基于嵌入式Qt电纸书阅读器的设计与实现

２０１６年１１月　

第１５卷第６期（总第８４期）　安阳工学院学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏｖ，２０１６　Ｖｏ１．１５　Ｎｏ．６（Ｇｅｎ．Ｎｏ．８４）　

Ｄ０１：１０．１９３２９／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７３－２９２８．２０１６．０６．０１０　

基于嵌入式Ｑｔ电纸书阅读器的设计与实现　

李晖，陈平　

（济源职业技术学院，河南济源４５９０００）　

摘要：以嵌入式终端下的电纸书阅读器为实例，介绍了ＡＲＭ９硬件平台的搭建和嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统下Ｑｔ运行环境的　配置过程。经测试，程序功能在嵌入式平台能够基本实现。运行效果良好。　

关键词：嵌入式；Ｑｔ；电纸书阅读器　

中图分类号：ＴＰ３９１．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３—２９２８（２０１６）０６—００３０—０５　

近年来嵌入式系统发展迅速，广泛应用于多　

个领域，因其便携易用的特点受到用户青睐。完　

全遵循ＧＰＬ（通用公共许可证）条款的Ｑｔ，专门为　

嵌入式系统设计图形用户界面和应用程序开发而　

设计，提供了跨平台的工具，这使得开发变得更为　

速度和方便，并且便于设计出操作更方便、交互性　

更好的ＧＵＩ和应用程序。本设计通过对基于嵌入　

式Ｑｔ的电纸书阅读器的设计和移植环境搭建进行分　

析，辅之以系统结构图和搭建环境测试图的方法来解　析电纸书阅读器的功能设计和实现的过程。　

１系统硬件平台搭建　

本设计采用北京博创ＡＲＭ９开发板。根据平台　

硬件要求，进行了Ｕ—ｂｏｏｔ和内核的移植以及根文件　

系统、触摸屏及Ｑｔｅ库的编辑，为基于嵌入式０ｔ电纸　

书阅读器系统软件的开发与实现做好准备。　

２开发环境的搭建与设计　

２．１创建交叉编译环境　

嵌入式系统是对可靠性、成本、体积、功耗等　

方面有严格要求的专用计算机系统。由于硬件资　源非常有限，需要针对嵌入式硬件目标板设定专　

门的Ｌｉｎｕｘ操作系统，这就必然需要相应的交叉开　

发环境。嵌入式开发过程中交叉编译是一项重要　的工作，通过交叉编译器能编译出在另外一种环　

境下运行的代码。　

要进行交叉编译，我们需要在开发平台建立　

交叉编译工具链，最后用交叉编译工具链编译出　

在目标平台上可运行的代码。刚开始编译Ｕ—ｂｏｏｔ　

是一件很头疼的事，因为很多编译器都不能通过，　

原因是Ｕ—ｂｏｏｔ是软浮点编译的，但一般的交叉编　

译器用的是硬浮点，最后通过使用３．３．２交叉编译　

器才能正常编译。本系统使用ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ　３．３．２　

交叉编译工具链编译Ｕ—ｂｏｏｔ和支持ｅａｂｉ提高编译　效率的ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ—ｇｅｃ　４．１．２编译Ｌｉｎｕｘ内核及其应　用程序。　

