嵌入式用戶圖形界面編程 嵌入式用戶圖形界面編程 課程目的了解嵌入式圖形系統(tǒng)掌握QT E開發(fā)環(huán)境 關(guān)鍵技術(shù)通過實例熟悉基于Qt E的嵌入式GUI設(shè)計 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 1Linux圖形系統(tǒng)的發(fā)展史linux本身沒有圖形界面 linux現(xiàn)在的圖形界面的實現(xiàn)只是linux下的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 1Linux圖形系統(tǒng)的發(fā)展史圖形界面并不是linux的一部分 linux只是一個基于命令行的操作系統(tǒng) linux和Xfree的關(guān)系就相當(dāng)于當(dāng)年的DOS和windows3 0一樣 windows3 0不是獨立的操作系統(tǒng) 它只是DOS的擴(kuò)充 是DOS下的應(yīng)用程序級別的系統(tǒng) 不是獨立的操作系統(tǒng) 同樣XFree只是linux下的一個應(yīng)用程序而已 不是系統(tǒng)的一部分 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 1Linux圖形系統(tǒng)的發(fā)展史但是X的存在可以方便用戶使用電腦 WINDOWS95及以后的版本就不一樣了 他們的圖形界面是操作系統(tǒng)的一部分 圖形界面在系統(tǒng)內(nèi)核中就實現(xiàn)了 沒有了圖形界面windows就不成為windows了 但linux卻不一樣 沒有圖形界面linux還是linux 很多裝linux的WEB服務(wù)器就根本不裝X服務(wù)器 這也是WINDOWS和linux的重要區(qū)別之一 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 1Linux圖形系統(tǒng)的發(fā)展史XWindow 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)OpenLook 來自SUN與AT TMotif 來自IBM HP的OSFCDE UNIX的標(biāo)準(zhǔn)圖形界面QT KDE的開發(fā)基礎(chǔ)GNOME 信仰的產(chǎn)物 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 2嵌入式圖形系統(tǒng)的發(fā)展史早期嵌入式系統(tǒng)功能簡單 對圖形用戶界面需求并不是太大 而且當(dāng)時的圖形系統(tǒng)對硬件要求太高 在嵌入式上實現(xiàn)幾乎沒有可能 后來 應(yīng)市場需求產(chǎn)生一些高級GUI工具包 使得嵌入式linux下的圖形開發(fā)成為可能 而且易于編寫出更好 更漂亮的界面 1 嵌入式圖形系統(tǒng)簡介 1 3常用的幾種嵌入式GUI工具包緊縮的XWindow系統(tǒng)MicroWindowsMiniGUIOpenGUIQt Embedded 1 3 1TinyX TinyX 是標(biāo)準(zhǔn)X Windows在嵌入式系統(tǒng)的小巧實現(xiàn) 作為一個圖形環(huán)境 X Windows是成功的 但由于在體系接口上的原因 限制了它對游戲 多媒體的支持能力 1 3 2Microwindows Mirowindows是嵌入式系統(tǒng)中廣為使用的一種圖形用戶接口 其官方網(wǎng)站是 http www microwindows org 這個項目的早期目標(biāo)是在嵌入式Linux平臺上提供和普通個人電腦上類似的圖形用戶界面 MicroWindows 其主要特色在于提供了 體系結(jié)構(gòu) 同時也提供了相對完善的圖形功能 但卻無任何硬件加速能力 圖形引擎中也存在著許多未經(jīng)優(yōu)化的低效算法 1 3 3MiniGUI MiniGUI是由北京飛漫軟件技術(shù)有限公司主持的一個自由軟件項目 遵循GPL條款 其目標(biāo)是為基于Linux的實時嵌入式系統(tǒng)提供一個輕量級的圖形用戶界面支持系統(tǒng) MiniGUI為應(yīng)用程序定義了一組輕量級的窗口和圖形設(shè)備接口 利用這些接口 每個應(yīng)用程序可以建立多個窗口 而且可以在這些窗口中繪制圖形 用戶也可以利用MiniGUI建立菜單 按鈕 列表框等常見的GUI元素 1 3 4OpenGUI OpenGUI基于一個用匯編實現(xiàn)的x86圖形內(nèi)核 提供了一個高層的C C 圖形 窗口接口 它的資源消耗小 可移植性差 不支持多進(jìn)程 1 3 5主流的Linux窗口系統(tǒng) 2 QT E Qt Embedded 簡稱QtE 