基于Qt的嵌入式Linux通讯簿程序设计

摘 要： 随着嵌入式系统的发展，在Linux 下使用Qt 开发嵌入式应用程序是嵌入式图形用户界面( GUI) 系统应用研究的重点。通过一个通讯簿程序的设计，给出了基于Qt 的嵌入式Linux 程序开发的关键技术，包括QtDesigner、信号与槽机制的使用、程序主要功能代码的实现以及程序开发的整体过程。

Linux 操作系统具有开放的源码、高效稳定的内核、良好的开发环境以及支持多种硬件平台的特点，且具有可配置性和模块化的特点; Qt 是一个面向对象的支持多操作系统平台的应用程序开发框架，它采用了一种独有的Signal2Slot (信号与槽) 的对象间通信机制，以代替传统的不安全的回调技术。Qt 的自由版开放了源代码，因此开发人员在Linux 下使用Qt 进行嵌入式系统开发是非常理想的选择。

从目前国内嵌入式系统( Embedded system) 的开发情况来看，在Linux 下使用Qt 来开发嵌入式GUI 程序还不是很多，且相关中文资料也较少。

究其原因，主要是由于Qt 历史较短，其比较稳定的版本是在2002 年之后才逐渐被国内工程人员使用，虽然功能强大，但中文文档匮乏，延缓了在国内的普及。另外一个主要原因是虽然嵌入式技术随着半导体技术的进步得到长足的发展，但较为成熟的嵌入式操作系统及支持嵌入式操作系统的平台是在近几年才逐步发展起来，而Qt 需要在操作系统的支持下才可使用。文献[ 2 ]~[ 4 ]从不同的方面阐述了Linux 下使用Qt 进行嵌入式开发的一般过程和特点，但没有对其关键技术及程序开发实现过程进行具体的说明。为此，笔者通过通讯簿程序的设计，从工程文件的建立到可执行程序的生成，详细给出了其中关键技术的实现及关键代码的运用。

1 基于Qt 的嵌入式Linux 通讯簿程序设计

在嵌入式开发之前，首先要搭建好开发环境。 正确设置编译器、Qt 及Qt E 环境变量对后续程序编译过程至关重要。本设计使用的嵌入式处理器为三星公司的基于ARM 920 T 的S3C2410X芯片，最高工作频率203 MHz. 操作系统为REDHA T L INUX 910 , 内核版本214118. 串口通信程序为MINICOM , 使用Tro11 Tech 公司发布的自由版： qt2x1122. 3. 2 ,qt2embedded22. 3. 10 , 使用arm2linux2gcc231411 编译器。

通讯簿程序主要记录联系人的姓名、电话、邮件地址及地址信息，具有新建、编辑、删除、查询联系人信息等功能。

1.1 生成工程文件

通常一个应用程序对应一个工程。工程文件的作用是管理当前项目中所有的文件及其关系，可以使用progen 工具来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，还需后续添加工程所包含的头文件、源文件等信息。

1.2 使用QtDe signer 设计程序窗体

QtDesigner 是Qt 的一个可视化的程序界面设计工具，使用它来设计程序的界面非常方便，从而开发者可以专注于程序功能的实现。通讯簿主窗口包括联系人信息查询、新建、编辑及删除功能部件。查询功能使用2 个TextLable , 1 个LineEdit ,1 个ComboBox 及1 个PushButton 部件，其中ComboBox 可以设置NAME , Telep hone , Email ,Address 4 种查询方式。新建联系人可以单独弹出新建窗口来实现，使用4 个TextLable 及4 个LineEdit 部件。编辑和删除联系人由1 个ListView 和2 个PushBut ton 部件构成，其中ListView 包括1 个List 和4 个Column ( 包括Name , Telep hone ,Email ,Address)。

在Qt 中，"事件驱动"通过Signal2Slot (信号和槽) 机制实现。Signal 主要是各可视化组件产生的事件，这些事件通常由Qt 控件预定义，如按钮单击事件clicked 等。Slot 是对某个事件的处理方法，它也属于类的成员函数，其编写和普通成员函数类似。当需要处理某组件的Signal 事件并要求把定义好的Slot 作为响应事件的方法时，只要在实现文件中使用connect 函数把Signal 和指定的Slot 连接起来即可。当对象改变其状态时，信号被发送，对象不关心有没有其它对象接收到这信号，可以将信号和槽通过connect 函数任意相连。信号与槽的连接原理如图1 所示。