为了对交叉编译器的使用方便，一般把ａｒｍ—　ｌｉｎｕｘ工具链目录加人到环境ＰＡＴＨ中，如对ｇｃｃ　

４．１．２，在／ｅｔｃ／ｐｒｏｆｉｌｅ文件中，增加路径ｅｘｐｏ￣ＰＡＴＨ＝　

／ｏｐｔ／ｔｏｏｌｃｈａｉｎｓ／ａｒｍ９２０ｔ—ｅａｂｉ／ｂｉｎ：￥ＰＡＴＨ，用命令　

ｓｏｕｒｃｅ／ｅｔｃ／ｐｒｏｆｉｌｅ使其路径生效。　

２．２　Ｑｔ运行环境配置　

Ｑｔ／Ｅｍｂｅｄｄｅｄ具有良好的与平台无关ＧＵＩ编　

程接口，在嵌入式系统中有着相当多的应用［ｉｌ。运　行环境配置步骤如下：　

１）建立Ｌｉｎｕｘ开发环境。　

在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下安装虚拟机软件ＶＭｗａｒｅ　

Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ，并在虚拟机软件上安装Ｌｉｎｕｘ操作系统。　

２）安装开发工具Ｑｔ，分为两部分。　

①安装ＬｉｎｕｘＰＣ机上的开发工具Ｏｔ。　②搭建ＱＴＥ—ａｒｍ环境并移植ＱｔＥ到博创　

￥３Ｃ２４１０开发板。　交叉编译器安装成功后，解压ｔｓｌｉｂ１．４．ｔａｒ．ｇｚ并　

编译，步骤如下：打开文件所在目录，解压文件后　

进入解压目录，修改脚本ｇｅｄｉｔ　ｂｕｉｌｄ．ｓｈ，然后保存　

退出并执行．／ｂｕｉｌｄ．ｓｈ。　编译并成功安装￣１］／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｔｓｌｉｂ目录，ｔｓｌｉｂ１．４　

编译成功后开始编译安装ｑｔｅ４．６．３一ａｒｍ，具体步骤　

如下：进入文件所在目录，解压并修改错误文件，　

用ｍａｋｅ　ｉｎｓｔａｌｌ命令编译执行，则成功安装。　

２．３　ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的移植　

本设计采用了通用性很强的Ｕ—ｂｏｏｔ作为Ｂｏｏｔ—　

ｌｏａｄｅｒ。Ｕ—ｂｏｏｔ是以硬件为基础的引导程序，其作　

用就是对硬件设备初始化，预先设置软件环境，最　

后调用到内核。Ｕ—ｂｏｏｔ移植是嵌入式系统软件开　

发的首要环节，Ｕ—ｂｏｏｔ运行情况决定着应用程序　

收稿日期：２０１６—０３—２２　作者简介：李晖（１９８２一），男，河南新乡人，济源职业技术学院助教，研究方向：嵌入式开发。

　第六期　李晖，陈平：基于嵌入式Ｑｌ电纸书阅读器的设计与实现　３１　

运行环境的构建和内核启动的正常与否　。　

Ｕ—ｂｏｏｔ的移植方法：在ＡＲＭ９平台上进行ｕ—　

ｂｏｏｔ移植。对Ｕ—Ｂｏｏｔ源码包解压并编辑，这样就　

可以从Ｆｌａｓｈ启动和支持ＮＡＮＤ　ＤＭ９０００网卡；执　

行命令：　

＃ｍａｋｅ　ｓｍｄｋ２４１０—．ｃｏｎｆｉｇ　

＃ｍａｋｅ　生成ｕ—ｂｏｏｔ．ｂｉｎ目标文件。　２．４　Ｌｉｎｕｘ内核的配置　

Ｕ—ｂｏｏｔ正常启动后进行Ｌｉｎｕｘ内核的移植。　

１）准备源码包及文件：“ｌｉｎｕｘ一２．６．２４．４．ｔａｒ．　

ｂｚ２”、“ｙａｆｆｓ２．ｔａｒ．ｇｚ”、“ｄｍ９０００．ｈ”、“ｄｍ９０００．Ｃ”　

２）分别解压ｌｉｎｕｘ一２．６．２４．４．ｔａｒ．ｂｚ２和ｙａｆｆｓ２．ｔａｒ．　

ｇｚ，在ｙａｆｆｓ２目录内执行命令：　

＃．／ｐａｔｃｈ—ｋｅｒ．ｓｈ　Ｃ．．／ｌｉｎｕｘ一２．６．２４．４／　３）编辑Ｍａｋｅｆｌｅ文件执行命令：　

＃ｇｅｄｉｔ　Ｍａｋｅｆｉｌｅ　在打开的文件中找到下面两行并修改：　

ＡＲＣＨ　？＝　ａｒｍ　

ＣＲＯＳＳ—ＣＯＭＰＩＬＥ？＝ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ一　４）得到．ｃｏｎｆｉｇ文件：　

