系統(tǒng)KDE就是基于Qt開發(fā)的。4Qt/E作為一個專用于嵌入式系統(tǒng)的GUI，它運行時需要的資源少，Qt/Embedded在運行時只需要一個較小的存儲空間和內(nèi)存，Qt/E采用模擬化編程，是可裁剪的，開發(fā)人員可以根據(jù)應用的需求，將不需要的功能剪裁掉。9.1.1Qt/Embedded概述Qt/E是Qt的嵌入式版本，是專門為嵌入式系統(tǒng)的圖形用戶界面定制的開發(fā)工具包。Qt/E與Qt一樣是用C++語言開發(fā)的，它繼承了C++的優(yōu)良的框架，為用戶提供了基于信號和插槽的組件化編程機制。5Qt/Embedded可以運行在不同的處理器上，只要Linux系統(tǒng)支持該處理器，則Qt/Embedded就可以在編譯后正常運行在該處理器上。目前Qt/E支持的處理器有InterX86、MIPS、ARM、M68K和PowerPC等。Qt/E采用面向?qū)ο蟮脑O計思想，支持多種不同的輸入設備，如：鍵盤、鼠標和圖形加速卡等。Qt/E不需要X服務器或Libe庫，因此它所消耗的內(nèi)存不大，通過裁剪和隱式共享的技術，Qt/E能夠最大程度的節(jié)省內(nèi)存空間。隱式共享是Qt/E采用的一種節(jié)省內(nèi)存空間的技術，在Qt中有很多類中都采用了該技術。使用該技術可以避免不必要的復制占用內(nèi)存空間。6Qt/E可以直接寫內(nèi)核緩沖幀，它的工具包中的圖形設計器Designer支持可視化的用戶接口設計，同時還具有動態(tài)布局的功能。圖9-3是Qt/Embedded的Linux版本的層次結構圖。應用程序QtAPIQt/Embedded幀緩沖Linux內(nèi)核7Qt/E窗口系統(tǒng)一個Qt/Embedded窗口系統(tǒng)可以包含一個或多個進程，其中的一個進程可以作為服務器進程。服務器進程其主要功能如下：為客戶分配顯示區(qū)域繪制屏幕提供輸入方法提供用戶接口產(chǎn)生鼠標事件產(chǎn)生鍵盤事件8Qt/E字體Qt/Embedded嵌入式系統(tǒng)的圖形用戶界面開發(fā)包支持以下4種格式的字體，同時還可以通過增加子類的方式來支持其他字體格式，QT/E中使用的所有字體都采用Unicode方式進行編碼。TrueType(TTF)：可縮放的矢量顯示字體。PostscriptType1(PFA/PFB)：可縮放的矢量打印字體。9BitmapDistributionFormatfonts(BDF)：不可縮放的位圖像素字體，占用的存儲空間量大。QtPrerenderedFont(QPF)：是QT/E專用的，不可縮放的輕量級字體。在Qt/Embedded開發(fā)包中QPF是QT/E專用的始終可用的字體，其余三中字體的開啟和關閉是可選的。TTF字體是顯示用的，可縮放的矢量字體，使用該格式時，每個指定大小的字符只在第一次顯示時被渲染；10BDF字體是位圖顯示字體，第一次使用該字體時所有字符都會被渲染，TTF、PFA和QPF字體格式都能采用光滑的抗鋸齒方式進行渲染；Qt/E輸入方法Qt/E開發(fā)包對不同的輸入法提供了支持接口，對于常用的中文輸入法、日文輸入法、阿拉伯文輸入法和希伯來文輸入法，都必須改變鍵盤的輸入編碼。11Qt/E開發(fā)包中的輸入法類QWSInputMethod是一個基類，它定義了一些接口接口來支持不同的輸入法程序，它可以處理鼠標和鍵盤事件，把接收到的鍵盤事件按照指定的輸入法編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換成對應的文字。下面我以中文輸入法為例來介紹文字輸入的步驟。在鍵盤上按拼音或五筆按順序進行按鍵，在Linux的服務器端監(jiān)測到鍵盤和鼠標事件，執(zhí)行對應的輸入法。當繼續(xù)進行按鍵時下文處于激活狀態(tài)，輸入法會嘗試著去創(chuàng)建與鍵盤輸入相對應的中文字符。12輸入完成時，需要用戶通過某種方式來確認輸入完成的結束字符串，此時，用戶所選擇的結束字符串將最終被發(fā)送到當前的編輯窗口。Qt/Embedded采用面向?qū)ο蟮脑O計思想，支持多種不同的輸入命令。例如，鍵盤、鼠標、圖形加速卡等。Qt/Embedded不需要服務器或者lib庫，因此它所消耗的內(nèi)存不大，通過裁剪和隱藏方式共享技術，Qt/Embedded能夠最大程度地節(jié)省內(nèi)存空間。139.1.2創(chuàng)建Qt/Embedded開發(fā)環(huán)境準備工作在進行Qt/E開發(fā)環(huán)境的安裝前，應先獲取相關的安裝包。要創(chuàng)建Qt/E的開發(fā)環(huán)境，我們需要先準備如下的安裝包：Tmake安裝包：tmake是makefile的生成工具。Qt/Embedded安裝包：qt-embedded-2.3.2.tar.bz2是嵌入式開發(fā)包。Qt的X11版的安裝包：qt-x11-2.3.2.tar.gz是用以產(chǎn)生開發(fā)環(huán)境所需的工具。14安裝tmake在linux的命令行模式下先對文件進行解壓，在安裝。tar

