嵌入式用户图形界面编程.ppt
嵌入式用户图形界面编程,嵌入式图形系统简介 基于Qt/Embedded的嵌入式GUI设计,1、嵌入式图形系统简介,1.1 Qt/Embedded Qt/Embedded(简称QtE)是一个专门为嵌入式系统设计图形用户界面的工具包。Qt是挪威Trolltech软件公司的产品，它为各种系统提供图形用户界面的工具包，QtE就是Qt的嵌入式版本。,1.1 Qt/Embedded,使用QtE，开发者可以： 用QtE开发的应用程序要移植到不同平台时，只需要重新编译代码，而不需要对代码进行修改。 可以随意设置程序界面的外观。 可以方便地为程序连接数据库。 可以使程序本地化。 可以将程序与Java集成。,嵌入式系统地要求是小而快速，而QtE就能帮助开发者为满足这些要求开发强壮地应用程序。 QtE是模块化和可裁剪地。开发者可以选取他所需要的一些特性，而裁剪掉所不需要的。这样，通过选择所需要的特性，QtE的映像变得很小，最小只有600K左右。,同Qt一样，QtE也是用C+写的，虽然这样会增加系统资源消耗，但是却为开发者提供了清洗的程序框架，使开发者能够迅速上手，并且能够方便地编写自定义的用户界面程序。 由于QtE是作为一种产品推出，所以它有很好的开发团体和技术支持，这对于使用QtE的开发者来说，方便开发过程，并增加了产品的可靠性。,总的来说，QtE拥有下面一些特征： 拥有同Qt一样的API；开发者只需要了解Qt的API，不用关心程序所用到的系统与平台 它的结构很好地优化了内存和资源地利用。 拥有自己的窗口系统：QtE不需要一些子图形系统。它可以直接对底层的图形驱动进行操作。 模块化：开发者可以根据需要自己定制所需要的模块。 代码公开以及拥有十分详细的技术文档帮助开发者。 强大的开发工具。,与硬件平台无关：QtE可以应用在所有主流平台和CPU上。支持所有主流的嵌入式Linux，对于在Linux上的QtE的基本要求只不过是Frame Buffer设备和一个C+编译器(如gcc)。Qte同时也支持很多实时的嵌入式系统，如QNX和WindowsCE。 提供压缩字体格式：即使在很小的内存中，也可以提供一流的字体支持。 支持多种的硬件和软件的输入。 支持Unicode，可以轻松地使程序支持多种语言。 支持反锯齿文本和Alpha混合的图片。,Trolltech公司在QtE的基础上开发了一个应用的环境Qtopia，这个应用环境为移动和手持设备开发。其特点就是拥有完全的、美观的GUI，同时它也提供可上百个应用程序用于管理用户信息、办公、娱乐、Internet交流等。 已经有很多公司采用了Qtopia来开发他们主流的PDA。,QtE虽然公开代码和技术文档，但是它不是免费的，当开发者的商业化产品需要用到他的运行库时，必须向Trolltech公司支持license费用(每套3美金)，如果开发的东西不用于商业用途则不需要付费。 QtE由于平台无关性和提供了很好的Gui编程接口，在许多嵌入式系统中得到了广泛的应用，是一个成功的嵌入式GUI产品。,1.2 Microwindows,Mirowindows是嵌入式系统中广为使用的一种图形用户接口，其官方网站是：http:/www.microwindows.org。这个项目的早期目标是在嵌入式Linux平台上提供和普通个人电脑上类似的图形用户界面。 作为PC上X-Windows的替代品，Microwindows提供了和X-Windows类似的功能，但是占用的内存要少得多，根据用户得配置，Microwindows占用得内存资源在100KB-60KB。,1.2 Microwindows,Microwindows支持多种外部设备得输入，包括液晶显示器、鼠标和键盘等。在嵌入式Linux平台上，从Linux2.2.x的内核开始，为了方便图形的显示，使用了framebuffer的技术。 Microwindows完全支持Linux最新framebuffer技术，支持每个象素1位、2位、4位、8位、16位、24位和32位的色彩空间/灰度，并且通过调色板技术将RGB格式的颜色空间转换成目标机器上最相近的颜色，然后显示出来。,1.2 Microwindows,Microwindows的核心基于显示设备接口，因此可移植行很好，microwindows有自己的Framebuffer，因此它并不局限于Linux开发平台，在eCos、FreeBSD、RTEMS等操作系统上都能很好地运行。 此外，Microwindows能在宿主机上仿真目标机。这意味着基于Linux的Microwindows应用程序的开发和调试可以在普通的个人电脑上进行，而不需要使用普通嵌入式软件的“宿主机目标机”调试模式，从而大大加快了开发速度。 Mincrowindows是完全免费的一个用户图形系统。,1.3 MiniGUI,MiniGUI是由北京飞漫软件技术有限公司主持的一个自由软件项目(遵循GPL条款)，其目标是为基于Linux的实时嵌入式系统提供一个轻量级的图形用户界面支持系统。 MiniGUI为应用程序定义了一组轻量级的窗口和图形设备接口。利用这些接口，每个应用程序可以建立多个窗口，而且可以在这些窗口中绘制图形。用户也可以利用MiniGUI建立菜单、按钮、列表框等常见的GUI元素。,1.3 MiniGUI,用户可以将MiniGUI配置成“MiniGUI-Threads”或者“MiniGUI-Lite。 