K U R S
Programowanie portu szeregowego
w systemach operacyjnych Linux
i Windows, część 5
Umiejętność programowej obsługi stanowił zapowiedz
dobrego zestawu mów linuksowych  KDE, który jest
narzędzi RAD (Rapid Application De- tworzony właśnie z użyciem Qt.
interfejsu RS232 od strony
velopment) dla systemów Linux i Win- Kolejną zaletą Qt jest możliwość
komputera PC jest dziś istotnym
dows. Niestety, w 2005 roku firma współpracy z wieloma kompilatorami
elementem elektronicznego
Borland zrezygnowała z dalszego roz- C++. Na potrzeby tego kursu użyto
woju środowiska Kylix, traktując je na rozwiązań Open Source, co zaowo-
rzemiosła. W niniejszym
równi z tak leciwymi produktami jak cowało wykorzystaniem kompilato-
kursie piszemy jak w praktyce
Borland Turbo C++. Na szczęście na ra GCC, który w wersji dla systemu
oprogramować port szeregowy
przenośnych IDE świat się nie kończy Windows dostępny jest m.in. w posta-
w środowiskach Linux i Windows.
i stworzono wiele przenośnych biblio- ci pakietu MinGW.
tek, a więc programiści mają w czym
Wiele miejsca poświęcamy
wybierać. Określenie  przenośnych Instalacja biblioteki Qt
pisaniu przenośnych aplikacji
dotyczy tu kodu z
ródłowego, a nie i narzędzi wspomagających
GUI, które korzystają z interfejsu
 jak to ma miejsce w przypadku ję- w systemie Windows
szeregowego i zachowują zyków Java, C#, czy platformy .NET Wersję Open Source pakietu Qt
 interpretowanych na podstawie tzw. w wersji 4.0.1, zarówno dla systemu
się tak samo w systemach
kodu bajtowego, gdzie konieczna jest Windows jak i Linux, można pobrać
Windows jak i Linux. Wszystkie
wcześniejsza instalacja Wirtualnej Ma- z ftp://ftp.trolltech.com/qt/source/. Dla
omawiane zagadnienia poparte
szyny Javy lub jej odpowiednika. Wy- Windows, biblioteka jest dostarczana
korzystanie bibliotek przenośnych od- w postaci pliku qt win opensource src-
są szczegółowo opisanymi
bywa się zgodnie z maksymą  napisz  4.0.1.zip. Archiwum należy rozpa-
praktycznymi przykładami.
raz, skompiluj (i uruchom) wszędzie . kować w miejscu, w którym chcemy
Ten sam kod z
ródłowy kompilowany mieć na dysku twardym zainstalowa-
W poprzednich częściach kur- jest na różnych platformach, w wyni- ną bibliotekę Qt. W moim przypadku
su poznaliśmy, w jaki sposób można ku czego dla każdej z nich powstaje był to katalog C:\qt win opensour-
oprogramować port szeregowy w syste- natywny kod wykonywalny. ce src 4.0.1. Ze względu na to, że
mach Linux i Windows (32 bitowych). Najbardziej popularnymi bibliote- wersja darmowa, jako pakiet Open
Została przedstawiona uniwersalna kami służącymi do tworzenia aplika- Source, rozpowszechniana jest w wer-
klasa obsługi tego interfejsu, której cji przenośnych są: wxWidgets (daw- sji z
ródłowej, instalacja polega na jej
wykorzystanie jest możliwe z każdym niej wxWindows), Qt, Ultimate++, skompilowaniu. W wyniku kompilacji
kompilatorem języka C++ i biblioteką FOX, V. Różnią się one przede powstają niezbędne narzędzia i biblio-
STL. W następnych odcinkach pokażę wszystkim możliwościami, elegancją teki. Jednak zanim przystąpimy do
przykład prostej aplikacji okienkowej dostarczanego przez nie API, łatwością kompilacji, musimy zaopatrzyć się
działającej w obu systemach operacyj- tworzenia interfejsu graficznego w spo- w kompilator, na przykład MinGW.
