嵌入式课程设计报告.docx
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嵌入式课程设计报告
嵌入式课程设计
---------基于QT的界面程序设计
学院：
信息科学与工程学院
专业：
电子信息工程
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
日期：
2015年06月15日
目录
一、设计目的3
二、设计任务及要求3
三、方案设计3
1内核编译3
2文件系统4
四、搭建嵌入式系统开发环境4
1安装交叉编译器4
2安装tslib-1.4.14
3安装Qt4.75
4、qt-4.5文件系统6
五、NFS挂载6
六、QT界面设计（LED实现）7
1QTcreater安装7
2ARM平台的编译环境设置7
3创建工程7
4LED界面设计8
5主要程序代码8
七、结果12
八、总结12
1遇到的问题及解决方法12
2实验心得感想13
基于QT界面的程序设计
一、设计目的
1．进一步巩固嵌入式系统的基本知识；
2．掌握嵌入式应用系统的基本结构；
3．掌握嵌入式系统开发环境建立和使用；
4．掌握嵌入式系统基本驱动、应用程序的设计调试和编译移植方法；
5．学会查阅有关专业资料及设计手册；
6.QT界面编程。
二、设计任务及要求
1．掌握嵌入式系统开发环境建立和使用；
2．掌握嵌入式系统基本驱动、应用程序的设计调试和编译移植方法；
3、QT在PC上的安装、
4、QT在开发板上的移植
5、QT界面程序设计
6．编写设计说明书（方案的确定、设计环节的考虑及必要说明等）及设备的使用说明；
7．绘制有关图纸
三、方案设计
1内核编译
两种方案；一：
静态编译内核，二：
动态编译内核。
用动态链接库编译生成的可执行文件需调用.so文件方可正常运行，灵活但稍显麻烦;用静态链接库编译生成的可执行文件可直接运行，不用再调用如.so般的依赖库文件，简单但不灵活，本次选用静态编译。
2文件系统
在嵌入式linux系统中，编译的环境和运行的环境不一样，所以我们需要交叉编译工具，一般是在PC上面运行交叉编译工具编译好程序，然后再烧写到目标板的flash上，对于应用程序，我们需要频繁的调试，如果每次都需要烧写，那一定是一件很烦的事情，因此我们此次尝试通过NFS文件系统来调试程序的方法，减少调试工作量。
四、搭建嵌入式系统开发环境
1安装交叉编译器
（1）解压EABI-4.3.3_EmbedSky_20091210.tar.bz2
tar-xvfEABI-4.3.3_EmbedSky_20091210.tar.bz2
（2）设置环境变量
exportPATH=/opt/EmbedSky/4.3.3/bin:
$PATH
（3）.永久设置环境变量
vi/etc/profile在最后添加一行
exportPATH=/opt/EmbedSky/4.3.3/bin:
$PATH
2安装tslib-1.4.1
（1）解压tslib-1.4.tar.gz
tar-zxvftslib-1.4.tar.gz-C/
（2）创建目录
mkdir/optEmbedSky/tslib_install
（3）生成configure
./autogen.sh
（4）配置
./configure--prefix=/opt/EmbedSky/tslib_install--host=arm-linuxac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes
（5）编译（大概20~30分钟）
make
（6）安装
makeinstall
如果以上步骤没错，则可以在/opt/tslib_install下出现我们需要的库文件，这些库文件我们移植时会用到。
3安装Qt4.7
（1）解压qt-everywhere-opensource-src-4.7.0.tar.gz
tar-zxvfqt-everywhere-opensource-src-4.7.0.tar.gz-C/
（2）创建目录，把QT4.7安装在qt-4.7.0-arm目录下
mkdir/opt/qtEmbedded/qt-4.7.0-arm
（3）配置configure
./configure-embeddedarm-release-opensource-silent-qt-libpng-qt-libjpeg-qt-libmng-qt-libtiff-no-multimedia-makelibs-nomaketools-nomakeexamples-nomakedocs-nomakedemos-qt-kbd-linuxinput-qt-mouse-tslib-xplatformqws/linux-arm-g++-little-endian-qt-freetype-depths16,18-qt-gfx-linuxfb-no-qt3support-no-nis-no-cups-no-iconv-no-dbus-no-openssl-no-fast-no-accessibility-no-scripttools-no-mmx-no-multimedia-svg-no-webkit-no-3dnow-no-sse-no-sse2-no-gfx-transformed-no-gfx-multiscreen-no-gfx-vnc-no-gfx-qvfb-no-glib-prefix/opt/EmbedSky/qt-4.7-arm/-I/opt/EmbedSky/tslib_install/include-L/opt/EmbedSky/tslib_install/lib
（4）编译（大概2.5小时）
make
（5）安装
makeinstall
安装成功后/opt/QtEmbedded-4.7.0-arm/bin里面有qmake,稍后会用到
4、qt-4.5文件系统
（1）将root_qt_4.5_2.6.30.4_20100601.tar.bz2解压到根下
