基才QT／E的嵌入式Linux系统的软键盘实现

第２０卷　第５期　Ｖｏ１．２０　Ｎｏ．５　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１２年３月　Ｍａｔ．２０１２　基才ＱＴ／Ｅ的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的软键盘实现　谢芬，潘丽，刘守印　（华中师范大学湖北武汉４３００７９）　摘要：随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式系统在各种领域中得到了广泛的应用。本文针对嵌入式系统需要在显示　屏上实现字符的输入，在Ｌｉｎｕｘ环境下，利用ＱＴ／Ｅ库软件，实现了软键盘设计。主要介绍了软键盘的设计以及软键盘　实现的程序编写。　关键词：Ｌｉｎｕｘ；ＡＲＭ；ＱＴ；软键盘　中图分类号：ＴＰ３９１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１２）Ｏ５一叭７７—０３　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓ０ｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＱＴ／Ｅ　ｉｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｌｉｎｕｘ　ＸＩＥ　Ｆｅｎ，ＰＡＮ　Ｌｉ，ＬＩＵ　Ｓｈｏｕ—ｙｉｎ　（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＱＴ／Ｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｌｉｎｕｘ　ｉｎ　ｔｈａｔ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｎｅｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｗｈｉｃｈ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｉｎｐｕｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｓｃｒｅｅｎｓ．Ｉｔ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｌｉｎｕｘ；ＡＲＭ；ＱＴ；ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　随着对嵌入式系统体积小型化和操作人性化的要求，以　及大尺寸触摸式显示屏的广泛应用。在嵌入式系统中采用软　ＱＴ基本类　图形类　控件类　键盘实现字符的输入。已经成为目前的发展主流。ＱＴ是一个　跨平台的Ｃ＋＋图形界面库【”，是由挪威ＴｍｌｌＴｅｃｈ公司推出的　产品。它采用的是面向对象的程序设计思想，因此，具有良好　的可扩展性和可移植性，同时支持多个ＧＵＩ平台的交互开　图形引擎　Ｆｒａｍｅｂｕ　ｆｆｅｒ　０ｔｈｅｒ　ｓ　事件驱动　Ｉｎｐｕｔ　ｄｅｖｉｃｅ　发。ＱＴ采用了良好的封装机制，使得它的模块化程度非常　高，可重用性好，开发方便。凭借其良好的性能，ＱＴ已成为目　Ｌｉｎｕｘ操作系统　前ＧＵＩ开发中使用最为广泛的图形界面库之一。ＱＴ／Ｅ（ＱＷ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ）是用于嵌入式系统的ＱＴ版本。ＱＴ／Ｅ去掉了对　ＸＬｉｂ的依赖而直接工作于Ｆｒａｍｅ　Ｂｕｆｆｅｒ上，因而效率更高．　图１　ＱＴ／Ｅ体系结构　Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆＱＴ／Ｅ　法和Ｆｒａｍｅｂｕｆｆｅｒ操作底层的硬件设备来实现的；事件驱动则　是通过底层的输入输出设备驱动来实现对外界事件的响应。　２）如图１所示．