nych i współpracującej z programem sób wizualny, funkcjonalnością wersji Kompilator ten można ściągnąć osob-
Example1.c pracującym na mikrokon- dostępnych bezpłatnie, jakością doku- no (http://www.mingw.org/) lub wraz
trolerze ATmega8. Funkcjonalność tej mentacji, czy wreszcie popularnością z jednym z wielu darmowych edyto-
aplikacji polega na wysłaniu jedno- i perspektywami rozwoju. Biorąc pod rów w stylu IDE. W niniejszym kur-
bajtowego zapytania i prezentacji od- uwagę wymienione cechy, toolkit Qt sie wykorzystano IDE Code Blocks
powiedzi przesłanej przez mikrokon- (czytaj ang. cute  miły, sympatyczny) (w skrócie C::B), dostępne wraz
troler, lub informacji o braku takiej wyróżnia się eleganckim API (w prze- z kompilatorem MinGW na stronie
odpowiedzi. Jako narzędzie do stwo- ciwieństwie np. do API wxWidgets, internetowej http://www.codeblocks.
rzenia programu przenośnego wybrano przypominającego bibliotekę MFC), org/. Jedną z zalet tego edytora jest
bibliotekę Qt 4 (wersja Qt 4.0.1 Open dużymi możliwościami, dobrą doku- to, że posiada on wzorzec (template)
Source) firmy Trolltech. mentacją (Qt Assistant) i świetnym projektu Qt, co bardzo ułatwia jego
narzędziem do tworzenia interfej- integrację z tą biblioteką. Co ciekawe,
Dlaczego Qt? su użytkownika w sposób wizualny sam edytor jest tworzony z użyciem
Na rynku istnieje wiele narzędzi  Qt Designer. Jest przy tym dostęp- konkurencyjnego pakietu wxWidgets.
służących do tworzenia przenośnych ny bezpłatnie w formie Open Source Edytor C::B wraz z kompilatorem
aplikacji z graficznym interfejsem na licencji GPL, zarówno dla syste- MinGW należy zainstalować w typo-
użytkownika. Do niedawna obiecują- mu Linux jak i Windows (począwszy wy dla systemu Windows sposób.
co zapowiadał się rozwój pakietu IDE od wersji 4). Jest to biblioteka stale Po zainstalowaniu edytora i kom-
(Integrated Development Environment) rozwijana przez firmę Trolltech. Co pilatora przystępujemy do zainstalo-
Kylix firmy Borland, który wraz ze ciekawe, w parze z jej rozwojem idzie wania biblioteki Qt. Sama instalacja
środowiskami Delphi i C++ Builder, rozwój popularnego pulpitu dla syste- tego pakietu jest szczegółowo opisana
Elektronika Praktyczna 6/2007
89
K U R S
bin), w czasie, Tworzenie aplikacji testowej
gdy tworzone z Graficznym Interfejsem
są pliki Make- Użytkownika
file projektów Wykorzystanie biblioteki Qt jest za-
przykładowych gadnieniem na tyle szerokim, że z po-
(w tym czasie wodzeniem mogłoby stanowić tematy-
na ekranie mo- kę niemałej wielkości książki. Dlatego
nitora wyświe- też opisano tylko te jego elementy,
tlane są napisy które są najistotniejsze z punktu wi-
 reading *.pro dzenia tematyki niniejszego kursu.
odnoszące się W celu zademonstrowania obsługi
do plików z ka- łącza RS232 przez aplikację okienko-
talogu QTDIR\ wą, stworzono program Example2W,
examples); którego działanie jest analogiczne do
3. Po skonfigu- działania programu Example1L, opi-
rowaniu należy sanego w jednej z poprzednich części
sprawdzić, czy kursu. Aplikacja umożliwia wysłanie
Rys. 4. Tworzenie graficznego interfejsu aplikacji za pomo- w katalogu QT- jednobajtowego zapytania, ustalenie
cą programu Qt Designer DIR znajduje się czasu break time oraz prezentację
plik Makefile. odpowiedzi udzielonej przez część
w pliku INSTALL, dostarczanym wraz Wersje Open Source są dostar- sprzętową.