＃ｃｐ　ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｃｏｎｆｉｇｓ／ｓ３ｃ２４　１　０＿ｄｅｆｃｏｎｆｉｇ．ｃｏｎｆｉｇ　

５）修改Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ分区，之后在打开文件中修　改分区信息结构体：　

＃ｇｅｄｉｔ　ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｐｌａｔ—ｓ３ｃ２４ｘｘ／ｃｏｍｍｏｎ—ｓｍｄｋ．Ｃ　

ｓｔａｔｉｃ　ｓｔｒｕｃｔ　ｍｔｄ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　ｓｍｄｋ　ｄｅｆａｕｌｔ　ｎａｎｄ　ｐａｒｔ　

口＝｛　

［０］＝｛　

．ｎａｍｅ　’’Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ”．　

．ｓｉｚｅ＝Ｏｘ８００００。　

．ｏｆｆｓｅｔ＝０。　

），　

｝，　［３］＝｛　

．ｎａｍｅ　”Ｕｓｅｒ　Ｓｐａｃｅ”．　

．ｏｆｆｓｅｔ＝０ｘ６８００００，　

．ｓｉｚｅ＝５７Ｍ．　

｝，　｝；　６）禁止ＥＣＣ校验　

通过Ｕ—Ｂｏｏｔ和内核产生的ＥＣＣ校验码的一致　性由禁止内核ＥＣＣ校验解决。　

修改＃ｇｅｄｉｔ　ｄｒｉｖｅｒｓ／ｍｔｄ／ｎａｎｄ／ｓ３ｃ２４１０．Ｃ文件：　

ｃｈｉｐ一＞ｅｏｃ．ｍｏｄｅ＝ＮＡＮＤ—ＥＣＣ—ＮＯＮＥ　７）添加ＬＣＤ支持：＃ｇｅｄｉｔ　ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈ—　

ｓ３ｃ２４１０／ｍａｃｈ—ｓｍｄｋ２４１０．Ｃ在打开的文件中添加两　个头文件：　

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ａｓｍ／ａｒｃｈ／ｆｂ．ｈ＞　

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｌｉｎｕｘ／ｐｌａｔｆｏｒｍ＿ｄｅｖｉｃｅ．ｈ＞　然后在“ｓｍｄｋ２４１０一ｉｎｉｔ”函数的最后一行添加　

添加结构体：　

ｓ３ｃ２４ｘｘ—ｆｂ—ｓｅｔ＿ｐｌａｔｄａｔａ（＆ｓｍｄｋ２４１０　ｆｂ—ｉｎｆｏ）　８）添加网卡驱动：＃ｇｅｄｉｔ　ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈ—　

