【正点原子Linux连载】第十四章 Qt控制LED 摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Qt开发指南V1.0.2

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第十四章 Qt控制LED

本章开始使用Qt应用到正点原子的嵌入式I.MX6ULL开发板上，凡事是先易后难，我们也是从最简单的点亮LED说起。介绍如何使用Qt知识应用到正点原子的嵌入式I.MX6ULL开发板，亦可参考来修改到其他平台的嵌入式Linux开发板上。

15.1 资源简介

在正点原子的I.MX6U开发板，ALPHA和MINI Linux开发板板载资源上有一个LED。如下图原理图（下图为ALPHA开发板的LED原理图）。

15.2 应用实例

想要控制这个LED，首先我们正点原子的出厂内核已经默认将这个LED注册成了gpio-leds类型设备。所以我们可以直接在应用层接口直接可以操作这个LED设备。我们在Qt里有很多种方法可以控制正点原子I.MX6U的LED设备。如可以用C语言的读写函数读写来控制LED的状态，或者直接使用system()函数启动一个进程执行相关指令直接控制LED等。
我们介绍最简单的方法控制开发板上的LED，就是使用Qt的操作文件的类直接控制LED。因为Linux上一切皆文件，所有的东西都当作文件来处理。
下面将贴上代码，其中不会再去讲如何搭建工程，不会贴上实验现象图。代码注释详细，不额外说明。实现现象请自行编译到开发板上运行查看。（编者都有在正点原子I.MX6U开发板上实验，确保准确性）。项目虽然简单，但是在嵌入式里基本都是从点亮一个LED里开始说起。只有我们会操作一个IO，剩下的基本都不会难！
项目简介：设置一个按钮，点击即可控制LED状态反转（点亮或者熄灭LED）。项目看来很起来很简单，实际上有些需要注意的地方，我们在改变LED的状态时，需要先去读取LED的状态，防止外界（外面应用程序）将LED的状态改变了。否则我们反转操作将不成立。在C++里一般使用get()和set()方法来获取和设置。我们的LED程序里也有这种方法。所以需要写好一个让人看得懂的程序是有“方法”的。不能将程序功能写在一堆，最好是分开写，留有接口。让后面的人看懂！
例01_led，控制LED（难度简单）。项目路径为Qt/3/01_led。3是代表第三篇的例程父目录。
在源文件“mainwindow.h”的代码如下。

   /******************************************************************
    Copyright © Deng Zhimao Co., Ltd. 1990-2021. All rights reserved.
    * @projectName   01_led
    * @brief         mainwindow.h
    * @author        Deng Zhimao
    * @email         [email protected]
    * @net            www.openedv.com
    * @date           2021-03-08
    *******************************************************************/
1   #ifndef MAINWINDOW_H
2   #define MAINWINDOW_H
3 
4   #include <QMainWindow>
5   #include <QPushButton>
6   #include <QFile>
7 
8   class MainWindow : public QMainWindow
9   {
10      Q_OBJECT
11
12  public:
13      MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
14      ~MainWindow();
15
16  private:
17      /* 按钮 */
18      QPushButton *pushButton;
19
20      /* 文件 */
21      QFile file;
22      
23      /* 设置lED的状态 */
24      void setLedState();
25
26      /* 获取lED的状态 */
27      bool getLedState();
28
29  private slots:
30      void pushButtonClicked();
31  };
32  #endif // MAINWINDOW_H

在头文件“mainwindow.h”里第24行声明一个设置LED状态方法，另一个是获取状态的方法。另外声明一个槽函数，作用是点击切换LED的状态。
在源文件“mainwindow.cpp”的代码如下。