由图形引擎层实现对图形界面的绘图操　文中主要使用ＱＴ４．５．３版本，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ环境［２１下实现软　键盘设计。　１　ＱＴ／Ｅ体系结构　ＱＴ／Ｅ是２００１年Ｔｒｏｌｈｅｃｈ公司开发的一款面向嵌入式系　作，然后由ＱＴ基本类提供对外界的操作接口。其中，图形类提　供图形操作接口，比如：画线、画矩形等；控件类通过继承公　共抽象类ＱＷｉｄｇｅｔ来实现基本的控件，为外界提供接１３。　统的ＱＴ版本。它采用轻量级窗口系统，完全摒弃了底层的　ＸＬｉｂ，以Ｆｒａｍｅｂｕｆｆｅｒ作为底层图形接口，极大地减少了对内　２　ＱＴ／Ｅ通信机制　在图形界面编程时，我们经常要实现界面之间的相互切　换或者相互通知，更具体的来说就是需要实现类与类之间的　存的消耗。ＱＴ／Ｅ在上层仍然保持着原来的ＱＴ架构，因此，针　对在Ｘｗｉｎｄｏｗ上设计的ＱＴ程序仍然具有很好的移植性。　ＱＴ／Ｅ的基本体系结构如图１所示。　１）ＱＴ／Ｅ体系结构口】中的图形引擎是通过相关的图形算　收稿日期：２０１２一Ｏ１—１１　稿件编号：２０１２０１０４７　相互通信。比如，在软键盘的设计中，当一个事件产生时，系　统就会发出一个信号。信号和槽（Ｓｉｎａｌｇ＆ｓｌｏｔ）机制　是ＱＴ的　核心特征，在ＱＴ库中有很多已经设置好的信号，比如：　基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（１２０００２０４０２５５）　作者简介：谢芬（１９８５一），女，湖北天门人，硕士研究生。研究方向：无线通信、嵌入式系统应用与开发。　．．１７７－　《电子设计工程）２０１２年第５期　ｃｌｉｃｋｅｄ（）、ｔｉｒｇｇｅｒｅｄ（）等，开发人员也可以根据需要来自定义　属性。按照一般键盘的布局对它们进行排列：　某些信号。事件的响应对应着ＱＴ窗口里的槽函数，和信号类　似，系统有很多预定义的槽，比如ｅｘｉｔ（）、ｑｕｉｔ（）等，用户也可　以根据需要来添加自己的槽函数。　当对象改变其状态时，信号就由该对象发射（ｅｍｉｔ）出　去，这就是对象所要做的全部事情，它不知道另一端是谁在　接收这个信号。这就是真正的信息封装。它确保对象被当作　一个真正的软件组件来使用。槽用于接收信号。但它们是普　图３　ｘｌ１环境下软键盘排列图　Ｆｉｇ．３　Ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ａｒｒａｙ　ｄｉａｇｒａｍｉｎ　ｘｌｌ　通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相　连接。而且，对象并不了解具体的通信机制。可以将很多信号　３．２软键盘实现　与单个槽进行连接。也可以将单个信号与很多槽进行连接，甚　至于将一个信号与另外一个信号相连接也是可能的。　因此，整个ＱＴ窗口的设计简单、灵活且扩展性好。信号　与槽之间的链接一般用ｃｏｎｎｅｃｔ（）函数来实现，具体关联方　式和实现函数如图２所示：　图２信号与槽连接关系图　Ｆｉｇ．２　Ｃｏｎｎｅｃｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｉｇｎａｌ　ａｎｄ　ｓｌｏｔ　３基于ＱＴ／Ｅ软键盘的实现　文中主要根据项目的实际需要，在软键盘上制定了数字　键、字母键、退出键和确定键。具体分两步实现，第一步：在基　于ｌｉｎｕｘ环境的ＰＣ机上制定软键盘．并编写代码实现其按键　功能：第二步：生成能够在ＡＲＭ板上运行的代码，并移植到　ＡＲＭ板上。　３．１　ＰＣ机ｘｌｌ环境下制定软键盘的模型　根据项目的实际需求，在ＰＣ机ｘｌ１／ＱＴ环境下设计了软　键盘界面。该软键盘具有数字键、字母键、退出键和确定键，　总共４２个按键。如图３所示。在ｌｉｎｕｘ环境的ＱＴ　ｄｅｓｉｇｎｅｒ下，　创建新的ｗｉｄｇｅｔ，然后根据项目中所需要的按键个数来确定　软键盘的大小，在此，选择软键盘的外框大小为：５４０ｘ１６０。软　键盘外框搭建完成之后，需要在软键盘区域内加人实际所需　要的按键。