z nim. Niestety, jedną z największych czane bez jakiejkolwiek gwaran- Tworzenie aplikacji rozpoczyna-
wad biblioteki Qt jest bardzo długi cji i zdarza się, że plik ten nie my od uruchomienia programu Qt
czas instalowania, mogący dochodzić zostanie stworzony. Jeśli go nie Designer, znajdującego się w katalo-
nawet do kilku godzin (i to nawet ma, należy utworzyć go ręcznie, gu QTDIR\bin. Rozmieszczając wid-
na całkiem szybkich komputerach). wpisując w linii poleceń: gety (linuksowe odpowiedniki okien,
Dlatego też warto zrezygnować za- qmake
przy czym w nomenklaturze WinAPI
równo z tworzenia plików Makefile, 4. W linii poleceń wpisać: za okno uważa się także takie obiek-
mingw32 make
przykładów, jak i ich kompilacji (kod ty, jak np. przyciski) na formie apli-
z
ródłowy przykładów jest umieszczo- Polecenie to jest wywołaniem kacji należy posłużyć się zestawem
ny w katalogu \examples). W razie programu make właściwego dla odpowiednich rozkładów (layout),
potrzeby można je skompilować póz
- kompilatora MinGW. Po jego dzięki czemu finalny program będzie
niej. Podczas opisu instalacji i użyt- wywołaniu nastąpi długotrwały się zachowywał sensownie, na przy-
kowania biblioteki Qt odniesienia do proces kompilacji. Wraz z jego kład podczas prób rozciągania formy.
katalogu w jakim ma być ona zain- postępem, w katalogu QTDIR\lib Zachowanie formy można w każdej
stalowana będą dotyczyć przykłado- będą się pojawiać stosowne bi- chwili wypróbować za pomocą opcji
wego katalogu C:\qt win opensour- blioteki, a w katalogu QTDIR\bin preview (Ctrl+R). Dostępne są różne
ce src 4.0.1. Procedura instalacji jest będą to biblioteki *.dll oraz pro- style podglądu, między innymi styl
następująca: gramy narzędziowe, między in- Windows czy Motif. Zrzut ekranowy
1. Nadać poniższym zmiennym śro- nymi: programu Qt Designer zrobiony pod-
dowiskowym następujące wartości:  moc.exe (Meta Object Compi- czas tworzenia formy aplikacji testo-
PATH  dodać ścieżkę ler). Kompilator meta obiektów wej, przedstawiono na rys. 4.
C:\qt win opensource src 4.0.1\bin
biblioteki Qt; Po zaprojektowaniu wyglądu for-
QTDIR=C:\qt win opensource src 4.0.1
 uic.exe (User Interface Com- my, należy ją zapisać w wybranym
QMAKESPEC=C:\qt win opensource src
4.0.1\mkspecs\win32 g++
piler). Konwerter plików XML katalogu, najlepiej w tym, w którym
Dostęp do zmiennych śro- *.ui, będących wynikiem dzia- będzie umieszczony projekt aplikacji.
dowiskowych w nowych syste- łania programu Qt Designer, Forma jest zapisywana w postaci spe-
mach Windows NT odbywa się na kod z
ródłowy w języku cjalnego pliku XML z rozszerzeniem
poprzez Panel Sterowania >Sys- C++; *.ui. W przypadku aplikacji testowej
tem >Zaawansowane >Zmienne  designer.exe  narzędzie do Example2W, plik z danymi formy na-
środowiskowe. Można też w linii tworzenia GUI; zwano Example2WFrm.ui. Fragment
poleceń wpisać:  assistant.exe  pomoc bibliote- tego pliku przedstawiono na list. 17.
set NAZWA_ZMIENNEJ=ŚCIEŻKA
ki Qt; Aby z niego skorzystać w tworzonej
2. W linii poleceń wpisać:  linguist.exe  narzędzie do in- aplikacji, należy dokonać jego konwer-
configure
ternacjonalizacji aplikacji two- sji na plik nagłówkowy języka C++.