运行在MiniGUI-Threads上的程序可以在不同的线程中建立多个窗口，但所有的窗口在一个进程中运行。 相反，运行在MiniGUI-Lite上的每个程序是单独的进程，每个进程也可以建立多个窗口。 MiniGUI-Threads适合于具有单一功能的实时系统，而MiniGUI-Lite 则适合于类似于PDA和瘦客户机等嵌入式系统。,1.2 QTE和Qtopia开发模型,1.2.1 QTE与QT/X11比较,1.2.1 QTE与QT/X11比较,QT/Embedded通过Qt API 与Linux I/O设施直接交互，成为嵌入式linux端口。同Qt/X11相比， QT/Embedded很节省内存，其不需要一个X服务器或是Xlib库，它在底层摈弃了Xlib，采用framebuffer（帧缓存）作为底层图形接口。 同时，将外部输入设备抽象为keyboard和mouse输入事件。 QT/Embedded 的应用程序可以直接写内核缓冲帧，这可避免开发者使用繁琐的Xlib/Server系统。,1.2.2 Qtopia介绍,Qtopia是一种全方位的应用开发平台，它可用于基于嵌入式linux的PDA，移动电话，web pads，以及其他移动计算设备。 Qtopia构建于Qt/Embedded之上，是专为基于linux的消费电子产品提供和创建图形用户界面而设计的。常见的有两种版本： Qtopia Phone版：专为基于linux的智能电话和多功能电话设计。 Qtopia PDA版：专为基于linux的PDA设计。,1.2.2 Qtopia介绍,Qtopia特色： 视窗操作系统；同步窗口；开发环境；本地化支持；游戏和多媒体；PIM应用程序；输入法；个性化选项；internet应用程序；java集成；无线支持；,1.2.3 Qt/Embedded开发模型,嵌入式软件开发通常都采用交叉编译的方式进行，基于Qt/Embedded和Qtopia的GUI应用开发也采用这样的模式。先在宿主机上调试应用程序，调试通过后，经过交叉编译移植到目标板上。 Qt/Embedded直接写入帧缓存，在宿主机上则是通过qvfb（virtual framebuffer）来模拟帧缓存。qvfb是X窗口用来运行和测试Qtopia应用程序的系统程序。qvfb使用了共享内存存储区域（虚拟的帧缓存）来模拟帧缓存并且在一个窗口中模拟一个应用程序来显示帧缓存，显示的区域被周期性的改变和更新。,1.2.3 Qt/Embedded开发模型,宿主机移植所需工具及环境变量声明：,1.2.4 Qt/Embedded信号与插槽,（1）概述 信号与插槽是QT自定义的一种通信机制，它独立于标准的从C/C+语言。他的实现必须借助于moc（Meta Object Compiler）的QT工具，他是一个C+预处理程序，为高层次的事件处理自动生成所需要的附件代码。 所谓图形用户接口的应用就是对用户的动作作出响应。程序员则必须把事件和相关代码联系起来，这样才能对事件作出正确的响应。,所有从QObject或其子类（例如Qwidget）派生的类都能够包含信号和插槽。 当对象改变状态时，信号就由该对象发射（emit）出来。 插槽用于接收信号，但它们是普通的对象成员函数。 一个插槽并不知道是否有任何消息与自己相连。用户可以将很多信号与一个插槽相连，也可将单个消息与多个插槽进行链接。,（2）信号与插槽的实现 信号： void mysignal(int x); 插槽： void myslot（int x）; 信号与插槽关联： connect（abutton, SIGNAL(clicked),SLOT(quit)）;,3、基于Qt/Embedded的嵌入式GUI设计,3.1 建立Qt/Embedded开发环境 安装x86-qtopia源代码 # tar xvzf x86-qtopia.tgz C /sbc2410 # cd /sbc2410/x86-qtopia #./build (shell 程序) 安装SBC-2410X版本的arm-qtopia源代码 #tar xvzf arm-qtopia.tgz C /sbc2410 # cd /sbc2410/x86-qtopia #./build (shell 程序),3.2 设置链接库,当在PC上模拟Qtopia的运行时，需要用到对应Qt版本的库文件，因此需要修改/etc/ld.so.conf 文件以适应刚刚安装的Qt(Redhat安装时带有Qt库，但不适合我们最新安装的版本)，修改后的ld.so.conf文件内容如下： /sbc2410/x86-qtopia/qt/lib /sbc2410/x86-qtopia/qtopia/lib /usr/kerberos/lib /usr/X11R6/lib /usr/lib/sane 修改完此文档后，为了让刚刚安装的库生效，必须运行ldconfig。 至此Qt的开发缓建已经建立。,3.3 运行Qtopia,（1）设置环境变量 在/sbc2410/x86-qtopia/目录下输入“source set-env”或“. set-env”。 （2）启动虚拟帧缓存 “$ qvfb &” 或“$ qvfb width 640 height 480 &” （3）运行qtopia qpe &,