ｓ３ｃ２４１０／ｍａｃｈ－ｓｍｄｋ２４１０．Ｃ　在打开文件中添加２个结构体来定义端口地　

址和中断号，以及设备的其他信息。然后加入网　

卡数据：　

＆ｓ３ｃ—ｄｅｖｉｃｅ—ｄｍ９ｋｓ［３】。　

９）配置内核　

进人内核配置界面，进行内核配置：　

＃ｍａｋｅ　ｍｅｎｕｃｏｎｆｇ　１０）编译内核，内核源码目录执行以下命令：　

＃ｍａｋｅ　ｃｌｅａｎ　＃ｍａｋｅ　完成后就生成了所需要的要烧写到开发板上　

的内核映像文件ｕＩｍａｇｅ　

２．５根文件系统的配置　

１）主机环境　

准备ｃｒａｍｆｓ一１．１．ｔａｒ．ｇｚ和ｂｕｓｙｂｏｘ一１．１　２．２．ｔａｒ．ｂｚ２　

源码包，解压后，进入ｃｒａｍｆｓ一１．１目录。　

＃ａｐｔ—。ｇｅｔ　ｉｎｓｔａｌｌ　ｚｌｉｂｌｇ—＿ｄｅｖ　

＃ｍａｋｅ　得到用来生成ｃｒａｍｆｓ映像的ｍｋｃｒａｍｆｓ工具。　

２）Ｂｕｓｙｂｏｘ配置　①解压ｂｕｓｙｂｏｘ一１．１　２．２．ｔａｒ．ｂｚ２。　

②使用ｓｈｅｌｌ脚本创建根文件系统的目录结　

构，并运行此脚本。　

③修改拷贝过来的ｐｒｏｆｌｅ文件。　

④创建空的ｍｄｅｖ．ｃｏｎｆ文件。　⑤复制ｓｈａｄｏｗ、ｇｒｏｕｐ和ｐａｓｓｗｄ文件，将ｐａｓｓｗｄ　

文件中首末两行的ｂａｓｈ改成ａｓｈ。　

⑥复制在ｂｕｓｙｂｏｘ安装目录下的所有文件到　

根文件系统目录。　

＃ｃｐ—ｒｆｖ／ｈｏｍｅ／ｒｏｏｔ／ｂｕｓｙｂｏｘ一１．１　２．２／＿ｉｎｓｔａｌｌ／　／　

ｈｏｍｅ／ｒｏｏｔ／ｒｏｏｔｆｓ　⑦生成ｃｒａｍｆｓ映像　

＃．／ｍｋｃｒａｍｆｓ　ｒｏｏｔｆｓ　ｒｏｏｔｆｓ．ｃｒａｍｆｓ　３）测试根文件系统是否配置成功。　

①开启ｔｒｉｐ服务器，设置环境变量，确保开发　

板和ｗｉｎｄｏｗｓ在同一网段及开发板的ｔｒｉｐ服务器的　

ＩＰ为ｗｉｎｄｏｗｓ的ＩＰ。　②下载并到ｎａｎｄ　ｆｌａｓｈｉｌＹ＝系统对应的分区中。　

③设置启动参数，此项是内核自动启动的参　３２　安阳工学院学报　２０１６正　

数，如果已设置，就不用再重新设置。　

（垒）重启开发板：『ｕｐ—ｃｌａｓｓ２４１０＃］ｒｅｓｅｔ，启动目　标板，串口输出显示根文件系统已经加载成功。　

２．６触摸屏软件Ｔｓｌｉｂ的移植　触摸屏的软件驱动程序移植后（基于内核的　

移植），一般有配套的ｔｓｌｉｂ通过用户层对触摸屏上　

的数据滤波和修正，同时也可以给大多数ＧＵＩ应用　

的ｔｓｌｉｂ接口支持。本系统ｔｓｌｉｂ一１．４矫正触摸屏，具　

体步骤如下：　

１）进入ｔｓｌｉｂ一１．４解压目录修改：ｇｅｄｉｔ　ｂｕｉｌｄ．ｓｈ　

脚本。　

２）执行．／ｂｕｉｌｄ．ｓｈ编译并安装。　

３）执行脚本：．／ｔｏｕｃｈ．ｓｈ，屏幕上出现校准程序，　

点击十字架开始校准，成功移植ｔｓｌｉｂ１．４。　

３系统设计　

３．１功能模块设计　为了读者的阅读方便，电纸书阅读器共有以　

下几个功能。　①打开电纸书：提供了供你选择的文件，你可　

以选择你想打开的文件或电纸书阅读器。②新　

建：可以打开一个新的页面。③退出：退出打开的　

界面。④关于作者：显示作者基本信息。⑤关于　

Ｑｔ：显示关于Ｑｔ的简介。⑥字体：你可以根据你的　

需要而设置你打开的电纸书阅读器的字体的类型　和大小。⑦颜色：电纸书阅读器背景界面的默认　

为白色，可打开颜色选项卡来选择适合颜色。⑧　

打印：通过打印选项来选择打印机进行打印。⑨　

查找：可以输入查找内容。　

３．２　Ｑｔ功能的实现　本系统研究的是基于嵌入式Ｑｔ的电纸书阅读　

器的设计，因此需要用Ｑｔ软件实现基本的功能，然　

后通过嵌入式在ｕＰ一２４１０平台上来实现，因此Ｑｔ　

功能的实现起着至关重要的作用。本系统设计的　

Ｑｔ电纸书阅读器的基本功能。　

１）打开电纸书功能的实现　功能实现需调用ｇｅｔｏｐｅｎｆｉｌｅｎａｍｅ（）函数来创　

建Ｏｐｅｎ公共对话框，用户可以指定驱动器、目录和