将Ｗｉｄｇｅｔ　Ｂｏｘ下Ｂｕｔｔｏｎｓ选项中的ＰｕｓｈＢｕｔｔｏｎ按　键拖入到软键盘区域内，在ＰｕｓｈＢｕｔｔｏｎ按键属性的文本编辑　中填人按键值。比如…１’。在ＰｕｓｈＢｕｔｔｏｎ按键属性的名字编辑　中填入按键名。比如“ｎｌ”。　同理．在软键盘区域内拖人实际所需要按键个数的按　键，根据所需要的键值修改每个按键上面的文本属性和名字　一】７８－　如图３所示。首先建立了足项目要求的软键盘的基本模　型，接下来要实现的就是当按键响应时能够读出键盘值并将　其发送出去，具体实现的流程如图４所示。　（初始化按键　）　㈩　ｌ建立键值对应的映射ｌ　建立键值的ｃｌｉｃｋｅｄ对应的信号槽关系　将键值传递给焦点控件　图４软键盘实现代码流程图　Ｆｉｇ．４　Ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ｃｏｄｅ　图４中，初始化按键时，可以使用ＱＳｉｎｇａｌＭａｐｐｅｒ类１６］来　捆绑不同按键所发送的一系列无参数信号。并将其转发为有　参数的信号：　ＱＳｉｇｎａｌＭａｐｐｅｒ　ｍａｐｐｅｒ＝ｎｅｗ　ＱＳｉｎｇａｌＭａｐｐｅｒ（ｔｈｉｓ）；　ＱＳｉｇｎａｌＭａｐｐｅｒ的主要应用为可以实现一个函数响应不　同按钮的功能，下面举例来说明图４的具体实现过程：　首先设置软键盘界面名称为ｕｉ，然后以数字键“１”为例：　将在图３中数字键１对应的按键名称设为：ｎ１。在图４中的　第（１）步中，建立键值“１”所对应的映射，代码如下：　ｍａｐｐｅｒ一＞ｓｅｔＭａｐｐｉｎｇ（ｕｉ．ｎｌ，”１”）；　接着，在图４中的第（２）步，需要建立键值ｃｌｉｃｋｅｄ对应的　信号与槽之间的关系代码如下：　ｃｏｎｎｅｃｔ（ｕｉ．ｎｌ，ＳＩＧＮＡＬ（ｃｌｉｃｋｅｄ（）），ｍａｐｐｅｒ，ＳＬＯＴ（ｍａｐ　（）））；　最后．将所需要用到的字母或者数字通过上述方式连接　到槽函数中。如图４中的（３），将这些所要求得到的字母或者　数字发送给焦点控件．代码如下：　ｃｏｎｎｅｃｔ（ｍａｐｐｅｒ，ｓｉｎｇａｌ（ｍａｐｐｅｄ（ｃｏｎｓｔ　ＱＳｔｒｉｎｇ＆）），ｉｍ，　ｓｌｏｔ（ｓｅｎｄｃｏｎｔｅｎｔ（ｃ０ｎｓｔ　ＱＳｔｒｉｎｇ＆）））　上面语句中ｓｅｎｄｃｏｎｔｅｎｔ（）函数为发射子函数，具体代码　如下：　ｓｅｎｄＣｏｍｍｉｔＳｔｒｉｎｇ（ｃｏｎｔｅｎｔ）；　（１）　ｃｏｎｔｅｎｔ．ｃｌｅａｒ（）；　（２）　谢芬．等　基于ＱＴ／Ｅ的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的软键盘实现　语句（１）将焦点控件内的字母和数字发送出去，语句（２）　闭。在此就可以用图５所示的软键盘完成手机号码的预设。　清除发送框中的字母和数字，供下一次使用。　可以采用同样的方式，对软键盘中其它的按键进行映射　４结束语　函数和连接函数的编写，然后在ａｎＴＩ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ环境下编译，　随着Ｌｉｎｕｘ操作系统的广泛应用以及人们对ＧＵ１人机　生成可以在ａｒｍ板上运行的二进制文件。　交互界面的更多需求，本文在ｌｉｎｕｘ操作系统的ＱＴ开发套件　３．３下载到目标板上运行　下，分析了软键盘实现的原理，并完成了软键盘的设计。此软　本文的设计思路是：先将程序代码在ＰＣ机上调试通过，　件盘可以根据用户的要求来添加按键。与外部接人实体键盘　然后将调试通过的程序代码在ＲＡＭ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ环境下进行　相比，不仅便利，还节约成本。通过实践证明此软键盘具有较　编译．生成可以在ＲＡＭ板上运行的二进制文件。最后将此二　强的实时性和可靠性，可以广泛的应用于各种ＱＴ界面中。　进制文件下载到目标板中。本文的前提是ＱＴ４．５．３环境已经　参考文献：　移植到开发板上，具体移植步骤　在这里不作介绍。在终端上　［１】丁林松，黄丽琴．ＱＴ４ｍ形设计与嵌入式开发［Ｍ】．北京：人　面，运行启动软键盘指令，命令行后面加上“一ｑｗｓ”指令，运行　民邮电出版社，２０ｏ９．　