嵌入式Linux基础与实训教程

第一篇 Qt程序设计

第1章 Qt编程基础及开发环境的搭建1

1.1 Qt的起源1

1.2 Linux系统下的图形界面3

1.2.1 Linux本身包括内核和Shell3

1.2.2 关于X114

1.2.3 窗口管理器(综合桌面环境)5

1.3 Qt的特点及主要构成5

1.3.1 Qt的特点5

1.3.2 Qt开发环境的主要构成7

1.4 Qt开发环境的搭建8

1.4.1 安装Qt Creator8

1.4.2 安装虚拟机11

1.4.3 在虚拟机中安装Linux

操作系统15

1.5 使用Qt开发环境创建第一个

应用程序28

1.5.1 关于可视化编程28

1.5.2 Qt Creator常用菜单的

功能介绍28

1.5.3 举例29

第2章 Qt编程基础36

2.1 C 基础36

2.2 Qt程序编译过程分析43

2.2.1 Qt Creator中应用程序的

编译过程43

2.2.2 Qt的元对象系统48

2.2.3 Qt资源文件49

2.3 Qt控件编程52

2.3.1 Qt的帮助系统53

2.3.2 Qt Creator界面中的控件54

2.3.3 常用控件举例57

2.4 Qt布局管理60

2.5 信号与槽61

2.6 媒体播放器的制作62

2.6.1 制作界面62

2.6.2 编写控件的事件代码64

第3章 智能家居项目Qt界面设计75

3.1 界面跳转75

3.2 智能家居多级子项目界面设计81

3.2.1 智能家居项目需求分析81

3.2.2 代码实现82

第二篇 驱动程序开发

第4章 搭建开发环境93

4.1 软件开发环境的搭建93

4.1.1 安装VMware Workstation

软件93

4.1.2 建立虚拟电脑94

4.1.3 Ubuntu 12.04的安装102

4.1.4 Ubuntu 12.04系统的配置106

4.1.5 安装使用Source Insight113

4.1.6 交叉环境的搭建127

4.2 硬件环境介绍129

4.2.1 S3C2440芯片介绍129

4.2.2 S3C2440开发板主要硬件的

说明133

第5章 驱动程序开发的内核基础144

5.1 嵌入式Linux操作系统的移植

过程概述144

5.1.1 Linux操作系统及其特点144

5.1.2 嵌入式Linux操作系统的

特点144

5.1.3 嵌入式Linux系统的

移植步骤145

5.2 基于GEC2440开发板的内核移植146

5.2.1 Linux-2.6.30内核移植146

5.2.2 驱动模块的动态编译与

静态编译153

5.3 常见的嵌入式内核驱动编译与

移植161

5.3.1 LCD驱动移植161

5.3.2 触摸屏驱动移植166

5.3.3 USB驱动移植170

5.3.4 网卡驱动移植174

第6章 智能家居项目驱动程序实验177

6.1 房间灯驱动程序177

6.1.1 实验目的177

6.1.2 实验原理178

6.1.3 实验步骤178

6.2 窗帘模块驱动程序186

6.2.1 光敏电阻驱动程序186

6.2.2 步进电机的驱动程序194

6.3 温湿度控制模块驱动程序203

6.3.1 温湿度传感器DHT11

驱动程序203

6.3.2 直流电机驱动程序211

6.4 烟雾及红外检测模块驱动程序215

6.4.1 烟雾传感器MQ-2驱动

程序215

6.4.2 红外模块驱动程序222

6.4.3 蜂鸣器驱动程序228

第三篇 系统集成

第7章 Qt图形下载到学习板239

7.1 带QtE4的文件系统分析239

7.2 对QtE应用程序的编译240

第8章 智能家居项目集成241

8.1 把测试程序加入到Qt程序中241

8.1.1 灯光控制界面241

8.1.2 窗帘控制界面244

8.1.3 温湿度控制界面248

8.1.4 烟雾及红外检测界面253

8.2 驱动程序的统一加载257

附录 制作根文件系统258

参考文献263

本书以完成一个智能家居项目为主线，讲述了实训各个阶段所需要的知识。全书分为三篇，第一篇讲述了项目的界面部分，用Qt程序设计，并以一个小项目媒体播放器的制作来加深理解。第二篇讲述了项目的驱动程序部分，即基于ARM学习板及扩展电路板的驱动程序的编写。第三篇讲述了系统的集成，即嵌入式Qt界面控制硬件，完成一个简易的智能家居项目。本书适合作为大专院校嵌入式专业、物联网专业学生的实训教材。此外，有志从事嵌入式Linux开发的人员可以把本书作为入门级读物。

Linux操作系统作为源码开放的自由软件，经过20多年的发展与壮大，越来越受到IT界的认可，运行于ARM平台的嵌入式Linux在智能家居、智能汽车等智能化管理系统中的运用占据了很大的比重。嵌入式Linux的学习和开发相对于纯粹的程序设计或是电路设计而言，门槛更高一点，因为知识面要求更广一点，既要精通软件，硬件知识也要懂一点。横跨软硬件的嵌入式Linux驱动程序开发是学生最感困难的地方，但可视化的Qt程序设计，是相对容易一些的。本书通过一个通俗、简易的智能家居项目，先讲述如何以Qt创建界面，然后讲述驱动程序的编写，最后集成为可视化的界面控制硬件，从而减轻读者的学习压力，引发读者的学习兴趣。
本书的软件开发是基于Windows下编辑、Linux下编译的模式，注重讲解实验的过程，力求从看到的实验现象去分析背后的原理。
在第一篇的Qt程序设计中，第1章讲解Qt的起源及开发环境的搭建；第2章通过几个例题讲解，让读者从C++基础知识及Linux中的gcc makefile等基础知识过渡到Qt集成开发环境Qt Creator的使用，并重点分析使用Qt Creator编辑的程序在Linux中编译的过程；第3章详细讲解媒体播放器的制作，加深对Qt程序设计技能的掌握。
在第二篇的驱动程序开发中，第4章讲解软件开发环境的搭建，并详细介绍实验的硬件平台；第5章讲解Linux内核对驱动程序的支撑，并介绍一些常见设备的驱动程序；第6章介绍本书的智能家居项目所需的8个驱动程序。
在第三篇的系统集成中，主要完成的工作是在硬件平台上把图形界面与驱动程序连接起来，实现图形界面与硬件的交互。
本书由广东理工职业学院的龙华和深圳技师学院的谢剑明共同编写，书中的代码在Windows下的Qt Creator、SourceInsight以及Redhat Enterprise 5虚拟机中编写，并且在GEC2440 学习板和扩展板上通过测试。第一篇和第二篇是相对独立的，读者可以单独学习第一篇，也可以单独学习第二篇。
本书随书赠送的资源可从清华大学出版社的网站下载。
本书所讲解的简易智能家居项目曾经是作者所带的12级嵌入式专业的“嵌入式技术综合实训”的课程项目，在此感谢这些学生，他们给了作者很多灵感。学生的想法是特殊的、新颖的，特别是在图形界面方面的设计，比老师的更容易扩展。
本书难免有不完美之处和错误的地方，写作方法也因构思创新而有需要进一步改良的地方，恳请广大读者提出宝贵的意见。

龙 华