嵌入式Qt-控制硬件：滑動條控制RGB燈

前面的幾篇文章，介紹Qt例程，都是和硬件無關(guān)的，Windows平臺和嵌入式平臺都能運行。

本篇，來測試一下Qt界面控制嵌入式平臺上的硬件，以野火i.MX6ULL板子上的RGB LED為例，實現(xiàn)Qt界面控制3種顏色LED的不同亮度混合顯示。

1 設(shè)計Qt滑條控制LED界面

先來看一下最終設(shè)計的界面效果：

有一個按鍵作為LED的總開關(guān)，控制LED的點亮與熄滅。下面的3個滑條，控制3種顏色LED以不同的亮度點亮。右邊是一個顏色混合顯示面板，模擬RGB三種顏色的LED以不同亮度點亮后的混合亮度。

1.1 滑條控件

Qt Creator的UI設(shè)置界面中，有水平滑條和豎直滑條控件，可以直接使用：

右側(cè)的屬性窗戶可以設(shè)置滑條的取值范圍和初始值。

1.2 控件顏色

使用QPalette可以對界面顏色和控件的顏色進行自定義設(shè)置

QPalete::Window——通常指窗口部件的背景色

QPalette::WindowText——通常指窗口不見的前景色

QPalette::Base——底色

QPalette::Button——指按鈕窗口部件的背景色

QPalette::ButtonText——指按鈕窗口部件的前景色

QPalette::Text——文本輸入窗口的前景色

QPalette::Background——背景色

QPalette::Foreground——前景色(界面中文字的統(tǒng)一顏色)

界面的顏色

整個UI界面的顏色可以這樣設(shè)置：

QPalette color = palette();//控制窗體顏色
color.setColor(QPalette::Background, QColor(255,255,255));//背景顏色
//color.setColor(QPalette::Foreground, QColor(0,0,255,255));//前景顏色
setPalette(color);

這里就是把整個界面的顏色設(shè)置為純白色

控件的顏色

例如文本標(biāo)簽控件（QLabel）的文字顏色可以這樣設(shè)置：

QPalette pal;
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::red);
ui->label_R->setPalette(pal); //設(shè)置滑條左側(cè)的R字體為紅色
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::green);
ui->label_G->setPalette(pal);
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::blue);
ui->label_B->setPalette(pal);

顏色混合面板控件（QTextBrowser）的面板顏色可以這樣設(shè)置：

QColor color;
int R = ui->Slider_R->value(); //讀取滑條的當(dāng)前值
int G = ui->Slider_G->value();
int B = ui->Slider_B->value();
color.setRgb(R, G, B); //顏色混合
QPalette pal;
pal.setColor(QPalette::Base, color);
ui->textBrowser->setPalette(pal); //顯示到面板上

1.3 滑條UI界面代碼編寫

構(gòu)造函數(shù)

LedWidget::LedWidget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::LedWidget)
{
    ui->setupUi(this);
    ui->Value_R->setText(QString::number(ui->Slider_R->value()));
    ui->Value_G->setText(QString::number(ui->Slider_G->value()));
    ui->Value_B->setText(QString::number(ui->Slider_B->value()));

    QPalette color = palette();//控制窗體顏色
    color.setColor(QPalette::Background, QColor(255,255,255));//背景顏色
    setPalette(color);
}

滑條滑動時的槽函數(shù)

void LedWidget::on_Slider_R_valueChanged(int value)
{
    ui->Value_R->setText(QString::number(value));
    UpdateShowColor();
}

void LedWidget::on_Slider_G_valueChanged(int value)
{
    ui->Value_G->setText(QString::number(value));
    UpdateShowColor();
}

void LedWidget::on_Slider_B_valueChanged(int value)
{
    ui->Value_B->setText(QString::number(value));
    UpdateShowColor();
}

更新RGB三種顏色的混合顯示

void LedWidget::UpdateShowColor()
{
    QColor color;
    int R = ui->Slider_R->value();
    int G = ui->Slider_G->value();
    int B = ui->Slider_B->value();
    color.setRgb(R, G, B);
    QPalette pal;
    pal.setColor(QPalette::Base, color);
    ui->textBrowser->setPalette(pal);
}

2 板子上RGB LED的控制

2.1 i.MX6ULL系統(tǒng)燒錄

本篇的RGB LED測試，需要先燒錄野火i.MX6ULL自帶的系統(tǒng)固件，因為該系統(tǒng)已有Qt運行環(huán)境，且對應(yīng)的RGB LED的驅(qū)動程序也已配置好了，這樣就不需要再自己寫RGB LED的驅(qū)動程序了，我們只寫好Qt的應(yīng)用程序，實現(xiàn)對板子上LED的控制即可。

燒寫方法可參考：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/install_debian/install_debian.html#

可以燒寫到SD卡中

燒寫到eMMC中

因為在SD卡中運行系統(tǒng)，無法使用WIFI連網(wǎng)，可以通過fire-config工具將SD卡的系統(tǒng)燒寫到eMMC中，刷機過程可參考：

https://doc.embedfire.com/linux/imx6/linux_base/zh/latest/linux_basis/fire-config_brief/fire-config_brief.html#id7

