Linux驱动开发实战（五）：Qt应用程序点RGB灯（保姆级快速入门！）

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前言

在上一篇文章中设备树点RGB灯，我们介绍了如何通过设备树驱动来控制RGB LED，并使用简单的echo命令向设备文件写入字符来操作LED。本文将进一步探讨如何通过Qt图形界面应用程序来实现同样的功能，为用户提供一个直观、友好的操作界面。

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实验环境

• 开发板：野火开发板Imx6ull pro
• 系统：嵌入式Linux
• 开发工具：Qt5
• 编程语言：C++

实验原理

本实验的核心原理与前一篇文章相同，即通过向/dev/rgb_led设备文件写入不同的值来控制RGB LED的不同颜色：

• 写入’1’：点亮红色LED
• 写入’2’：点亮绿色LED
• 写入’4’：点亮蓝色LED
• 写入’0’：关闭所有LED

不同之处在于，这次我们使用Qt框架开发了一个图形界面应用，通过按钮点击事件来触发这些操作，而不是直接在命令行中使用echo命令。

C语言应用转到QT应用

下面是C语言编写的程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main() {

    printf("Program started\n");
    // 循环执行命令
    while (1) {
        // 执行第一个命令: echo '1' > /dev/rgb_led

        printf("Executing command 1\n");

        int ret = system("sudo sh -c \"echo '1' > /dev/rgb_led\"");
        if (ret == -1) {
            perror("Error executing command 1");
            return 1;
        }
        printf("Command 1 executed successfully\n");

        sleep(1); // 等待1秒
        // 执行第二个命令: echo '2' > /dev/rgb_led
        printf("Executing command 2\n");
        ret = system("sudo sh -c \"echo '2' > /dev/rgb_led\"");
        if (ret == -1) {
            perror("Error executing command 2");
            return 1;
        }
        printf("Command 2 executed successfully\n");
        sleep(1); // 等待1秒
        // 执行第三个命令: echo '4' > /dev/rgb_led
        printf("Executing command 3\n");
        ret = system("sudo sh -c \"echo '4' > /dev/rgb_led\"");
        if (ret == -1) {
            perror("Error executing command 3");
            return 1;
        }
        printf("Command 3 executed successfully\n");
        sleep(1); // 等待1秒
    }
    return 0;
}

直接使用交叉编译器编译：

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

在开发板上输入命令

sudo ./RGB

即可执行
RGB灯在开发板上就会每隔一秒换一个颜色亮起
那QT程序应该怎么写呢？

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实验步骤

1. 创建Qt项目

首先，我们使用Qt Creator创建一个新的Qt Widgets Application项目，命名为RGB。

2. 设计用户界面

在Qt Designer中，我们设计了一个简单的界面，包含三个按钮，分别用于控制红、绿、蓝三种颜色的LED。

每个按键右击选择转到槽即可创建事件点击函数

3. 实现MainWindow类

mainwindow.h

首先，我们需要在头文件中声明我们的类和方法：

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

namespace Ui {
class MainWindow;
}

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_pushButton_clicked();
    void on_pushButton_2_clicked();
    void on_pushButton_3_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    bool executeCommand(const QString &cmd);  // Add this line
};

#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

然后，在实现文件中编写具体功能：

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QProcess>
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    
    // 设置按钮标签和样式
    ui->pushButton->setText("红色LED");
    ui->pushButton->setStyleSheet("background-color: #ff8080; min-height: 60px; font-size: 14px;");
    
    ui->pushButton_2->setText("绿色LED");
    ui->pushButton_2->setStyleSheet("background-color: #80ff80; min-height: 60px; font-size: 14px;");
    
    ui->pushButton_3->setText("蓝色LED");
    ui->pushButton_3->setStyleSheet("background-color: #8080ff; min-height: 60px; font-size: 14px;");
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    // 应用关闭时关闭LED
    executeCommand("echo '0' > /dev/rgb_led");
    delete ui;
}

bool MainWindow::executeCommand(const QString &cmd)
{
    QProcess process;
    QString fullCommand = "sudo sh -c \"" + cmd + "\"";
    
    qDebug() << "执行命令: " << fullCommand;
    
    process.start("bash", QStringList() << "-c" << fullCommand);
    process.waitForFinished();
    
    int exitCode = process.exitCode();
    if (exitCode != 0) {
        qDebug() << "命令执行失败，退出码: " << exitCode;
        qDebug() << "错误信息: " << process.readAllStandardError();
        return false;
    }
    
    return true;
}

void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
    // 控制红色LED
    if (executeCommand("echo '1' > /dev/rgb_led")) {
        qDebug() << "红色LED已点亮";
    }
}

void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
    // 控制绿色LED
    if (executeCommand("echo '2' > /dev/rgb_led")) {
        qDebug() << "绿色LED已点亮";
    }
}

void MainWindow::on_pushButton_3_clicked()
{
    // 控制蓝色LED
    if (executeCommand("echo '4' > /dev/rgb_led")) {
        qDebug() << "蓝色LED已点亮";
    }
}

编译与调试过程

先在PC端运行

如果没问题的话即可利用交叉编译编译成可执行程序

构建可执行程序

然后点击锤子
构建
在编译过程中，我曾遇到了一个错误：

/home/embedfire/qtdemo/RGB/mainwindow.cpp:29: error: use of undeclared identifier 'executeCommand'

这个错误是由于在mainwindow.h文件中没有声明executeCommand函数而导致的。解决方法是在mainwindow.h的MainWindow类中添加私有方法声明：

private:
    bool executeCommand(const QString &cmd);

修复后，项目成功编译并运行。

移植QT应用

构建好的应用在这里

开发板输入命令

sudo mount -t nfs 192.168.247.118:/home/embedfire/workdir /mnt

把它通过nfs传到开发板

sudo cp RGB /usr/local/qt-app/RGB

放到qt-app目录下

运行QT应用

加载驱动
驱动在上一章节已经写好了设备树点RGB灯

sudo insmod dts_led.ko

运行命令

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

成功点灯

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总结

本文介绍了如何使用Qt框架开发一个RGB LED控制应用，实现了通过图形界面控制硬件设备的功能。相比于命令行操作，图形界面应用提供了更好的用户体验和更丰富的功能可能性。