隨著對(duì)嵌入式系統(tǒng)體積小型化和操作人性化的要求，以及大尺寸觸摸式顯示屏的廣泛應(yīng)用,，在嵌入式系統(tǒng)中采用軟鍵盤實(shí)現(xiàn)字符的輸入,，已經(jīng)成為目前的發(fā)展主流。QT是一個(gè)跨平臺(tái)的C++圖形界面庫(kù),，是由挪威TrollTech公司推出的產(chǎn)品,。它采用的是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，因此,，具有良好的可擴(kuò)展性和可移植性,，同時(shí)支持多個(gè)GUI平臺(tái)的交互開發(fā)。QT采用了良好的封裝機(jī)制,，使得它的模塊化程度非常高,，可重用性好，開發(fā)方便,。憑借其良好的性能,，QT已成為目前GUI開發(fā)中使用最為廣泛的圖形界面庫(kù)之一。QT／E(QT／Embedded)是用于嵌入式系統(tǒng)的QT版本,。QT／E去掉了對(duì)XLib的依賴而直接工作于Frame Buffer上,，因而效率更高，文中主要使用QT4．5．3版本,，在嵌入式Linux環(huán)境下實(shí)現(xiàn)軟鍵盤設(shè)計(jì),。
1 QT／E體系結(jié)構(gòu)
QT／E是2001年Trolltech公司開發(fā)的一款面向嵌入式系統(tǒng)的QT版本。它采用輕量級(jí)窗口系統(tǒng),，完全摒棄了底層的XLib,，以Framebuffer作為底層圖形接口，極大地減少了對(duì)內(nèi)存的消耗,。QT／E在上層仍然保持著原來的QT架構(gòu),，因此，針對(duì)在Xwindow上設(shè)計(jì)的QT程序仍然具有很好的移植性,。QT／E的基本體系結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
1)QT／E體系結(jié)構(gòu)中的圖形引擎是通過相關(guān)的圖形算法和Framebuffer操作底層的硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的；事件驅(qū)動(dòng)則是通過底層的輸入輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)外界事件的響應(yīng),。
2)如圖1所示,，由圖形引擎層實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形界面的繪圖操作,，然后由QT基本類提供對(duì)外界的操作接口,。其中,，圖形類提供圖形操作接口，比如：畫線,、畫矩形等,；控件類通過繼承公共抽象類QWidget來實(shí)現(xiàn)基本的控件，為外界提供接口,。
2 QT／E通信機(jī)制
在圖形界面編程時(shí),，我們經(jīng)常要實(shí)現(xiàn)界面之間的相互切換或者相互通知，更具體的來說就是需要實(shí)現(xiàn)類與類之間的相互通信,。比如,，在軟鍵盤的設(shè)計(jì)中，當(dāng)一個(gè)事件產(chǎn)生時(shí),，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào),。信號(hào)和槽(Signal＆slot)機(jī)制是QT的核心特征，在QT庫(kù)中有很多已經(jīng)設(shè)置好的信號(hào),，比如：clicked(),、triggered()等，開發(fā)人員也可以根據(jù)需要來自定義某些信號(hào),。事件的響應(yīng)對(duì)應(yīng)著QT窗口里的槽函數(shù),，和信號(hào)類似，系統(tǒng)有很多預(yù)定義的槽,，比如exit(),、quit()等，用戶也可以根據(jù)需要來添加自己的槽函數(shù),。
當(dāng)對(duì)象改變其狀態(tài)時(shí),，信號(hào)就由該對(duì)象發(fā)射(emit)出去，這就是對(duì)象所要做的全部事情,，它不知道另一端是誰在接收這個(gè)信號(hào),。這就是真正的信息封裝，它確保對(duì)象被當(dāng)作一個(gè)真正的軟件組件來使用,。槽用于接收信號(hào),，但它們是普通的對(duì)象成員函數(shù)。一個(gè)槽并不知道是否有任何信號(hào)與自己相連接,。而且,，對(duì)象并不了解具體的通信機(jī)制?？梢詫⒑芏嘈盘?hào)與單個(gè)槽進(jìn)行連接,，也可以將單個(gè)信號(hào)與很多槽進(jìn)行連接,，甚至于將一個(gè)信號(hào)與另外一個(gè)信號(hào)相連接也是可能的。
因此,，整個(gè)QT窗口的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,、靈活且擴(kuò)展性好。信號(hào)與槽之間的鏈接一般用connect()函數(shù)來實(shí)現(xiàn),，具體關(guān)聯(lián)方式和實(shí)現(xiàn)函數(shù)如圖2所示：
3 基于QT／E軟鍵盤的實(shí)現(xiàn)
文中主要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需要,，在軟鍵盤上制定了數(shù)字鍵、字母鍵,、退出鍵和確定鍵,。具體分兩步實(shí)現(xiàn)，第一步：在基于linux環(huán)境的PC機(jī)上制定軟鍵盤,，并編寫代碼實(shí)現(xiàn)其按鍵功能,；第二步：生成能夠在ARM板上運(yùn)行的代碼，并移植到ARM板上,。
3．1 PC機(jī)x11環(huán)境下制定軟鍵盤的模型
