基于QTE的ARMDSP嵌入式系统的直流电机监控界面的设计与实现

QT应用程序由C++语言进行开发。QT的API分为控件、框架和工具三个部分，其高效的工作性能与其信号和槽的机制是密不可分的。QT／ Embedded开发流程如图4所示。

在宿主机上建立QT开发环境，安装交叉编译工具，包括编译器、链接器、库函数等，应用程序在宿主机上运行，而产生的目标代码是针对特定的硬件平台。并且使用QtCreator跨平台的Qt集成开发环境，有助于提高开发的效率。QT应用程序的开发是在宿主机上调试通过后，移植到目标板上。
3．2 串口通信界面
串口通信界面提供串口属性设置、串口数据通信的接口函数以及DSP反馈给ARM9的电机状态信息。串口通信界面如图5所示。通过点击界面中‘Edit Parameter’按键实现对串口各种参数的配置。正确配置好参数，点击‘ConneCt’按键即可连接串口，准备通信。电机状态可以点击‘Receive’获得。‘Motor’菜单可打开电机控制界面，其控制也是通过生效的串口传输。

设计串口配置的界面时，首先定义结构体serial config，具体如下：

在设置好串口参数后，点击‘Connet’后发送控件QPushButton信号clicked()，调用自定义槽函数setup_serial()，实现对QT控件中各个参数的读取，并根据参数配置对应的串口。其中，由控件portNameComboBox的成员函数currentText()获得设置的串口号，由此读取串口名称，并赋值给属性serial．dev。设置串口名称代码段如下：

类似地读取串口通信的其他相应参数。接下来，需要打开串口，代码段如下：

其中，使用open函数打开串口，获得串口设备文件的文件描述符fd_serial。
槽函数setup_serial()中，完成参数读取并打开串口操作后，通过调用自定义的子函数set baudrate(int)用来设置波特率，而子函数set Parms(int)则是设置其他参数。其中主要使用了针对Linux串口通信的termios数据结构对串口进行配置。由于使用串口对电机进行读取或控制，不允许等待，所以对于打开的任何串口，都需要将其设置为非阻塞工作方式。程序中通过fcntl(fd serial，F_SETFL，O_NONBLOCK)实现把Linux下默认为阻塞读的缓冲设置为非阻塞读。

设计电机状态读取部分时，首先定义了结构体motor_status：

当电机处于正常工作状态时，点击界面上‘Receive’，自定义的槽函数receive data()会响应，实现对电机状态的读取。制定的DSP反馈给ARM9的数据包的格式如表1所示，数据格式大小为16位的char型数组。在槽函数中，使用read(fd_serial，buff16)函数通过串口读取这16位带有电机状态信息的数据，并赋值给数组buff[]。

将字符数组buff[]各个字段传递给对应motor_status属性，并分别发送自定义信号。用于显示电机状态的控件QLabel是QWidget的子类，其槽函数setText(QString)接收信号并将其显示。比如，显示电机转速状态的过程是：发射自定义信号speed_changed(QString)，触发QL-abel类型控件label_DiskSpced_value的槽函数setText(OString)，将当前电机转速显示在界面上。该信号和槽函数连接的语句为connect(this,SIGNAL(speed_changed(Qstring))，ui->label DiskSpeed value，SLOT(setText(QString))，实现了电机转速的数据显示。
3．3 电机控制界面
电机控制界面提供了对电机控制指令的配置，电机控制界面如下图6所示。

点击‘Edit’键可对参数进行编辑，之后点击‘Send’，通过串口传输生效。
先定义了电机参数结构motor config：

点击‘Send’后发送控件QPushButton的信号clicked()，它会触发自定义的槽函数send_data()，实现通过串口传递给DSP控制指令。定义DSP接收的电机控制的数据格式，如表2所示，需要大小为13位的char型数组存储电机控制信息。槽函数send_data()中，按照格式赋值给
char型buff[]数组，然后通过函数write(fd_serial，buff，sizeof(buff))将数据写入串口。

3．4 实验结果
完成QT应用程序在PC端的Linux下的仿真运行，编译出在开发板上执行的二进制可执行文件，最终在嵌入式ARM板上运行效果如图7所示，实现了ARM与DSP的串行通信及对电机的监控。

4 结语
基于QT／Embedded的GUI应用程序运行在嵌入式操作系统Linux上，高效稳定，UI设计提供了良好的用户体验，满足了嵌入式设备的界面显示需求。本课题采用ARMDSP+Linux+QT／Embedded的技术方案，设计与实现了电机控制界面，显示了高性能嵌入式处理器、智能化嵌入式操作系统、图形化应用程序在嵌入式产品应用上的可行性。