Program configure służy do rzonych za pomocą Qt. Można to zrobić za pomocą progra-
przygotowania programu qmake, 5. Kompilację można przerwać mu narzędziowego uic.exe, znajdujące-
który z kolei służy do tworzenia w czasie, gdy kompilowane są go się w katalogu QTDIR\bin. W tym
plików Makefile na podstawie przykładowe projekty. Każdy celu, będąc w katalogu projektu, nale-
plików z
ródłowych. Zagadnienia z nich można, wedle potrzeb, ży wpisać w linii poleceń:
uic  o ui_Example2WFrm.h Example2WFrm.
te zostaną opisane dalej. Dzia- skompilować póz
niej.
ui
łanie programu configure można Po wykonaniu opisanych czyn-
przerwać po stworzeniu pro- ności biblioteka Qt 4.0.1 jest goto- Powyższa komenda spowoduje
gramu qmake (katalog QTDIR\ wa do użycia. stworzenie pliku ui_Example2WFrm.h,
Elektronika Praktyczna 6/2007
90
K U R S
Stworzenie obiektu formy i jego
List. 17. Fragment pliku z danymi List. 21. Konstruktor klasy Example-
formy Example2WFrm.ui uwidocznienie odbywa się w funkcji 2WFrm
Example2WFrm::Example2WFrm(QDialog
main(), zaimplementowanej w pliku
*parent)
: QDialog(parent)
main.cpp, który pokazano na list. 20.
{
frmExample2W ui.setupUi(this);
List. 20. Funkcja main()
name= frmExample2W > pComm = new CCommInterface();
#include
timerBreakTime = new
#include  Example2WFrm.h
QTimer(this);
int main(int argc, char *argv[])
0 //Set text codec for tr()
{
0 function
QApplication app(argc, argv);
346 QTextCodec::setCodecForTr(QTextCo
Example2WFrm frmEx;
213 dec::codecForName( ISO8859 2 ));
frmEx.show();
//Connect signals and slots
return app.exec();
connect(timerBreakTime,
}
SIGNAL(timeout()), this, SLOT(timer
Example2W  COM1 BreakTimeOverflow()));
connect(ui.pbtnSendQuery,
Sygnały i sloty
SIGNAL(clicked()), this, SLOT(click
edSendQuery()));
Wiemy już, jak zbudować formę
}
którego szkielet przedstawiono na aplikacji opartej na oknie dialogowym
list. 18. Plik ten zawiera definicję i jak ją pokazać użytkownikowi. Pozo-
klasy pomocniczej o nazwie Ui_frmE- stało odpowiedzieć na pytanie, w ja- Spójrzmy ponownie na list. 19.
