嵌入式Linux系統(tǒng)的軟鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)

1、嵌入式 Linux 系統(tǒng)的軟鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)隨著對(duì)嵌入式系統(tǒng)體積小型化和操作人性化的要求，以 及大尺寸觸摸式顯示屏的廣泛應(yīng)用，在嵌入式系統(tǒng)中采用軟 鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)字符的輸入，已經(jīng)成為目前的發(fā)展主流。 QT 是一 個(gè)跨平臺(tái)的 C+ 圖形界面庫(kù)，是由挪威 TrollTech 公司推出的 產(chǎn)品。它采用的是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，因此，具有良 好的可擴(kuò)展性和可移植性， 同時(shí)支持多個(gè) GUI 平臺(tái)的交互開(kāi) 發(fā)。QT采用了良好的封裝機(jī)制，使得它的模塊化程度非常 高，可重用性好，開(kāi)發(fā)方便。憑借其良好的性能， QT 已成 為目前 GUI 開(kāi)發(fā)中使用最為廣泛的圖形界面庫(kù)之一。 QT/E(QT/Embedded)是用于嵌入式系

2、統(tǒng)的 QT版本。QT/E去掉 了對(duì) XLib 的依賴而直接工作于 FrameBuffer 上，因而效率更高，文中主要使用 QT4.5.3 版本，在 嵌入式 Linux 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)軟鍵盤(pán)設(shè)計(jì)。1QT/E 體系結(jié)構(gòu)QT/E 是 2001 年 Trolltech 公司開(kāi)發(fā)的一款面向嵌入式系統(tǒng)的 QT 版本。它采用輕量級(jí)窗口系統(tǒng)， 完全摒棄了底層的 XLib, 以 Framebuffer 作為底層圖形接口，極大地減少了對(duì)內(nèi)存的 消耗。 QT/E 在上層仍然保持著原來(lái)的 QT 架構(gòu)，因此，針對(duì) 在 Xwindow 上設(shè)計(jì)的 QT 程序仍然具有很好的移植性。 QT/E 的基本體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。1)

3、QT/E 體系結(jié)構(gòu)中的圖形引擎是通過(guò)相關(guān)的圖形算法和 Framebuffer 操作底層的硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的； 事件驅(qū)動(dòng)則是通 過(guò)底層的輸入輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外界事件的響應(yīng)。2)如圖 1 所示，由圖形引擎層實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形界面的繪圖操作， 然后由 QT 基本類提供對(duì)外界的操作接口。其中，圖形類提 供圖形操作接口，比如：畫(huà)線、畫(huà)矩形等；控件類通過(guò)繼承 公共抽象類 QWidget 來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的控件，為外界提供接口 2 QT/E 通信機(jī)制在圖形界面編程時(shí)，我們經(jīng)常要實(shí)現(xiàn)界面之間的相互切換或者相互通知，更具體的來(lái)說(shuō)就是需要實(shí)現(xiàn)類與類之間的相互 通信。比如，在軟鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)中，當(dāng)一個(gè)事件產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng) 就會(huì)發(fā)出一個(gè)

4、信號(hào)。 信號(hào)和槽 （ Signal&slot ）機(jī)制是 QT 的核心特征，在 QT 庫(kù)中有很多已經(jīng)設(shè)置好的信號(hào)，比如： clicked （）、 triggered （）等，開(kāi)發(fā)人員也可以根據(jù)需要來(lái)自 定義某些信號(hào)。事件的響應(yīng)對(duì)應(yīng)著 QT 窗口里的槽函數(shù)，和 信號(hào)類似，系統(tǒng)有很多預(yù)定義的槽，比如exit （）、 quit （）等，用戶也可以根據(jù)需要來(lái)添加自己的槽函數(shù)。當(dāng)對(duì)象改變其狀態(tài)時(shí)，信號(hào)就由該對(duì)象發(fā)射（ emit ）出去， 這就是對(duì)象所要做的全部事情，它不知道另一端是誰(shuí)在接收 這個(gè)信號(hào)。這就是真正的信息封裝，它確保對(duì)象被當(dāng)作一個(gè) 真正的軟件組件來(lái)使用。槽用于接收信號(hào)，但它們是普通的

5、對(duì)象成員函數(shù)。一個(gè)槽并不知道是否有任何信號(hào)與自己相連 接。而且，對(duì)象并不了解具體的通信機(jī)制?？梢詫⒑芏嘈盘?hào) 與單個(gè)槽進(jìn)行連接，也可以將單個(gè)信號(hào)與很多槽進(jìn)行連接， 甚至于將一個(gè)信號(hào)與另外一個(gè)信號(hào)相連接也是可能的。因此，整個(gè) QT 窗口的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活且擴(kuò)展性好。信號(hào)與槽之間的鏈接一般用connect ()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體關(guān)聯(lián)方式和實(shí)現(xiàn)函數(shù)如圖 2 所示：3 基于 QT/E 軟鍵盤(pán)的實(shí)現(xiàn)文中主要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需要，在軟鍵盤(pán)上制定了數(shù)字鍵、 字母鍵、退出鍵和確定鍵。具體分兩步實(shí)現(xiàn)，第一步：在基 于 linux 環(huán)境的 PC 機(jī)上制定軟鍵盤(pán)， 并編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)其按鍵 功能；第二步：生成能夠在 ARM 板