xfztmake-1.13.tar.gzexportTMAKEDIR=/qt/tmake-1.13exportTMAKEPATH=/qt/tmake-1.13/lib/qws/linux-x86-g/exportPATH=/qt/tmake-1.13/bin/:$PATH15安裝Qt/Embedded本書中選用的Qt/Embedded安裝包是qt-embedded-linux-opensource-src-3.4.0-rc1.tar.bz2它是一個完整的開發(fā)工具，其中包含了基于linux的嵌入式平臺開發(fā)工具和GUI。下面是qt-embedded-linux的安裝步驟：tar

–jxvfqt-embedded-2.3.2.tar.bz2cd

qt-embedded-2.3.2./comfigure-prefix/opt/qte-qt-mouse-linuxup-qvfb16Makemake

install

exportQTDIR

=/opt/qpeexportQTEDIR

=$QTDIRexport

PATH

=/opt/qte/bin:$PATHexportLD_LIBRARY_PATH=opt/qte/lib:$LD_LIBRARY_PATH17安裝Qt-X11qt-x11-2.3.2.tar.bz2主要是產(chǎn)生Qt開發(fā)工具，如designer和qvfb等，下面是qt-x11-2.3.2.tar.bz2的安裝步驟：tar

–jxvfqt-x11-2.3.2.tar.bz2cd

qt-x11-2.3.2./configure

make

18make

install

cd

qt-x11-2.3.2

cd

/tools/qvfb

make

cpbin/qvfb/opt/qte/bin199.1.3Qt設計器簡介Qt設計器是用來設計和實現(xiàn)用戶界面，并支持多平臺下使用的一種可視化的設計工具。Qt設計器中包含了一個代碼編輯器，qt窗口等功能的基類，同時還支持信號和插槽機制。使用Qt設計器你可以在編輯器中自己定制插槽的功能代碼、操作工具欄、菜單欄等。20信號和插槽信號和插槽是Trolltech創(chuàng)立的一種新機制，主要用于對象間的通信，Qt是完全支持該機制的，所以信號與插槽也被認為是Qt編程的基礎。在圖形用戶界面中常常需要對用戶的鼠標和鍵盤等動作做出響應，在很多時候?qū)τ谶@些事件的響應是通過回調(diào)函數(shù)來實現(xiàn)的，即事先定義一個函數(shù)，并把函數(shù)的指針作為參數(shù)傳遞給另外一個這種調(diào)用函數(shù)，當特定的事件發(fā)生時，調(diào)用函數(shù)通過地址調(diào)用回調(diào)函數(shù)對事件進行處理。而信號和插槽是另一種完全不同的機制，在Qt的編程中它取代了回調(diào)函數(shù)，同時也避免了由此帶來的進程崩潰的問題。21在Qt中信號和插槽是使用C++來實現(xiàn)的。在采用信號和插槽編程的類中，必須對QObject子類進行繼承，并在類的定義中加上Q_OBJECT宏。在類中信號signals是不需要實現(xiàn)的，當信號被激活時，執(zhí)行與該信號連接的插槽函數(shù)。插槽函數(shù)是需要被實現(xiàn)的函數(shù)，它與普通的C++成員函數(shù)一樣，它可以是虛函數(shù)，可以被重載。唯一不同的是插槽適合信號連接的函數(shù)，它可以在信號即事件發(fā)生后被自動調(diào)用。22在應用中，我們可以將信號和插槽隨意進行組合，一個信號可以連接到一個或多個插槽