结果如图５所示。　［２］陈ｆｔ．，唐波，卢力．嵌入式环境下串行帧通信的设计与实　现［Ｊ］．现代电子技术，２０１０（２３）：６０—６２．　ＣＨＥＮ　Ｌｅ，ＴＡＮＧ　Ｂｏ，ＬＵ　Ｌｉ．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｒｉａｌ　ｆｒａｍｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．　Ｍｏｄｅｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．２０１０（２３）：６Ｏ一６２．　【３】倪继利．Ｑｔ及ｎｎｕｘ操作系统窗口设计［ＭＩ．北京：电子工业　出版社．２００６．　［４］唐新华ＱＴ的信号与槽机制介绍［ＥＢ／ＯＬ］．【２００５—０９—２０］．　ｈｔｔｏ：／／ｗｗｗ．ｉｂｍ．ｅｏｍ／ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｗｏｒｋｓ／ｃｎ／ｌｉｎｕｘ／ｇｕｉｔｏｏｌｋｉｔ／ｑｔ／ｓｉ－　ｇｎａｌ－ｓｌｏｔ／．　图５　目标板上实现的软键盘　【５】吴岳．Ｌｉｎｕｘ　Ｃ程序设计大全【Ｍ】．北京：清华大学出版社，　Ｆｉｇ．５　Ｓｏｆｔ　ｋｅｙｂｏａｒｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＡＲＭ　ｂｏａｒｄ　２００９．　图５是在实际项目中需要的预设手机号码的界面．在系　【６】成洁，卢紫毅．Ｌｉｎｕｘ￣口程序设计一Ｑｔ４精彩实例分析【Ｍ】．　统运行前要先设置手机号码，以便系统故障时能够自动的给　北京：清华大学出版社。２００８．　对应的手机用户发送预警信息。使用户能够实时的了解自己　【７】段昌平．Ｍｉｎｉ２４４０下移植ＱＴ４．４．３【ＥＢ／ＯＬ］．［２００９－０４－０６１．　系统的运行状态。在该界面中，准备预设手机号码时，直接选　ｈｔｔｐ删ｕａｎｙｕｘｕｅＪ）１ｏｇ１６３　０ｎ　ｌｏ　ｔａｔｉ　３７３１５ｌ９２００９３６１　１２４　择打开软键盘按钮，图３所示的预制的软键盘会弹出界面。选　３６７６６／．　择要求预设的手机号码值，完成之后选择ｅｘｉｔ按键。软键盘关　Ｖｉｓｈａｙ推出新款高性能Ｐｏｗｅｒ　ＭｅｔａＩ　Ｓｔｒｉｐ电阻　Ｖｉｓｈａｙ　Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ宣布，推出新款采用２５１２外形尺寸的表面贴装Ｐｏｗｅｒ　Ｍｅｔａｌ　Ｓｔｉｒｐ电阻——ＷｓＵ）２５ｌ２。这种电阻具　有高达３　Ｗ的功率和０．０００　５　Ｑ的极低阻值　ＷＳｌ＿／ｒ２５１２电阻的先进结构包括具有低ＴＣＲ（＜２０ＰＰＭ／￣Ｃ）的固态金属镍铬或锰铜合金电阻芯，以及专门挑选并进行稳定　化处理的材料，使这种高功率电阻的工作温度范围达到一６５～＋１７０℃，同时保持Ｐｏｗｅｒ　Ｍｅｔｌａ　Ｓｔｉｒｐ结构的优异电气特性。　新器件使高性能终端产品的高功率电路能够采用更小的电阻。而且。该电阻的高温性能使ＷＳＬＰ＇２５１２能够用于条件恶劣　的高温环境中工作，而不必牺牲功率等级或电气性能。　Ｖｉｓｈａｙ的这款电阻适用于各种类型的电流检测和脉冲应用，包括开关和线性电源、仪表、功率放大器。以及引擎、防抱死系　统和气候控制等汽车电子控制装置中的分流电阻；石油、天然气钻井的井下测试／测量设备等工业控制系统：ＨＶＡＣ系统的逆　变器控制等消费类产品的控制。　ＷＳＬＰ２５１２电阻的尺寸为０．２５０英寸ｘ０．１２５英寸ｘ０．０２５英寸（６．３５　ｍｉｎｘ３．１８　ｍｍｘ０．６３５　ｍｍ）。专利的加工技术实现了　０．００ｏ　５～Ｏ．Ｏ１　Ｑ的极低阻值，以及±１．Ｏ％和±５．Ｏ％的严格容差。　像所有Ｐｏｗｅｒ　Ｍｅｔａｌ　Ｓｔｉｒｐ电阻一样，今天发布的器件采用全焊接结构，实现了优异的电气特性。ＷＳＬＰ２５１２具有０．５　５　ｘｌＨ　的低电感和低热ＥＭＦ（＜３１ｘＶ，℃）。　咨询编号：２０１２０５１０１６　—１７９－