   /******************************************************************
    Copyright © Deng Zhimao Co., Ltd. 1990-2021. All rights reserved.
    * @projectName   01_led
    * @brief         mainwindow.cpp
    * @author        Deng Zhimao
    * @email         [email protected]
    * @net            www.openedv.com
    * @date           2021-03-08
    *******************************************************************/
1   #include "mainwindow.h"
2   #include <QDebug>
3   #include <QGuiApplication>
4   #include <QScreen>
5   #include <QRect>
6  
7   MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
8       : QMainWindow(parent)
9   {
10      /* 获取屏幕的分辨率，Qt官方建议使用这
11       * 种方法获取屏幕分辨率，防上多屏设备导致对应不上
12       * 注意，这是获取整个桌面系统的分辨率
13       */
14      QList <QScreen *> list_screen =  QGuiApplication::screens();
15 
16      /* 如果是ARM平台，直接设置大小为屏幕的大小 */
17  #if __arm__
18      /* 重设大小 */
19      this->resize(list_screen.at(0)->geometry().width(),
20                   list_screen.at(0)->geometry().height());
21      /* 默认是出厂系统的LED心跳的触发方式,想要控制LED，
22       * 需要改变LED的触发方式，改为none，即无 */
23      system("echo none > /sys/class/leds/sys-led/trigger");
24  #else
25      /* 否则则设置主窗体大小为800x480 */
26      this->resize(800, 480);
27  #endif
28 
29      pushButton = new QPushButton(this);
30 
31      /* 居中显示 */
32      pushButton->setMinimumSize(200, 50);
33      pushButton->setGeometry((this->width() - pushButton->width()) /2 ,
34                              (this->height() - pushButton->height()) /2,
35                              pushButton->width(),
36                              pushButton->height()
37                              );
38      /* 开发板的LED控制接口 */
39      file.setFileName("/sys/devices/platform/leds/leds/sys-led/brightness");
40 
41      if (!file.exists())
42          /* 设置按钮的初始化文本 */
43          pushButton->setText("未获取到LED设备！");
44 
45      /* 获取LED的状态 */
46      getLedState();
47 
48      /* 信号槽连接 */
49      connect(pushButton, SIGNAL(clicked()),
50              this, SLOT(pushButtonClicked()));
51  }
52 
53  MainWindow::~MainWindow()
54  {
55  }
56 
57  void MainWindow::setLedState()
58  {
59      /* 在设置LED状态时先读取 */
60      bool state = getLedState();
61 
62      /* 如果文件不存在，则返回 */
63      if (!file.exists())
64          return;
65 
66      if(!file.open(QIODevice::ReadWrite))
67          qDebug()<<file.errorString();
68 
69      QByteArray buf[2] = {"0", "1"};
70 
71      /* 写0或1 */
72      if (state)
73          file.write(buf[0]);
74      else
75          file.write(buf[1]);
76 
77      /* 关闭文件 */
78      file.close();
79 
80      /*重新获取LED的状态 */
81      getLedState();
82  }
83 
84  bool MainWindow::getLedState()
85  {
86      /* 如果文件不存在，则返回 */
87      if (!file.exists())
88          return false;
89 
90      if(!file.open(QIODevice::ReadWrite))
91          qDebug()<<file.errorString();
92 
93      QTextStream in(&file);
94 
95      /* 读取文件所有数据 */
96      QString buf = in.readLine();
97 
98      /* 打印出读出的值 */
99      qDebug()<<"buf: "<<buf<<endl;
100     file.close();
101     if (buf == "1") {
102         pushButton->setText("LED点亮");
103         return true;
104     } else {
105         pushButton->setText("LED熄灭");
106         return false;
107     }
108 }
109
110 void MainWindow::pushButtonClicked()
111 {
112     /* 设置LED的状态 */
113     setLedState();
114 }

第9行~24行，界面初始化设置，在嵌入式里，根据实际的屏的大小，设置全屏显示。按钮居中显示。
第23行，因为出厂系统里配置LED的触发方式为心跳方式，要想控制此LED，需要将LED的触发方式改为none，即是无触发方式。为了方便，编者直接使用system()函数，用指令的方式改变LED的触发方式。
第54~82行设置LED的方法，写入“0”或“1”代表开和关。写入之前先读取LED的状态，预防在用户其他地方有设置过LED。
第84行~108行，获取LED的状态。
第110行~114行设置LED的状态，此方法为槽函数，由点击按钮触发。
至此常规的控制一个IO，大概流程已经完成。

15.3 程序运行效果

下面为Ubuntu上仿真界面的效果，由于Ubuntu不是“开发板”，所以在读取LED设备时会读取失败。实际在板上运行图略。交叉编译程序到正点原子I.MX6U开发板上运行即可控制LED的状态。