，當一個信號被連接到多個插槽時，當信號發(fā)送時，與之連接的插槽將一個一個地被調(diào)用。如果是多個信號連接到一個插槽，此時只要與之相連的其中一個信號發(fā)送，插槽就會被調(diào)用。圖9-5是信號和插槽的連接示意圖。對象1信號1插槽對象3插槽對象2信號插槽1/223代碼編輯器代碼編輯器是進行代碼編寫的地方，使用代碼編輯器用戶可以在程序中嵌入自定義的插槽和信號。Qt中的信號和插槽是用C++語言編寫的，它可以自動生成部分代碼，也可以使用編輯器來編寫實現(xiàn)的代碼。關于程序的編寫規(guī)則和C++的書寫一樣，在此不再贅述。24窗口Qt設計器擁有豐富的窗口資源，Qwidget類是所有用戶界面對象的基類。窗口是用戶界面的一個基本原子，每一個窗口都是矩形，它不僅可以顯示繪制圖形，還可以從窗口系統(tǒng)中接收鼠標和鍵盤事件。圖9-6是Qwidget的類繼承圖。25每一個窗口都有一個頂級窗口，QDialog可以作為一個頂級窗口，它是一個沒有父窗口的窗口。通常情況下，在一個父窗口會包含框架、標題欄等子窗口。非頂級窗口就是子窗口，它是父窗口中的組成部分。類QWidget是擁有很多成員函數(shù)和成員變量的類。它的所有成員可以分為公有成員、私有成員和保護成員幾大類，下面將羅列出部分的公有插槽函數(shù)。QwidgetQDialogQFrameQLabelQLineEditQSpinBoxQObject26QWidget的成員眾多，在使用的時候你可以根據(jù)需要為你的窗口添加部件和事件，如：窗口重繪、鼠標按下、鼠標釋放和按鍵相關函數(shù)等。paintEvent()：窗口重繪函數(shù)，當窗口中的部件更新需要重繪時調(diào)用該函數(shù)。執(zhí)行該函數(shù)將在屏幕上重繪窗口。resizeEvent()：是窗口部件大小的函數(shù)。mousePressEvent()：當鼠標鍵被按下時被調(diào)用該函數(shù)，在Qt中有六個與鼠標相關的事件，但鼠標按下和鼠標釋放事件是其中最重要的事件。27mouseReleaseEvent()：是鼠標鍵釋放事件函數(shù)，當窗口部件接收到相應的鼠標釋放事件時，調(diào)用該函數(shù)。mouseDoubleClickEvent()：是鼠標鍵雙擊事件函數(shù)。keyPressEvent()：是鍵按下的事件函數(shù)，當鍵被按下和鍵被按下時間足夠長時可以自動重復該函數(shù)就被調(diào)用。focusInEvent()：當窗口部件獲得鍵盤焦點時調(diào)用該函數(shù)。focusOutEvent()：與focusInEvent()函數(shù)不同，它是當窗口部件失去鍵盤焦點時被調(diào)用的。28mouseMoveEvent()：是在鼠標鍵被按下同時鼠標移動時才會被調(diào)用，比如用鼠標進行拖動等操作。keyReleaseEvent()：當鍵被釋放或這個鍵是自動重復并且被按下一段時間時被調(diào)用，如果Tab和Shift+Tab鍵被用在焦點變換機制中，它們將僅被傳遞給窗口部件。為了強迫鍵釋放事件被你的窗口部件處理，你必須重新實現(xiàn)QWidget::event()。wheelEvent()：當窗口部件擁有焦點時，只要用戶轉(zhuǎn)動鼠標滾輪就調(diào)用該函數(shù)。29enterEvent()：該函數(shù)在鼠標進入這個窗口部件屏幕空間時被調(diào)用。leaveEvent()：是在鼠標離開這個窗口部件的屏幕空間時被調(diào)用。moveEvent()：是窗口部件相對于它的父窗口部件被移動時調(diào)用的。closeEvent()：當用戶關閉窗口部件時被調(diào)用的，該函數(shù)也可以在close()函數(shù)被調(diào)用時調(diào)用。309.1.4QtDesigner實例及Qt/E的交叉編譯1．新建工程第一步是新建一個工程文件，并手動為其添加頭文件和源文件。在這里使用工程文件而不是創(chuàng)建一個單獨的ui文件的好處是，使用工程文件你可以將所有的圖像存儲到一個單一的文件中，而且可以通過鼠標點擊來加載窗口。點擊“file->new”進入如圖9-7所示的新文件對話框，選擇“C++Project”單擊OK。這時你就可以為你的工程文件命名，并制定保存位置。31322．新建窗口在QtDesigner中，單擊菜單項“new”，將彈出一個“newForm”對話框，在彈出的這個對話框中選擇“widget”并單擊“OK”了，新建一個窗口。完成窗口的新建工作后，接下來就是修改窗口的屬性，在name屬性欄中填入“hello”，設置窗口名；設置窗口尺寸確保窗口的大小與目標板上的顯示屏大小一致，在此我們設置其窗口尺寸為240*320。333．填寫顯示文本雙擊“textlabel”在里面填寫要顯示的文本信息，單擊“OK”，將你的工程保存到指定的文件夾里，最好選擇和你的工程名一致的文件夾，此時QtDesigner以為你生成了一個hello.ui文件。4．生成hello.h頭文件和hello.cpp現(xiàn)在我們可以通過uic命令來生成hello.h頭文件和hello.cpp實現(xiàn)文件。34命令“uic-ohello.hhello.ui”是生成頭文件，而“uic-ohello.cppimplhello.hhello.ui”是生成與hello.h對應的hello.cpp文件。執(zhí)行完成就得到了Hello窗體的頭文件hello.h和實現(xiàn)文件hello.cpp，接下來就可以為其添加相應的代碼了。uic-ohello.hhello.uiuic-ohello.cppimplhello.hhello.ui355.編寫main函數(shù)一個Qt/Embedded應用程序中應該包含一個main主函數(shù)，使用編輯器vi或emacs先新建一個main.cpp文件，并為其填寫如下代碼。#include"hello.h"#include<qapplication.h>/*Main.cpp是主函數(shù)，程序從此開始執(zhí)行*/intmain(intargc,char*argv[]){QApplicationap(argc,argv);/*