根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求,，在PC機(jī)x11／QT環(huán)境下設(shè)計(jì)了軟鍵盤界面，該軟鍵盤具有數(shù)字鍵,、字母鍵,、退出鍵和確定鍵，總共42個(gè)按鍵,，如圖3所示,。在linux環(huán)境的QT designer下，創(chuàng)建新的widget,，然后根據(jù)項(xiàng)目中所需要的按鍵個(gè)數(shù)來確定軟鍵盤的大小,，在此，選擇軟鍵盤的外框大小為：540x160,。軟鍵盤外框搭建完成之后,，需要在軟鍵盤區(qū)域內(nèi)加入實(shí)際所需要的按鍵。將Widget Box下Buttons選項(xiàng)中的PushButton按鍵拖入到軟鍵盤區(qū)域內(nèi),，在PushButton按鍵屬性的文本編輯中填入按鍵值,，比如“1”。在PushButton按鍵屬性的名字編輯中填入按鍵名,，比如“n1”,。
同理，在軟鍵盤區(qū)域內(nèi)拖入實(shí)際所需要按鍵個(gè)數(shù)的按鍵,，根據(jù)所需要的鍵值修改每個(gè)按鍵上面的文本屬性和名字屬性,。按照一般鍵盤的布局對(duì)它們進(jìn)行排列
3．2 軟鍵盤實(shí)現(xiàn)
如圖3所示，首先建立了足項(xiàng)目要求的軟鍵盤的基本模型,，接下來要實(shí)現(xiàn)的就是當(dāng)按鍵響應(yīng)時(shí)能夠讀出鍵盤值并將其發(fā)送出去,，具體實(shí)現(xiàn)的流程如圖4所示,。
圖4中，初始化按鍵時(shí),，可以使用QSignalMapper類來捆綁不同按鍵所發(fā)送的一系列無參數(shù)信號(hào),，并將其轉(zhuǎn)發(fā)為有參數(shù)的信號(hào)：
QSignalMapper*mapper=new QSignalMapper(this)；
QSignalMapper的主要應(yīng)用為可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)響應(yīng)不同按鈕的功能,，下面舉例來說明圖4的具體實(shí)現(xiàn)過程：
首先設(shè)置軟鍵盤界面名稱為ui,，然后以數(shù)字鍵“1”為例：將在圖3中數(shù)字鍵1對(duì)應(yīng)的按鍵名稱設(shè)為：n1,，在圖4中的第(1)步中,，建立鍵值“1”所對(duì)應(yīng)的映射，代碼如下：
mapper->setMapping(ui．n1,，“1”),；
接著，在圖4中的第(2)步,，需要建立鍵值clicked對(duì)應(yīng)的信號(hào)與槽之間的關(guān)系代碼如下：
connect(ui．n1,，SIGNAL(clicked())，mapper,，SLOT(map())),；
最后，將所需要用到的字母或者數(shù)字通過上述方式連接到槽函數(shù)中,。如圖4中的(3),，將這些所要求得到的字母或者數(shù)字發(fā)送給焦點(diǎn)控件，代碼如下：
connect(mapper,，signal(mapped(const QString&)),，im，slot(sendcontent(const QStling&)))
上面語句中sendcontent()函數(shù)為發(fā)射子函數(shù),，具體代碼如下：
sendCommitString(content),； (1)
content．clear()； (2)
語句(1)將焦點(diǎn)控件內(nèi)的字母和數(shù)字發(fā)送出去,，語句(2)清除發(fā)送框中的字母和數(shù)字,，供下一次使用。
可以采用同樣的方式,，對(duì)軟鍵盤中其它的按鍵進(jìn)行映射函數(shù)和連接函數(shù)的編寫,，然后在arm-linux-gcc環(huán)境下編譯，生成可以在arm板上運(yùn)行的二進(jìn)制文件,。
3．3 下載到目標(biāo)板上運(yùn)行
本文的設(shè)計(jì)思路是：先將程序代碼在PC機(jī)上調(diào)試通過,，然后將調(diào)試通過的程序代碼在RAM-linux-gcc環(huán)境下進(jìn)行編譯，生成可以在RAM板上運(yùn)行的二進(jìn)制文件,，最后將此二進(jìn)制文件下載到目標(biāo)板中,。本文的前提是QT4．5．3環(huán)境已經(jīng)移植到開發(fā)板上,，具體移植步驟在這里不作介紹。在終端上面,，運(yùn)行啟動(dòng)軟鍵盤指令,，命令行后面加上“-qws”指令，運(yùn)行結(jié)果如圖5所示,。
圖5是在實(shí)際項(xiàng)目中需要的預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼的界面,，在系統(tǒng)運(yùn)行前要先設(shè)置手機(jī)號(hào)碼，以便系統(tǒng)故障時(shí)能夠自動(dòng)的給對(duì)應(yīng)的手機(jī)用戶發(fā)送預(yù)警信息,，使用戶能夠?qū)崟r(shí)的了解自己系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),。在該界面中，準(zhǔn)備預(yù)設(shè)手機(jī)號(hào)碼時(shí),，直接選擇打開軟鍵盤按鈕,，圖3所示的預(yù)制的軟鍵盤會(huì)彈出界面，選擇要求預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼值,，完成之后選擇exit按鍵,，軟鍵盤關(guān)閉。在此就可以用圖5所示的軟鍵盤完成手機(jī)號(hào)碼的預(yù)設(shè),。
4 結(jié)束語
隨著Linux操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用以及人們對(duì)GUI人機(jī)交互界面的更多需求,，本文在linux操作系統(tǒng)的QT開發(fā)套件下，分析了軟鍵盤實(shí)現(xiàn)的原理,，并完成了軟鍵盤的設(shè)計(jì),。此軟件盤可以根據(jù)用戶的要求來添加按鍵，與外部接入實(shí)體鍵盤相比,，不僅便利,，還節(jié)約成本。通過實(shí)踐證明此軟鍵盤具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,，可以廣泛的應(yīng)用于各種QT界面中,。