嵌入式Qt-控制硬件：滑动条控制RGB灯

前面的几篇文章，介绍Qt例程，都是和硬件无关的，Windows平台和嵌入式平台都能运行。

本篇，来测试一下Qt界面控制嵌入式平台上的硬件，以野火i.MX6ULL板子上的RGB LED为例，实现Qt界面控制3种颜色LED的不同亮度混合显示。

1 设计Qt滑条控制LED界面

先来看一下最终设计的界面效果：

有一个按键作为LED的总开关，控制LED的点亮与熄灭。下面的3个滑条，控制3种颜色LED以不同的亮度点亮。右边是一个颜色混合显示面板，模拟RGB三种颜色的LED以不同亮度点亮后的混合亮度。

1.1 滑条控件

Qt Creator的UI设置界面中，有水平滑条和竖直滑条控件，可以直接使用：

右侧的属性窗户可以设置滑条的取值范围和初始值。

1.2 控件颜色

使用QPalette可以对界面颜色和控件的颜色进行自定义设置

QPalete::Window——通常指窗口部件的背景色

QPalette::WindowText——通常指窗口不见的前景色

QPalette::Base——底色

QPalette::Button——指按钮窗口部件的背景色

QPalette::ButtonText——指按钮窗口部件的前景色

QPalette::Text——文本输入窗口的前景色

QPalette::Background——背景色

QPalette::Foreground——前景色(界面中文字的统一颜色)

界面的颜色

整个UI界面的颜色可以这样设置：

QPalette color = palette();//控制窗体颜色
color.setColor(QPalette::Background, QColor(255,255,255));//背景颜色
//color.setColor(QPalette::Foreground, QColor(0,0,255,255));//前景颜色
setPalette(color);

这里就是把整个界面的颜色设置为纯白色

控件的颜色

例如文本标签控件（QLabel）的文字颜色可以这样设置：

QPalette pal;
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::red);
ui->label_R->setPalette(pal); //设置滑条左侧的R字体为红色
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::green);
ui->label_G->setPalette(pal);
pal.setColor(QPalette::WindowText,Qt::blue);
ui->label_B->setPalette(pal);

颜色混合面板控件（QTextBrowser）的面板颜色可以这样设置：

QColor color;
int R = ui->Slider_R->value(); //读取滑条的当前值
int G = ui->Slider_G->value();
int B = ui->Slider_B->value();
color.setRgb(R, G, B); //颜色混合
QPalette pal;
pal.setColor(QPalette::Base, color);
ui->textBrowser->setPalette(pal); //显示到面板上

1.3 滑条UI界面代码编写

构造函数

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();//控制窗体颜色
    color.setColor(QPalette::Background, QColor(255,255,255));//背景颜色
    setPalette(color);
}

滑条滑动时的槽函数

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三种颜色的混合显示

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系统烧录

本篇的RGB LED测试，需要先烧录野火i.MX6ULL自带的系统固件，因为该系统已有Qt运行环境，且对应的RGB LED的驱动程序也已配置好了，这样就不需要再自己写RGB LED的驱动程序了，我们只写好Qt的应用程序，实现对板子上LED的控制即可。

烧写方法可参考：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/install_debian/install_debian.html#

可以烧写到SD卡中

烧写到eMMC中

因为在SD卡中运行系统，无法使用WIFI连网，可以通过fire-config工具将SD卡的系统烧写到eMMC中，刷机过程可参考：

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

设置之后，选择重启，重启后的系统将自动进行从SD卡到EMMC的刷机。刷机过程大约2分钟左右。刷机完成后，控制台会重新进入串口登录页面， 此时观察开发板的LED灯，如果LED在持续闪烁，说明刷机成功。然后调整拨码开关为相应启动方式，重新上电启动系统即可。

也可以直接通过USB-OTG接口和 MFGTool2软件烧写到eMMC。ssh

烧写到eMMC启动，可以使用WIFI连网，WIFI配网步骤参考：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/wifi/wifi.html

Qt系统界面

野火i.MX6ULL自带的系统固件烧录后自启动Qt程序界面如下：

串口方式登录时：

普通用户（带sudo权限）

账户: debian

密码: temppwd

ROOT用户

账户: root

密码: root

这个系统第一次运行时，会进行屏幕触摸校准，若校准的不满意，可删除掉/etc/pointercal文件后重启再进行校准。

rm /etc/pointercal

2.2 无Qt的RGB LED测试

野火i.MX6ULL的RGB LED的原理图如下，由于驱动程序不需要自己写了，实际上我们也不需要关心具体的硬件引脚是哪个，只需要使用驱动程序提供的设备描述符进行LED的控制即可。