生成一個hello的變量*/hellodlp;ap.setMainWidget(&dlp);dlp.show();returnap.exec();}366.編輯完成文件的編寫后，接下來進行的編輯了。前面介紹的三個文件hello.h、hello.cpp和main.cpp都應該被包含在工程文件.pro內(nèi)。HEADERS=hello.hSOURCES=hello.cpp\Main.cppINTERFACES

=

TARGET

=hello377.生成makefile文件在Qt中編輯器同樣是根據(jù)makefile文件的內(nèi)容來進行編譯的，在Qt中生成makefile文件可以使用tmake或者qmake。其中qmake用于本地編譯，tmake則既可以生成本地的makefile，也可以生成用于交叉編譯的makefile，二者的區(qū)別在于TMAKEPATH路徑的不同，一個是用于x86，另一個是用于arm或其他的處理器。8.編譯工程直接執(zhí)行make命令對整個工程進行編譯鏈接，生成一個二進制的可執(zhí)行文件hello，將這個文件發(fā)布到目標板上就完成了。38Qtopia虛擬平臺及在S3C2410s開發(fā)板上移植Qtopia是Trolltech公司開發(fā)的，用于采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的消費類電子設備中。他是一個綜合的應用平臺，包含有完整的應用程序、用戶界面、窗口操作系統(tǒng)以及開發(fā)框架等。Qtopia是基于Qt/E開發(fā)的，是帶桌面的系統(tǒng)嵌入式圖形開發(fā)工具。常用于PDA、手機等電子產(chǎn)品中。Qtopia是帶桌面的嵌入式Qt，而Qt/E是Qt的嵌入式開發(fā)工具。Trolltech所提供的Qtopia有三大版本，分別是Qtopia手機版、QtopiaPDA版和Qtopia消費電子產(chǎn)品平臺。399.2.1構建本機Qtopia虛擬平臺建立本機的Qtopia虛擬平臺，需要先準備qtopia的環(huán)境qtopia-free-source-2.1.1.tar.bz2、e2fsprogs-1.39、tmake、qt-embedded和qt-x11。安裝e2fsprogs-1.39e