設(shè)置之后，選擇重啟，重啟后的系統(tǒng)將自動進行從SD卡到EMMC的刷機。刷機過程大約2分鐘左右。刷機完成后，控制臺會重新進入串口登錄頁面， 此時觀察開發(fā)板的LED燈，如果LED在持續(xù)閃爍，說明刷機成功。然后調(diào)整撥碼開關(guān)為相應(yīng)啟動方式，重新上電啟動系統(tǒng)即可。

也可以直接通過USB-OTG接口和 MFGTool2軟件燒寫到eMMC。ssh

燒寫到eMMC啟動，可以使用WIFI連網(wǎng)，WIFI配網(wǎng)步驟參考：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/wifi/wifi.html

Qt系統(tǒng)界面

野火i.MX6ULL自帶的系統(tǒng)固件燒錄后自啟動Qt程序界面如下：

串口方式登錄時：

普通用戶（帶sudo權(quán)限）

賬戶: debian

密碼: temppwd

ROOT用戶

賬戶: root

密碼: root

這個系統(tǒng)第一次運行時，會進行屏幕觸摸校準(zhǔn)，若校準(zhǔn)的不滿意，可刪除掉/etc/pointercal文件后重啟再進行校準(zhǔn)。

rm /etc/pointercal

2.2 無Qt的RGB LED測試

野火i.MX6ULL的RGB LED的原理圖如下，由于驅(qū)動程序不需要自己寫了，實際上我們也不需要關(guān)心具體的硬件引腳是哪個，只需要使用驅(qū)動程序提供的設(shè)備描述符進行LED的控制即可。

參考野火的測試代碼：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/led_subsystem/led_subsystem.html#id4

測試代碼

編寫自己的沒有Qt界面的RGB LED測試代碼：

#include 
#include 
#include 

#include 
#include 

#define RLED_DEV_PATH "/sys/class/leds/red/brightness"
#define GLED_DEV_PATH "/sys/class/leds/green/brightness"
#define BLED_DEV_PATH "/sys/class/leds/blue/brightness"

int main(int argc,int *argv[])
{
    int r_fd;
    int g_fd;
    int b_fd;

    r_fd = open(RLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        perror(RLED_DEV_PATH);
        exit(1);
    }
    
    g_fd = open(GLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        perror(GLED_DEV_PATH);
        exit(1);
    }
    
    b_fd = open(BLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        perror(BLED_DEV_PATH);
        exit(1);
    }

    while(1)
    {
        write(r_fd,"255",3);
        sleep(1);
        write(r_fd,"0",3);
        sleep(1);
        
        write(g_fd,"255",3);
        sleep(1);
        write(g_fd,"0",3);
        sleep(1);
        
        write(b_fd,"255",3);
        sleep(1);
        write(b_fd,"0",3);
        sleep(1);
    }

    close(r_fd);
    close(g_fd);
    close(b_fd);
}

將該程序在Ubuntu進行交叉編譯

arm-linux-gnueabihf-gcc led_noqt.c -o led_noqt

測試效果

運行效果如下，3種顏色的燈每隔1s依次點亮熄滅:

對于亮度的控制，可以先參考教程中的命令行點燈測試：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/linux_base/zh/latest/linux_basis/led_key_command_line_testing/led_key_command_line_testing.html

實際測試，串口指令無法控制燈的亮度，只能控制亮滅，亮度為1和亮度為255的效果一樣，都是同樣的亮度，不知道是硬件的問題還是軟件驅(qū)動的問題。

2.3 Qt中移植RGB LED控制代碼

在滑條UI界面代碼工程的基礎(chǔ)上，添加一個自定義的類，名字可起為regled:

然后在這個類中，將無Qt的RGB LED測試用到的代碼移植進來，并結(jié)合Qt的滑動條對三種顏色的燈進行控制。

這個是構(gòu)造函數(shù)，先打開3個LED燈的文件描述符：

rgbled::rgbled(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    r_fd = open(RLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        return;
    }

    g_fd = open(GLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        return;
    }

    b_fd = open(BLED_DEV_PATH,O_WRONLY);
    if(r_fd < 0)
    {
        return;
    }
}

編寫一個RGB燈的顏色和亮度的控制函數(shù)，供外部調(diào)用：

void rgbled::SetRGBLedValue(LED_TYPE type, int val)
{
    if (val > 255)
    {
        val = 255;
    }
    else if (val < 0)
    {
        val = 0;
    }

    std::string value = std::to_string(val);

    switch (type)
    {
        case T_R_LED:
            write(r_fd, value.c_str(), 3);
        break;

        case T_G_LED:
            write(g_fd, value.c_str(), 3);
        break;

        case T_B_LED:
            write(b_fd, value.c_str(), 3);
        break;

        default:break;
    }
}

在UI界面類中，可以對RGB LED進行控制：

//LedWidget類中定義一個rgbled成員變量
rgbled *m_pRGBLed;