xample2W, której pola stanowią de- ki sposób można tę aplikację ożywić, Klasa Example2WFrm posiada dwa
klaracje poszczególnych widgetów i in- czyli dodać funkcje obsługi zdarzeń, sloty, wymienione w sekcji private
nych elementów interfejsu graficznego. takich jak na przykład kliknięcie kla- slots. Są nimi funkcje, jakie mają
Klasa ta jest dziedziczona przez klasę wiszem myszki na przycisku. Otóż, być wywoływane w odpowiedzi
frmExample2W, umieszczoną w prze- w przypadku biblioteki Qt, odbywa na kliknięcie przycisku Send oraz
strzeni nazw Ui. Sposób jej wykorzy- się to za pośrednictwem mechani- przepełnienie timera timerBreakTi-
stania we właściwym pliku nagłów- zmu sygnałów i slotów. Mechanizm me, będącego polem tej klasy. Na
kowym formy zdradza list. 19. Klasą sygnałów i slotów polega na tym, że list. 21 przedstawiono konstruktor
formy aplikacji Example2W jest klasa określone zdarzenie dotyczące danego klasy Example2WFrm. Jak widać,
Example2WFrm, będąca potomkiem widgeta (np. kliknięcie myszką) po- w konstruktorze sloty łączone są
klasy okna dialogowego QDialog. Kla- woduje wyemitowanie przezeń sygna- z odpowiednimi sygnałami. Ta pro-
sa Example2WFrm posiada prywatne łu, zależnego od tego, jakie zdarzenie sta operacja wystarcza, aby zreali-
pole o następującej definicji: miało miejsce. Każdy widget lub for- zować mechanizm reagowania apli-
Ui::frmExample2W ui;
ma (ogólnie: każda klasa wywodząca kacji na wybrane zdarzenia.
Dzięki temu, wszystkie elementy się od klasy QObject) może emitować Ciąg dalszy opisu tworzenia apli-
Graficznego Interfejsu Użytkownika, sygnały oraz posiadać specjalne meto- kacji testowej działającej w systemie
stworzonego za pomocą programu QT dy zwane slotami. Sloty to po prostu Windows przedstawimy w następnej
Designer, są po prostu jednym z pól funkcje wywoływane w odpowiedzi na części kursu.
klasy formy. Można się do nich od- określone sygnały, które to sygnały Arkadiusz Antoniak, EP
woływać w ciele tej klasy za pomocą są z kolei funkcjami wywoływanymi [e-mail]
formuły: w przypadku wystąpienia odpowiada- www.antoniak.ep.com.pl
ui.nazwa_elementu_gui
jących im zdarzeń. Aby dany slot był
wywoływany w odpowiedzi na dany Linki internetowe:
sygnał, należy go z tym sygnałem po- ftp://ftp.trolltech.com/qt/source/
List. 18. Szkielet pliku z
ródłowego
łączyć za pomocą specjalnej funkcji http://www.mingw.org/
ui_Example2WFrm.h, określającego
connect(). Zasadę tę ilustruje rys. 5. http://www.codeblocks.org/
interfejs graficzny formy
class Ui_frmExample2W
Nie każdy slot da się połączyć z da-
{
nym sygnałem. Połączenie jest
//Deklaracje pol i metod klasy
};
możliwe, gdy lista argumen-
namespace Ui {
class frmExample2W: public tów slotu jest podzbiorem li-
Ui_frmExample2W {};
sty argumentów sygnału. Slot,
} // namespace Ui
połączony z danym sygnałem,
wywoływany jest z tymi sa-
List. 19. Właściwy plik nagłówkowy
mymi argumentami, z którymi
formy Example2WFrm.h
wywoływany jest sygnał (lub
#include  ui_Example2WFrm.h
ich podzbiorem właściwym
#include  CommInterface.h
#include
dla listy argumentów slotu).
class Example2WFrm : public QDialog
{ Jeden slot może być połączo-
Q_OBJECT
ny z dowolną liczbą sygnałów,
public:
Example2WFrm(QDialog *parent = 0); a jeden sygnał może być połą-
~Example2WFrm();
czony z dowolną liczbą slotów.
private slots:
void timerBreakTimeOverflow(void);
Biblioteka Qt zapewnia dużą
void clickedSendQuery(void);
liczbę predefiniowanych sygna-
private:
QTimer *timerBreakTime;
łów i slotów, oprócz tego każ-
CCommInterface *pComm;
Ui::frmExample2W ui; dy jej użytkownik może two-
};
rzyć własne. Rys. 5. Mechanizm sygnałów i slotów
Elektronika Praktyczna 6/2007
91