参考野火的测试代码：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/quick_start/zh/latest/quick_start/led_subsystem/led_subsystem.html#id4

测试代码

编写自己的没有Qt界面的RGB LED测试代码：

#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);
}

将该程序在Ubuntu进行交叉编译

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

测试效果

运行效果如下，3种颜色的灯每隔1s依次点亮熄灭:

对于亮度的控制，可以先参考教程中的命令行点灯测试：https://doc.embedfire.com/linux/imx6/linux_base/zh/latest/linux_basis/led_key_command_line_testing/led_key_command_line_testing.html

实际测试，串口指令无法控制灯的亮度，只能控制亮灭，亮度为1和亮度为255的效果一样，都是同样的亮度，不知道是硬件的问题还是软件驱动的问题。

2.3 Qt中移植RGB LED控制代码

在滑条UI界面代码工程的基础上，添加一个自定义的类，名字可起为regled:

然后在这个类中，将无Qt的RGB LED测试用到的代码移植进来，并结合Qt的滑动条对三种颜色的灯进行控制。

这个是构造函数，先打开3个LED灯的文件描述符：

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;
    }
}

编写一个RGB灯的颜色和亮度的控制函数，供外部调用：

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界面类中，可以对RGB LED进行控制：

//LedWidget类中定义一个rgbled成员变量
rgbled *m_pRGBLed;

//LedWidget构造函数中实例化一个rgbled对象
m_pRGBLed = new rgbled(this);

在更新UI界面上的模拟颜色面板的同时，也将板子上的RGB LED的亮度进行同步控制：

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 编译时遇到的问题

程序首先在Windows的Qt Creator上进行编译，遇到了一些问题，记录下解决方法。

找不到unistd.h

在Windows中编译时，Qt Creater提示找不到unistd.h，这个其实是Visual Stidio编译器找不这个头文件。

这个头文件都是Linux系统中常用的，Windows中一般用不到，要消除这个编译错误，可以在VS的安装目录手动添加一个这个文件。

我的目录是：

D:\Tools1\vs2015\VC\include

新建一个unistd.h：

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

open、write等函数的警告提示

这些也是Linux中用到的函数，在Window平台编译只是警告信息，没有报错，可以不用管

3 实验演示

3.1 交叉编译

和之前一样，将Windows的Qt Creator中的源码复制到Ubuntu中进行交叉编译，具体操作过程可参考之前的文章：

嵌入式Qt-动手编写并运行自己的第1个ARM-Qt程序

这里仅记录下编译指令：

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

3.2 文件复制到板子中

由于这次测试使用的是野火的系统固件，不能和之前用网络位置挂载根文件系统的方式，在Ubuntu中直接将文件复制到板子中(Ubuntu中的网络挂载位置)，因此本篇需要使用其它的方法将Ubuntu中编译的文件复制到板子中。

这里使用SSH的方式进行拷贝，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 #查看状态
# 如果你的防火墙开启了，使用下面语句
sudo ufw allow ssh

连接方式

基本的ssh连接方法是：

ssh username@ip

username表示该机器的用户名，ip表示对应的ip地址

ssh方式文件复制

从Ubuntu拉取文件到板子中

# 从服务器拉取文件
# scp 服务器上的某个用户@服务器IP::/服务器文件存放路径 拉取文件保存路径
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 测试效果

在测试自己的例程之前，需要先将野火的自启动Qt例程kill掉，否则两个Qt程序会同步运行互相遮挡。

kill掉自启动Qt程序

通过ps 、top 等命令查询到ebf-qtdemo的pid，然后通过kill命令停止App运行

#879 为当前 App 的 PID 值，每次可能不一样
sudo kill 879

运行自己的Qt程序

野火的系统中，提供了一个运行脚本run_myapp.sh，需要调用这个脚本来运行自己的Qt程序

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

实际测试效果如下：

可以看出：

板子上的LED的亮度其实不能调节，只能亮或灭，需要确认下是不是LED驱动的问题

触摸的方式拖动板子上的滑条，不太灵活，可能是触摸和鼠标都在起作用，两者干扰了

Qt界面中模拟的颜色混合面板，颜色混合显示正常

4 总结

本篇介绍了通过Qt中滑条的使用，并使用滑条来控制i.MX6ULL板子中RGB三个颜色LED的亮灭。通过烧录野火自带的系统固件，使用系统提供的LED驱动程序，再配置自己编译的Qt应用程序，来实现整个功能。