//LedWidget構(gòu)造函數(shù)中實例化一個rgbled對象
m_pRGBLed = new rgbled(this);

在更新UI界面上的模擬顏色面板的同時，也將板子上的RGB LED的亮度進行同步控制：

void LedWidget::UpdateShowColor()
{
    QColor color;
    int R = ui->Slider_R->value();
    int G = ui->Slider_G->value();
    int B = ui->Slider_B->value();
    color.setRgb(R, G, B);
    QPalette pal;
    pal.setColor(QPalette::Base, color);
    ui->textBrowser->setPalette(pal);

    //控制板子上的RGB LED的亮度
    m_pRGBLed->SetRGBLedValue(T_R_LED, R);
    m_pRGBLed->SetRGBLedValue(T_G_LED, G);
    m_pRGBLed->SetRGBLedValue(T_B_LED, B);
}

2.4 編譯時遇到的問題

程序首先在Windows的Qt Creator上進行編譯，遇到了一些問題，記錄下解決方法。

找不到unistd.h

在Windows中編譯時，Qt Creater提示找不到unistd.h，這個其實是Visual Stidio編譯器找不這個頭文件。

這個頭文件都是Linux系統(tǒng)中常用的，Windows中一般用不到，要消除這個編譯錯誤，可以在VS的安裝目錄手動添加一個這個文件。

我的目錄是：

D:\Tools1\vs2015\VC\include

新建一個unistd.h：

//for qt creater, 2022/8/13
#ifndef _UNISTD_H
#define _UNISTD_H
#include 
#include 
#endif 

open、write等函數(shù)的警告提示

這些也是Linux中用到的函數(shù)，在Window平臺編譯只是警告信息，沒有報錯，可以不用管

3 實驗演示

3.1 交叉編譯

和之前一樣，將Windows的Qt Creator中的源碼復(fù)制到Ubuntu中進行交叉編譯，具體操作過程可參考之前的文章：

嵌入式Qt-動手編寫并運行自己的第1個ARM-Qt程序

這里僅記錄下編譯指令：

/home/xxpcb/myTest/imx6ull/otherlib/qt/qt-everywhere-src-5.12.9/arm-qt/bin/qmake

3.2 文件復(fù)制到板子中

由于這次測試使用的是野火的系統(tǒng)固件，不能和之前用網(wǎng)絡(luò)位置掛載根文件系統(tǒng)的方式，在Ubuntu中直接將文件復(fù)制到板子中(Ubuntu中的網(wǎng)絡(luò)掛載位置)，因此本篇需要使用其它的方法將Ubuntu中編譯的文件復(fù)制到板子中。

這里使用SSH的方式進行拷貝，首先要在Ubuntu中和i.MX6ULL板子中配置SSH功能，配置方法如下：

配置ssh

sudo apt update
sudo apt install openssh-server -y
sudo systemctl status ssh #查看狀態(tài)
# 如果你的防火墻開啟了，使用下面語句
sudo ufw allow ssh

連接方式

基本的ssh連接方法是：

ssh username@ip

username表示該機器的用戶名，ip表示對應(yīng)的ip地址

ssh方式文件復(fù)制

從Ubuntu拉取文件到板子中

# 從服務(wù)器拉取文件
# scp 服務(wù)器上的某個用戶@服務(wù)器IP::/服務(wù)器文件存放路徑 拉取文件保存路徑
scp server_user_name@192.168.1.101:server_file_path local_path

# 我的板子的拉取命令
cd /usr/local/qt-app/mytest/
scp xxpcb@192.168.5.104:~/myTest/imx6ull/qt-test/4-led/led ./

3.3 測試效果

在測試自己的例程之前，需要先將野火的自啟動Qt例程kill掉，否則兩個Qt程序會同步運行互相遮擋。

kill掉自啟動Qt程序

通過ps 、top 等命令查詢到ebf-qtdemo的pid，然后通過kill命令停止App運行

#879 為當(dāng)前 App 的 PID 值，每次可能不一樣
sudo kill 879

運行自己的Qt程序

野火的系統(tǒng)中，提供了一個運行腳本run_myapp.sh，需要調(diào)用這個腳本來運行自己的Qt程序

sudo /usr/local/qt-app/run_myapp.sh /usr/local/qt-app/Control_1

實際測試效果如下：

可以看出：

板子上的LED的亮度其實不能調(diào)節(jié)，只能亮或滅，需要確認(rèn)下是不是LED驅(qū)動的問題

觸摸的方式拖動板子上的滑條，不太靈活，可能是觸摸和鼠標(biāo)都在起作用，兩者干擾了

Qt界面中模擬的顏色混合面板，顏色混合顯示正常

4 總結(jié)

本篇介紹了通過Qt中滑條的使用，并使用滑條來控制i.MX6ULL板子中RGB三個顏色LED的亮滅。通過燒錄野火自帶的系統(tǒng)固件，使用系統(tǒng)提供的LED驅(qū)動程序，再配置自己編譯的Qt應(yīng)用程序，來實現(xiàn)整個功能。