（2）超级用户下修改文件权限
Chmod–R777/opt/EmbedSky/root_nfs
（3）拷贝字体文件
解压：
tar-xvf/opt/wqy-zenhei-0.8.38-1.tar.gz-C/opt/EmbedSky
（3）Qt4.7相关文件
mkdir-p/opt/EmbedSky/root_nfs/opt/qt_4.7
cp-rf/opt/EmbedSky/qt-4.7-arm/lib/opt/EmbedSky/root_nfs/opt/qt_4.7
cp-rf/opt/EmbedSky/qt-4.7-arm/plugins/opt/EmbedSky/root_nfs/opt/qt_4.7
mkdir/opt/EmbedSky/root_nfs/opt/qt-4.7/bin
拷贝自己的可执行文件到bin/opt/EmbedSky/root_nfs/opt/qt-4.7/bin
（4）修改环境profile
vi/etc/profile
exportsetQTDIR=/opt/qt-4.7
exportsetQPEDIR=/opt/qt-4.7
五、NFS挂载
参考实验指导书二，在CentOS下安装、配置nfs服务
安装NFS
安装nfs服务器端：
$yuminstallnfs-kernel-server
3、配置/etc/exports
NFS允许挂载的目录及权限在文件/etc/exports中进行了定义。
例如，我们要将根目录下的/opt/EmbedSky/rootfs目录共享出来，那么我们需要在/etc/exports文件末尾添加如下一行：
/opt/EmbedSky/rootfs*（rw,sync,no_root_squash）
4、拷贝文件
将tslib_install/lib/下的文件及bin下tslib提供的触摸屏校准程序ts_calibrate
和仅利用qt-4.7生成的lib和plugins文件。
拷贝到共享目录/source/rootfs下
5文件系统挂载
（1）设置虚拟机的IP地址
（2）设置参数
超级终端命令端口下，USB线，网线，和串口连接正常，启动开发板，进入调试。
依次设置PC机ip：
192.168.1.7和开发板IP:
192.168.1.6。
保存并退出
（3）nfs启动
选择8进入系统，成功后，超级终端命令端口输入ls查看开发板文件系统中是否有先前拷贝的文件，有即挂载成功。
六、QT界面设计（LED实现）
1下载QTcreater解压安装
【注：
新版下载文件格式为.run文件，需要更改文件权限才能正常安装使用】
2ARM平台的编译环境设置
（1）添加arm的环境
3创建工程
（1）创建工程
打开qtcreator后，创建一个工程，选择QTGuiApplication或者QTWidgetsApplication
（3）手动arm和pc机环境下的qmake
4LED界面设计（LED1~4分别控制等0~1，CLOSE用于熄灭全部的灯）
5主要程序代码
（1）程序初始化
Led.h
#ifndefLED_H
#defineLED_H
#include
#include
namespaceUi{
classLED;
}
classLED:
publicQMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
explicitLED（QWidget*parent=0）;
~LED（）;
publicslots:
voidL1（）;
voidL2（）;
voidL3（）;
voidL4（）;
voidCL（）;
private:
Ui:
:
LED*ui;
intled1,led2,led3,led4;
};
#endif//LED_H
Led.cpp
#include"led.h"
#include"ui_led.h"
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intfd;
LED:
:
LED（QWidget*parent）:
QMainWindow（parent）,
ui（newUi:
:
LED）
{
ui->setupUi（this）;
intscreenWidth=QDirectPainter:
:
screenWidth（）;
intscreenHeight=QDirectPainter:
:
screenHeight（）;
this->resize（screenWidth,screenHeight）;
connect（ui->pushButton_LED1,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（L1（）））;//定义信号获取和控制程序代码
connect（ui->pushButton_LED2,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（L2（）））;
connect（ui->pushButton_LED3,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（L3（）））;
connect（ui->pushButton_LED4,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（L4（）））;
connect（ui->pushButton_CLOSE,SIGNAL（clicked（））,this,SLOT（CL（）））;
led1=0;//软件清0，熄灭所有LED灯
led2=0;
led3=0;
led4=0;
fd=open（"/dev/GPIO-Control",0）;//定义io端口
if（fd<0）
{
perror（"opendeviceledsfail"）;
exit
（1）;
}
}
