基于Qt的汽车车速仪表盘的设计与开发.docx

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1、及次大弯研究生课程论文基于Qt的汽车车速仪表盘的设计学院：信息工程学院专 业：交通信息工程及控制课程：嵌入式系统及应用学 号：授课教师：一研究背景仪表作为汽车整个系统中十分重要的部分，是提高汽车综合性能的重要方面之一。随着计算机软硬件技术、总线技术、电子技术等的快速发展，控制系统臃肿、接线布线复杂、占用空间大的传统电磁机械仪表渐渐被淘汰，虚拟仪表正以传统机械仪表无法比拟的速度迅猛发展。目前虚拟仪表通常包括纯数字仪表和虚拟仪表盘仪表两种：纯数字仪表成本较低，但功能和界面比较简单，满足不了一般驾驶员的需求；而现有的虚拟仪表盘仪表虽然功能和界面比较丰富，但又存在着开发成本高、可移植性和可重绘性差、可

2、扩展性不足等缺点，不利于大范围的推广与应用。针对传统仪表和现有仪表存在的不足，本文提出了一种新型的车载虚拟仪表设计方案,采用ARM处理器S3c641()为核心的硬件平台和以嵌入式Linux系统为核心的软件平分，并在此基础上采用开放源代码的图形界面库QT开发仪表终端应用程序。该虚拟仪表可读性好，读数精度高，在可移植性、可维护性和成本方面都得到了良好的改善，具有较大的科研价值和商业使用价值。本文目前只实现了仪表中关于车速的终端应用程序。二开发环境2.1 Ubuntu 与 Qt 简介Ubuntu是一个以桌面应用为主的Linux操作系统，其名称来自非洲南部祖鲁语或豪萨语的“ubuntu” 一词，意思是

3、“人性”、“我的存在是因为大家的存在”，是非洲传统的一种价值观，类似华人社会的“仁爱”思想。Ubuntu拥有很多优点。相对于其他版本的Linux,Ubuntu也有着自己的优势。首先，安装系统非常简单，只需要非常少的设置即可，完全可以和Windows桌面系统相媲美；其次，图形界面很人性化，模仿了在xp下常用的快捷键；还有，安装和升级程序时，可以通过网络，由系统自行安装依赖的文件包，从此不必再为Linux系统的依赖关系大伤脑筋。Ubuntu的目标在于为一般用户提供一个最新的、同时又相当稳定的主要由自由软件构建而成的操作系统。Qt是一个1991年由奇趣科技开发的跨平台C+图形用户界面应用程序开发框架

4、。它既可以开发GUI程式，也可用于开发非GUI程式，比如控制台工具和服务器。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。它注重于能给用户提供精美的图形界面所需的所有元素，而且其开发过程是基于面向对象的编程思想，并且它支持真正的组件编程。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展(称为元对象编译器(Meta ObjectCompiler, moc)以及一些宏，易于扩展，允许组件编程。基本上，Qt同X Window上的Motif,Open win, GTK等图形界面库和Windows平台上的MFC, OWL, VCL, ATL是同类型的东西。2.2 安装过程主机Linux开发环

5、境：Ubuntu Linux操作系统,交叉编译器：arm-linux-gcc-4.3.2,ARM的内核使用的版本：linux_3.0.1。2.2.1 主机上Linux的相关配置1 .Ubuntu设置为root用户在Ubuntu中新建一个终端，输入如下命令：#sudo -s#sudo passwd输入要设置的密码，这样以后我们只需要重新启动Ubuntu,我们就可以用root用户登录了。Linux系统对不同的用户有不同的权限设置，root用户具有最高权限。2 .Ubuntu网络参数设置启动Ubuntu,在桌面上端的网络图标上点击右键，选择“编辑网络”，在“网络连接”面板上选中AutoethO,通过

6、Auto ethO设置Ubuntu的IP地址、子网掩码、网关、DNS等信息，我们可以将Ubuntu的IP地址和主机的IP地址设置在同一个网段，这样我们通过虚拟机“桥接”的方式就可以在Ubuntu访问Internet了，这样比较方面对一些开发包的下载。3 .安装交叉编译器交叉编译器是在交叉编译中必不可少的工具，我们需要开发ARM的Linux程序就必须在我们的主机上安装交叉编译器，交叉编译器的版本要与ARM使用的内核版本一致，否则会产生运行错误。本次式样使用的交叉编译器为arm-linux-gcc-4.3.2, ARM的内核使用的版本为 linux3.0.1。本次试验在网上下载了交叉编译器arm-

7、linux-gcc-4.3.2的源码包arm-linux-gcc-4.3.2.tgz0在Ubuntu的终端下通过命令解压该源码包，命令如下：#tar xzvf arm-linux-gcc-4.3.2.tgz该命令执行完后会生成4.3.2目录，我们进入该目录的bin目录下可以看见我们的交叉编译器安装文件arm-none-linux-gnueabi-gcc,并且我们可以通过相应的命令查看我们编译器的版本信息。2.2.2 Linux系统移植1编译UBoot和Linux内核A.编译 UBootUBoot是引导是Linux系统的引导启动项，需要将UBboot的源码编译成为u-boot.bin的可执行文件