6、上運(yùn)行的代碼，并移植 到 arm 板上。3.1 PC 機(jī) x11 環(huán)境下制定軟鍵盤(pán)的模型根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求， 在 PC 機(jī) x11/QT 環(huán)境下設(shè)計(jì)了軟鍵盤(pán) 界面，該軟鍵盤(pán)具有數(shù)字鍵、字母鍵、退出鍵和確定鍵，總 共 42 個(gè)按鍵，如圖 3 所示。在 linux 環(huán)境的 QT designer下，創(chuàng)建新的 widget，然后根據(jù)項(xiàng)目中所需要的按鍵 個(gè)數(shù)來(lái)確定軟鍵盤(pán)的大小， 在此，選擇軟鍵盤(pán)的外框大小為： 540x160. 軟鍵盤(pán)外框搭建完成之后，需要在軟鍵盤(pán)區(qū)域內(nèi)加入實(shí)際所需要的按鍵。將 WidgetBox 下 Buttons 選項(xiàng)中的 PushButton 按鍵拖入到軟鍵盤(pán)區(qū)域 內(nèi)，在 Pus

7、hButton 按鍵屬性的文本編輯中填入按鍵值，比如 1.在 PushButton 按鍵屬性的名字編輯中填入按鍵名，比如同理，在軟鍵盤(pán)區(qū)域內(nèi)拖入實(shí)際所需要按鍵個(gè)數(shù)的按 鍵，根據(jù)所需要的鍵值修改每個(gè)按鍵上面的文本屬性和名字 屬性。按照一般鍵盤(pán)的布局對(duì)它們進(jìn)行排列 3.2 軟鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)如圖 3 所示，首先建立了足項(xiàng)目要求的軟鍵盤(pán)的基本模型， 接下來(lái)要實(shí)現(xiàn)的就是當(dāng)按鍵響應(yīng)時(shí)能夠讀出鍵盤(pán)值并將其 發(fā)送出去，具體實(shí)現(xiàn)的流程如圖 4 所示。圖 4 中，初始化按鍵時(shí)，可以使用 QSignalMapper 類來(lái) 捆綁不同按鍵所發(fā)送的一系列無(wú)參數(shù)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)為有 參數(shù)的信號(hào)：QSignalMapper 的主要

8、應(yīng)用為可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)響應(yīng)不同按 鈕的功能，下面舉例來(lái)說(shuō)明圖 4 的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程：首先設(shè)置軟鍵盤(pán)界面名稱為ui,然后以數(shù)字鍵1為例：將在圖3中數(shù)字鍵1對(duì)應(yīng)的按鍵名稱設(shè)為：n1,在圖4中的第（1） 步中，建立鍵值 1 所對(duì)應(yīng)的映射，代碼如下：mapper->setMapping （ui.n1,1 ）；接著，在圖 4 中的第（ 2）步，需要建立鍵值 clicked 對(duì)應(yīng)的 信號(hào)與槽之間的關(guān)系代碼如下：con nect （ u i.n 1 ,SIGNAL （ clicked （ ） ） ， mapper,SLOT （ map（）；最后，將所需要用到的字母或者數(shù)字通過(guò)上述方式連接到槽 函數(shù)中。如

9、圖 4中的( 3)，將這些所要求得到的字母或者數(shù) 字發(fā)送給焦點(diǎn)控件，代碼如下：connect( mapper,signal( mapped( constQString& )，im,slot( sendconten(t const QStling& )上面語(yǔ)句中sendcontent ()函數(shù)為發(fā)射子函數(shù)，具體代碼如 下：sendCommitString(content)；( 1 )content.clear()；( 2)語(yǔ)句( 1)將焦點(diǎn)控件內(nèi)的字母和數(shù)字發(fā)送出去，語(yǔ)句(2)清除發(fā)送框中的字母和數(shù)字，供下一次使用?？梢圆捎猛瑯拥姆绞?，對(duì)軟鍵盤(pán)中其它的按鍵進(jìn)行映射函數(shù) 和連接函數(shù)

10、的編寫(xiě)，然后在 arm-linux-gcc 環(huán)境下編譯，生成 可以在 arm 板上運(yùn)行的二進(jìn)制文件。 3.3 下載到目標(biāo)板上運(yùn) 行本文的設(shè)計(jì)思路是：先將程序代碼在 PC 機(jī)上調(diào)試通過(guò)，然 后將調(diào)試通過(guò)的程序代碼在 RAM-linux-gcc 環(huán)境下進(jìn)行編 譯，生成可以在 RAM 板上運(yùn)行的二進(jìn)制文件，最后將此二 進(jìn)制文件下載到目標(biāo)板中。本文的前提是 QT4.5.3 環(huán)境已經(jīng) 移植到開(kāi)發(fā)板上，具體移植步驟在這里不作介紹。在終端上 面，運(yùn)行啟動(dòng)軟鍵盤(pán)指令，命令行后面加上 -qws 指令，運(yùn) 行結(jié)果如圖 5 所示。圖 5 是在實(shí)際項(xiàng)目中需要的預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼的界面，在系統(tǒng)運(yùn) 行前要先設(shè)置手機(jī)號(hào)碼，以便系統(tǒng)故障時(shí)能夠自動(dòng)的給對(duì)應(yīng) 的手機(jī)用戶發(fā)送預(yù)警信息，使用戶能夠?qū)崟r(shí)的了解自己系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在該界面中，準(zhǔn)備預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼時(shí)，直接選擇 打開(kāi)軟鍵盤(pán)按鈕，圖 3 所示的預(yù)制的軟鍵盤(pán)會(huì)彈出界面，選 擇要求預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼值，完成之后選擇 exit 按鍵，軟鍵盤(pán) 關(guān)閉。在此就可以用圖 5 所示的軟鍵盤(pán)完成手機(jī)號(hào)碼的預(yù)設(shè)。4 結(jié)束語(yǔ)隨著 Linux 操作系