是一個專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計圖形用戶界面的工具包 Qt是挪威Trolltech軟件公司的產(chǎn)品 它為各種系統(tǒng)提供圖形用戶界面的工具包 QtE就是Qt的嵌入式版本 2 QT E 注意 QT與QT Embedded的區(qū)別 2 QT E 2 QT E QT類庫架構(gòu) 2 1QT E特點 2 1 1跨平臺可支持的平臺包括 MS Windows95 Windows98 WindowsNT4 0 Windows2000 WindowsXP Unix X11Linux SunSolaris HP UX CompaqTrue64Unix IBMAIX SGIIRIX和很多其它X11平臺 MacintoshiMacOSX 嵌入式的 包含有FramBuffer的Linux平臺 2 1QT E特點 2 2 2資源豐富trolltech的主頁 2 1QT E特點 2 2 3工具豐富提供了構(gòu)建 qmake 可視化設(shè)計 uic和qdesigner 國際化 linguist 文檔系統(tǒng) assistant 等一系列非常好用的工具 2 1QT E特點 2 2 4豐富的API函數(shù)Qt Embedded也可以看成是一組用于訪問嵌入式設(shè)備的QtC API Qt Embedded的Qt X11 Qt Windows和Qt Mac版本提供的都是相同的API和工具 2 1QT E特點 2 2 5運行需要資源少 功能強大相對X窗口下的嵌入解決方案而言 Qt Embedded只要求一個較小的存儲空間 Flash 和內(nèi)存 Qt Embedded可以運行在不同的處理器上部署的Linux系統(tǒng) 只要這個系統(tǒng)有一個線性地址的緩沖幀并支持C 的編譯器 2 1QT E特點 2 2 6功能可裁減Qt Embedded提供了大約200個可配置的特征 3QTOPIA 3 1簡介Qtopia是基于Qt編寫的一個用于手持設(shè)備的用戶信息管理軟件 它集成了很多實用的程序 市面上買到的預(yù)裝linux操作系統(tǒng)的arm9開發(fā)版 開機后看到的圖形界面多是qtopia 3QTOPIA 3 1簡介 3QTOPIA 3 2QTE和Qtopia開發(fā)模型 課堂回顧 1 QT與QT E最大的不同 2 QTOPIA與QT的關(guān)系 3 眾多嵌入式圖形開發(fā)庫中 為什么大多數(shù)人選擇QT E 4QTE開發(fā)環(huán)境搭建 宿主機移植所需工具及環(huán)境變量聲明 5QTE開發(fā)關(guān)鍵技術(shù) 1 QT對象模型元對象系統(tǒng)信號和插槽2 QObject類對象樹事件處理 元對象系統(tǒng) 是一個C 擴(kuò)展 使得QT更適合真正的組件GUI編程使用元編譯器moc產(chǎn)生能被標(biāo)準(zhǔn)C 編譯器訪問的附加C 代碼帶有moc預(yù)編譯器的C 基本上提供了面向?qū)ο蟮撵`活性 并保持了C 的執(zhí)行效率和擴(kuò)展性 信號和插槽 在Qt程序中 利用信號 signal 和插槽 slot 機制進(jìn)行對象間的通信signal和slot機制真正實現(xiàn)了封裝的概念 slot除了接收signal之外和其它的成員函數(shù)沒有什么不同 而且signal和slot之間也不是一一對應(yīng)的 事件處理的方式也是回調(diào)當(dāng)對象狀態(tài)發(fā)生改變的時候 發(fā)出signal通知所有的slot接收signal 盡管它并不知道哪些函數(shù)定義了slot 而slot也同樣不知道要接收怎樣的signal Signal和Slot的聲明 1 2 在Qt程序設(shè)計中 凡是包含signal和slot的類中都要加上Q OBJECT的定義 Signal和Slot的聲明 2 2 signal的發(fā)出一般在事件的處理函數(shù)中 利用emit發(fā)出signal 在下面的例子中在在事件處理結(jié)束后發(fā)出signal Signal和Slot的連接 1 2 在signal和slot聲明以后 需要使用connect 函數(shù)將它們連接起來 connect 函數(shù)屬于QObject類的成員函數(shù) 它能夠連接signal和slot 也可以用來連接signal和signal 函數(shù)原形如下 boolQObject connect constQObject sender constchar signal constQObject receiver constchar member 其中第一個和第三個參數(shù)分別指出signal和slot是屬于那個對象或組件 Signal和Slot的連接 2 2 在使用connect 函數(shù)進(jìn)行來接的時候 