8、。这样就可以在通过SD卡将Linux系统一键烧写到S3c641（）的开发板中了。在飞凌的官网上下载了uboot的源码包uboot1.16_FORLINX_6410.tgz。通过解压命令解压该源码包。命令如下：#tar zxf uboot 1.16_FORLINX_6410.tgz解压完成后会生成一个ubootl.16目录。在编译之前需要配置config文件，进入ubootl.16目录通过命令：#make forlinx_nand_ram 128_config （配置适用于 128M内存开发板的config）#make clean （删除以前编译的文件）#make （编译）如果编译成功，将在ub

9、ootl.16目录下产生一个u-boot.bin文件，这就是需要烧写到Nandflash的U-boot引导文件的镜像文件。B.Linux内核编译需要对Linux的内核源码进行编译，首先通过命令对内核源码的压缩包进行解压：#tar zxf FORLINX_linux-3.0.1 .tar.gz同样，需要配置内核，在配置内核的时候需要使用“make menuconfig命令，这样需要安装“libncurses5”来支持其操作。命令如下：#sudo apt-get install libncurses5-dev#make menuconfig （配置内核）#make zlmage编译结束后，会在内核

10、源码目录的/arch/arm/boot中得到Linux内核映像文件zlmage。2 .制作yaffs2文件系统映像本实验通过飞凌自带的文件系统目录,也可以根据自己的需求自己完成满足需要文件系统，但由于时间问题我们借助飞凌提供的文件系统目录生成系统文件。用Yaffs文件系统制作工具，制作文件系统Yaffs。通过命令：#./mkyaffs2inage-nand256m FileSystem-Yaffs2 rootfs.yaffs2这样生成rootfs.yaffs2是可以下载到开发板nandflash中的yaffs2文件系统映像3 . Linux系统移植在向ARM中移植Linux操作系统的时候需要一

11、张SD卡，可以通过S3C6410的一件烧写功能将刚刚编译好的u-booot.bin zlmage rooifs.yaffs三个文件写入ARM开发板目录下。首先需要将SD卡格式化为FAT32格式并且将u-booot.bin、zlmage、rootfs.yaffs文件考入SD卡中，在开发板中，调整拨码开关设置ARM为从SD卡启动，在启动完成后，需要将拨码开关设置为从nand flash启动。这样就完成了 Linux系统的烧写。2.2.3 Qtopia交叉编译环境的搭建1 .编译第三方库编译Qtopia需要第三方库的支持，下载到了第三方库的源码和编译好的库文件，用的第三库文件为3rdpart-lib

12、for-Qtopia2.2.0.tar.gz。通过命令解压该压缩包，得到jpeg-6b （一个jpeg图形编码解码程序库）、libpng-1.2.19 （一个png图形编码解码程序库）、zlib-1.2.3 （一个压缩解压程序库）、e2fsprogs-1.40.2 （提供uuid支持）。A.交叉编译jpeg库设置环境变量：# export PATH=/usr/local/arm/4.4.1 /bin:$PATH# export CC=/usr/local/arm/4.4.1 /bin/arm-linux-gcc#./configure -enable-shared修改生成的Makefile文件

13、CC=/usr/local/arm/4.4.1 /bin/arm-linux-gccAR=/usr/local/arm/4.4.1/bin/arm-linux-ar rcAR2=/usr/local/arm/4.4.1 /bin/arm-linux-arnlib保存# cp jconflg.doc jeon fig. h#make编译通过，执行以下命令即可完成jpeg头文件和库文件的制作。#cp jpeglib.h jconfig.h jmorecfg.h /root/yizhi/arminclude#cp .libs/libjpeg.so* /root/yizhi/annlibB.交叉编译e

14、2fsprogs1.40.2库编译 e2fsprogs-1.40.2 是为了得到两个文件，uuid.h 及 libuuid.so,编译 Qtopia2.2.0 需要这两个头文件。设置环境变量：#export PATH=/usr/local/arm/4.4.1 /bin:$PATH#export CC=/usr/local/ariTi/4.4.1 /bin/arm-linux-gcc以上两个环境变量已经设置过，所以不需要在重新设置了，可以直接执行配置命令。#./configure -enable-elf-shilbs -host=arm-linux-with-cc=/usr/local/arm/

15、4.4.1 /bin/arm-linux-gcc-with-linker=/usr/local/arm/4.4.1 /bin/arm-linux-ld#make这样就可以生成uuid.h及libuuid.so两个文件。C.交叉编译libpng库Libpng这里的Makefile不用./configure生成的，而是直接从scripts文件夹里复制的，修改Makefile文件：#vi Makefile修改：Ibegin AR_RC=/usr/locaI/aiTn/4.4.1 /bin/ann-linux-ar rcCC=/usr/local/arm/4.4.1/bin/arm-linux-gccRANLIB=/usr/local/arm/4.4.1/bin/arm-linux-arnlib end保存#make#cp libpngl2.so* /root/yizhi/armlib#cp *.h /root/yizhi/arminclude完成libpng头文件和库文件的制作。D.交叉编译zlib#export PATH=