图1 信号与槽连接抽象图

以下是通讯簿程序主窗口5 个按钮的Signal2Slot 的connect 代码：

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(如图2 及图3 所示) 设计完成后，将通讯簿主窗口及新建联系人窗口分别保存为AddressBook. ui 和New. ui 界面文件。

图2 通讯簿主窗口

图3 新建联系人窗口

1.3 生成窗体类的头文件和源文件

使用Qt 提供的uic 工具通过界面文件AddressBook.ui 来生成AddressBook. h 文件和AddressBook.cpp 文件(同样，使用uic 工具通过界面文件New.ui 来生成New.h 和New.cpp 文件) :

uic -o AddressBook. h AddressBook. ui

uic -o AddressBook. cpp -impl AddressBook. h

AddressBook. ui

通讯簿要实现新建、编辑、删除、查询联系人信息等功能还需要在AddressBook1cpp 文件里添加相应的功能实现代码。

为实现新建联系人功能，在文件AddressBook1cpp 中定义一个AddressBook 类的成员函数：

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

新建联系人信息包括姓名、电话、邮件及地址，在函数中定义一个字符串类型函数：

st ring lSQL St ring

并给lSQL St ring 赋值：

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

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

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

编辑联系人信息时，定义成员函数：

void AddressBook∶∶edit Slot ()

分别在姓名、电话、邮件及地址栏中输入信息：

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

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

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

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

删除联系人信息时，定义成员函数：

void AddressBook∶∶delSlot ()

选择要删除的联系人，从数据库删除该联系人信息：

st ring lSQLSt ring ;

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

Const∶∶DBCOL_NAME + " = " + aName ;

查询联系人时，定义成员函数：

void AddressBook∶∶searchSlot ()

在查询框中输入联系人的姓名、电话、邮件及地址信息之一，选择相应的查询方式：

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 代码不再给出。

1.4 编写主函数

每一个Qt 应用程序都包含一个主函数main1cpp . 主函数是应用程序执行的入口点。以下是AddressBook 的主函数文件main1cpp 的关键代码：

int main (int argc , char 3 3argv)

{

QApplication AddressBook ( argc , argv ) ;/ / 创建Qapplication 对象，管理整个程序资源

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

app . setMainWidget ( mainWin ) ;/ / 设置mainWin 部件为程序的主部件

mainWin - > show() ;/ / 使mainWin 部件可视

return AddressBook. exec () ;/ / 把程序控制权交还给Qt

}

1.5 编辑工程文件

代码编写完成后，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 生成可执行文件

编译器是根据Makefile 文件内容来进行编译的，所以需要生成一个Makefile 文件1Qt 提供的qmake 工具可以从一个工程文件( . pro 文件) 中产生Makefile 文件，然后再使用make 命令对整个工程进行编译链接：

生成的二进制文件AddressBook 就是可以直接运行的可执行文件。程序运行结果如下面图示，图4是按照姓名(Name) 查询联系人Mat rix 的信息，图5是编辑新联系人Mat rix 的信息。

图4 按姓名查询联系人

图5 编辑新联系人信息

程序编译成功后可先在Virt ual f ramebuffer(虚拟缓冲帧) 中运行，确证无误后再交叉编译在开发板上运行。交叉编译时要确保$Q TEDIR/ lib 下有需要在开发板上运行的库文件。

2 结论

所设计的通讯簿程序具有对联系人的姓名、电话、邮件地址及通讯地址等信息的记录、新建、编辑、删除、查询等功能，且可按照姓名、电话、邮件地址及通讯地址4 种查询方式来检索联系人。程序的设计很好地体现了Qt 的信号与槽机制，并且使用QtDesigner 可方便地进行可视化程序界面设计，通过使用Qt 中丰富的类函数，利用其面向对象和模块化的特征，避免了繁琐的X 编程。通讯簿程序的设计对在Linux 下使用Qt 开发其他嵌入式GUI 程序具有一定的指导意义。