LED:
:
~LED（）
{
deleteui;
}
voidLED:
:
L1（）//LED控制程序
{
led1++;
if（led1==1）//检测到有触屏信号L1输入全部灯熄灭，再将L1点亮
{
ioctl（fd,0,0）;
ioctl（fd,0,1）;
ioctl（fd,0,2）;
ioctl（fd,0,3）;
ioctl（fd,1,0）;
qDebug（）<<"led1on";
}
elseif（led1==2）
{
led1=0;
ioctl（fd,0,0）;
qDebug（）<<"led1off";
}
}
voidLED:
:
L2（）//检测到有触屏信号L2入全部灯熄灭，再将L2亮
{
led2++;
if（led2==1）
{
ioctl（fd,1,1）;
qDebug（）<<"led2on";
}
elseif（led2==2）
{
led2=0;
ioctl（fd,0,1）;
qDebug（）<<"led2off";
}
}
voidLED:
:
L3（）//检测到有触屏信号L3入全部灯熄灭，再将L3亮
{
led3++;
if（led3==1）
{
ioctl（fd,1,2）;
qDebug（）<<"led3on";
}
elseif（led3==2）
{
led3=0;
ioctl（fd,0,2）;
qDebug（）<<"led3off";
}
}
voidLED:
:
L4（）//检测到有触屏信号L4入全部灯熄灭，再将L4点亮
{
led4++;
if（led4==1）
{
ioctl（fd,1,3）;
qDebug（）<<"led4on";
}
elseif（led4==2）
{
led4=0;
ioctl（fd,0,3）;
qDebug（）<<"led4off";
}
}
voidLED:
:
CL（）//清除键，当所有灯点亮时，该键有效，摁下全部灯灭
{
if（（led1==1）&&（led2==1）&&（led3==1）&&（led4==1））
{ioctl（fd,0,0）;
ioctl（fd,0,1）;
ioctl（fd,0,2）;
ioctl（fd,0,3）;
qDebug（）<<"allledoff";
}
//else
//{ioctl（fd,1,0）;
//ioctl（fd,1,1）;
//ioctl（fd,1,2）;
//ioctl（fd,1,3）;
//qDebug（）<<"allledon";
//}
}
程序构建调试完毕后，进入终端将源代码编译，将可执行文件拷贝到source下的rootfs中。
在超级终端下调试：
（1）到校准文件的路径下执行./ts_calibtate
（2）输入ps命令，把helloworld程序kill
（3）执行./zgh–qws–fnHHH，成功后，能弹出自己设计的界面，按键能按照之前设计的运行。
七、结果
成功后，能弹出自己设计的界面，按键能按照之前设计的运行。
LED1：
按一次点亮LED0，再按一次熄灭LED2：
按一次点亮LED1，再按一次熄灭
LED3：
按一次点亮LED2，再按一次熄灭LED4：
按一次点亮LED3，再按一次熄灭
CLOSE：
当全部灯亮的时候，按一次熄灭全部的灯。
八、总结
1遇到的问题及解决方法
错误1不同操作系统下指令的差别，之前Ubuntu使用apt-get的指令在centOS中需要使用yum命令，个别指令存在差别
错误2 configure:
error:
no acceptable C compiler found in $PATH
yum -y install gcc gcc-c++ gdb问题解决。
错误3 makecommandnotfound
命令yuminstallmake问题解决。
错误4:
install-fixincludeserror1…..
命令makeclean然后make问题解决。
错误5:
gnu/stubs-32.hnosuchfileordirectory
命令yuminstallglibc-devel.i686问题解决
错误6不同操作系统下指令的差别，之前Ubuntu使用apt-get的指令在centOS中需要使用yum命令，个别指令存在差别
错误7:
ft2build.h:
Nosuchfileordirectory
命令yuminstallfontconfig-devel问题解决。
错误8:
BasicXLibfunctionalitytestfailed!
YoumightneedtomodifytheincludeandlibrarysearchpathsbyeditingQMAKE_INCDIR_X11andQMAKE_LIBDIR_X11
命令:
执行yuminstalllibX*,直接安装所有libX开头的包。
程序编译错误：
错误9：
cannotfindlglerror:
collect2:
ldreturned1exitstatus
命令yuminstallmesa-libGL-develmesa-libGLU-devel（2个opengl核心库）
命令yuminstallfreeglut-devel（OpenGLUtilityToolKit）
2实验心得感想
通过本次实验，更加深入的了解了嵌入式程序开发的流程和方法。
学习在搭建交叉编译环境的基础上对开发板进行NFS挂载调试。
理论学习和实际操作存在着巨大差距，在课本上诸多的环境设置都是理想的，但一旦自己动手却总是一波三折，由于是用自己新装的centOS系统，因此总是会缺少各种设置或者编译器版本不够诸如此类的问题，但可喜的是，在同学帮助下和查阅资料的情况下，诸多问题迎刃而解，并最终成功进入编写程序调试设备的阶段。
在尝试解决各类问题的同时，自己也从中学到更多的知识，更加输入的了解其环境搭建过程。
总之，此次课程设计收获颇丰。
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