還需要用到SIGNAL 和SLOT 這兩個宏 使用方法如下 信號與插槽的連接方式 QObject類 QObject是Qt類體系的唯一基類 是Qt各種功能的源頭活水 就象MFC中的CObject和Dephi中的TObject對象樹 QObject在對象樹中組織它們自己 當(dāng)你以另外一個對象作為父對象來創(chuàng)建一個QObject時 它就被添加到父對象的children 列表中 并且當(dāng)父對象被刪除的時候 它也會被刪除 這種機制很好的適合了圖形用戶界面應(yīng)用對象的需要 事件 事件是由窗口系統(tǒng)或qt本身對各種事務(wù)的反應(yīng)而產(chǎn)生的 當(dāng)用戶按下 釋放一個鍵或鼠標(biāo)按鈕 一個鍵盤或鼠標(biāo)事件被產(chǎn)生 當(dāng)窗口第一次顯示 一個繪圖事件產(chǎn)生 從而告知最新的可見窗口需要重繪自身 大多數(shù)事件是由于響應(yīng)用戶的動作而產(chǎn)生的 但還有一些 比如定時器等 是由系統(tǒng)獨立產(chǎn)生的 事件運行機制 QApplication QApplication和QWidget都是QObject類的子類QApplication類負(fù)責(zé)GUI應(yīng)用程序的控制流和主要的設(shè)置 它包括主事件循環(huán)體 負(fù)責(zé)處理和調(diào)度所有來自窗口系統(tǒng)和其他資源的事件 并且處理應(yīng)用程序的開始 結(jié)束以及會話管理 還包括系統(tǒng)和應(yīng)用程序方面的設(shè)置 對于一個應(yīng)用程序來說 建立此類的對象是必不可少的 QWidget QWidget類是所有用戶接口對象的基類 它繼承了QObject類的屬性 組件是用戶界面的單元組成部分 它接收鼠標(biāo) 鍵盤和其它從窗口系統(tǒng)來的事件 并把它自己繪制在盤屏幕上QWidget類有很多成員函數(shù) 但一般不直接使用 而是通過子類繼承來使用其函數(shù)功能 如 QPushButton QlistBox等都是它的子類 對象樹 6實例一 一 代碼編輯二 程序編譯 include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget include includeintmain intargc char argv QApplicationa argc argv QPushButtonhellobtn Helloworld 0 hellobtn resize 100 20 a setMainWidget 6實例一 二 程序編譯1 生成工程文件qmake project2 生成Makefileqmake3 編譯make 6實例二 一 工程創(chuàng)建二 界面設(shè)計三 代碼編輯四 程序編譯 6實例三 信號與槽 一 工程創(chuàng)建二 界面設(shè)計三 代碼編輯四 程序編譯 課堂回顧 1 怎樣將信號連接到槽 2 能否將多個槽連接到一個信號 7QtDesigner 直接使用代碼來直接編寫GUI無疑是非常痛苦的 好在QT提供了界面開發(fā)工具 QTdesignerQt應(yīng)用程序除了使用手工編寫代碼的方式外 還可以用過QtDesinger來完成QtDesigner的功能十分強大 界面類似于VB 而且還提供了大量可供編程使用的組件 7QtDesigner 基于QtDesigner程序設(shè)計 在使用QtDesigner程序開發(fā)時 一般要涉及到下面幾個步驟 1 創(chuàng)建和初始化子部件2 設(shè)置子部件布局3 設(shè)置Tab鍵次序 不是必須 4 建立信號與插槽的連接5 編寫事件處理函數(shù) 基于QtDesigner程序設(shè)計 基于QtDesigner程序設(shè)計 QtDesigner的工作過程 QtDesigner將工程文件組織成 ui的文件由 ui文件生成 h文件UIC oform hform ui需要注意的是 在QT3中使用例如UIC oform cpp iform hform ui這樣的方式來生成表單的CPP文件 但在QT4中 UIC已經(jīng)作了修改 不能輸出表單的CPP文件由C 編譯器編譯所有 h和 cpp文件 QT編程模式 Qt程序開發(fā)流程 1 使用designer 設(shè)計界面 添加窗口組件 建立信號槽連接 編寫事件處理函數(shù) 保存工程為 ui文件 得到一個主窗口類2 編寫main cpp文件進(jìn)行主窗口類的實例化及顯示3 設(shè)置編譯所需的環(huán)境變量QTDIR Qt程序開發(fā)流程 4 使用qmake生成 pro工程文件 root Intelqt4 qmake project5 通過qmake自動生成Makefile文件 root Intelqt4 qmake6 make生成可執(zhí)行文件7 運行