rs232_linux-win32_cz6.pdf

KURS

Programowanie portu szeregowego

w systemach operacyjnych Linux

i Windows, część 6

Umiejętność programowej obsługi interfejsu RS232 od strony

komputera PC jest dziś istotnym elementem elektronicznego

rzemiosła. W niniejszym kursie piszemy jak w praktyce

oprogramować port szeregowy w środowiskach Linux i Windows.

Wiele miejsca poświęcamy pisaniu przenośnych aplikacji GUI,

które korzystają z interfejsu szeregowego i zachowują się tak samo

w systemach Windows jak i Linux. Wszystkie omawiane zagadnienia

poparte są szczegółowo opisanymi praktycznymi przykładami.

RS232 i włączany jest licznik timer-

BreakTime . Na czas trwania ocze-

kiwania ( break time ) przycisk Send

jest wyłączany. Aplikacja jest wy-

posażona w kontrolkę, która „świeci

się” na jasno niebiesko (kolor cyan )

podczas trwania czasu break time .

Po upływie tego czasu aplikacja

sprawdza, jaka (i czy w ogóle) od-

powiedź nadeszła. Zadanie to jest

realizowane w slocie obsługującym

przepełnienie licznika timerBreakTi-

me , pokazanym na list. 23 . Po wy-

łączeniu kontrolki i zatrzymaniu licz-

nika, program sprawdza za pomocą

Wykorzystanie łącza RS232

w aplikacji testowej

Funkcje obsługi interfejsu RS232

dostarczane są za pomocą klasy

CCommInterface . Plik nagłówkowy

tej kasy jest włączany do pliku na-

główkowego głównej formy aplikacji

(list. 19). Klasa tej formy posiada

pole będące wskaźnikiem do obiek-

tu interfejsu komunikacyjnego:

CCommInterface *pComm;

Obiekt tego interfejsu tworzony

jest dynamicznie w konstruktorze

klasy Example2WFrm wraz z obiek-

tem licznika odmierzającego czas

break time (list. 21).

Jak wspomniano, działanie apli-

kacji polega na wysłaniu zapytania

i prezentacji odpowiedzi. Zapytanie

jest wysyłane w chwili kliknięcia

przycisku Send, zaś odpowiedź, bę-

dąca ciągiem bajtów, prezentowana

jest w formie szesnastkowej i ASCII

za pomocą obiektu klasy QTableWid-

get. Klasa ta implementuje tabelkę

(siatkę) mogącą zawierać dowolne

widgety. Odpowiedź jest sprawdza-

na po upłynięciu czasu break time

liczonego od chwili wysłania zapy-

tania. Czas ten jest ustalany przez

użytkownika aplikacji i odmierzany

za pomocą licznika timerBreakTime

typu QTimer .

Ciało slotu obsługującego klik-

nięcie przycisku Send przedstawio-

no na list. 22 . W pierwszej kolejno-

ści dokonywane jest otwarcie por-

tu COM1 dla szybkości transmisji

19200 bodów. Niepowodzenie skut-

kuje wyświetleniem odpowiedniego

komunikatu i zamknięciem aplikacji.

Jeśli port został poprawnie otwar-

ty, to z pól tekstowych odczyty-

wane jest zapytanie oraz wartość

czasu break time wyrażonego w mi-

lisekundach. Następnie czyszczone

jest pole odpowiedzi, po czym za-

pytanie jest wysyłane przez łącze

List. 22. Wysyłanie jednobajtowego zapytania

void Example2WFrm::clickedSendQuery()

{

//Open port

string port=”COM1”;

if(pComm->Open(port,19200)==false)

{

QString portname=port.c_str();

QMessageBox::critical(this,tr(„Error”),tr(„Port „)+portname+tr(„ opening

error. Application will terminate.”));

this->reject();

}

//Read query

bool ok;

unsigned char qry=ui.leQuery->text().toInt(&ok,16);

if(false==ok)

{

QMessageBox::critical(this,tr(„Error”),tr(„Invalid query value.”));

pComm->Close();

return;

}

//Update displayed query value

ui.leQuery->setText(QString::number(qry,16));

//Read break time

int btime=ui.leBreakTime->text().toInt(&ok);

if((false==ok) || (btime<0))

{

QMessageBox::critical(this,tr(„Error”),tr(„Invalid break time value.”));

pComm->Close();

return;

}

//Clear response window

ui.twResponse->clear();

ui.twResponse->setRowCount(2);

ui.twResponse->setColumnCount(1);

ui.leStatus->setText(tr(„”));

//Send query

ui.pbtnSendQuery->setEnabled(false);

if(pComm->Write(&qry,1)!=1)

{

QMessageBox::critical(this,tr(„Error”),tr(„Write error.”));

pComm->Close();

return;

}

QPalette pal;

pal.setColor(QPalette::Base,QColor(tr(„cyan”)));

ui.leLamp->setPalette(pal);

this->timerBreakTime->start(btime);

}

Elektronika Praktyczna 7/2007

KURS

List. 23. Odbiór odpowiedzi

void Example2WFrm::timerBreakTimeOverﬂow()

{

QPalette pal;

pal.setColor(QPalette::Base,QColor(tr(„black”)));

ui.leLamp->setPalette(pal);

this->timerBreakTime->stop();

//Read response

unsigned long Errors,InQue,BytesRead;

unsigned char *Input;

pComm->CheckCommInput(&Errors,&InQue);

if(Errors!=0)

ui.leStatus->setText(tr(„*** ERROR „)+QString::number(Errors)+tr(„

***”));

else

{

if(InQue==0)

ui.leStatus->setText(tr(„*** NO RESPONSE ***”));

else

{

ui.leStatus->setText(tr(„*** OK ***”));

//Read response

Input=new unsigned char[InQue];

if(false==pComm->Read(Input,&BytesRead,InQue))

{

QMessageBox::critical(this,tr(„Error”),tr(„Read error.”));

delete [] Input;

pComm->Close();

ui.pbtnSendQuery->setEnabled(true);

return;

}

//Show response

ui.twResponse->setColumnCount(BytesRead);

for(unsigned long j=0;j<BytesRead;j++)

{

QTableWidgetItem *hexItem = new QTableWidgetItem(QString::

number(Input[j],16));

QTableWidgetItem *charItem = new QTableWidgetItem(QString((char)

(Input[j])));

ui.twResponse->setItem(0, j, hexItem);

ui.twResponse->setItem(1, j, charItem);

}

delete [] Input;

}

pComm->Close();

ui.pbtnSendQuery->setEnabled(true);

}

Unicode – są one implementowane

przez typ QChar.

Drugie z wymienionych poleceń

powoduje stworzenie trzech plików:

Makeﬁle, Makeﬁle.Debug i Makeﬁle.

Release , które oczywiście umożli-

wiają tworzenie wersji Debug i Re-

lease aplikacji. Kompilacji wersji

Debug dokonujemy wpisując:

mingw32–make –f Makeﬁle.Debug

zaś wersji Release, wpisując:

mingw32–make –f Makeﬁle. Re-

lease

Uruchomienie aplikacji może

odbyć się bez podania parametrów

wywołania (co odpowiada kliknię-

ciu myszy na pliku Example2W.

exe ), lub przykładowo z podaniem

stylu w jakim program ma zostać

uruchomiony. Dostępne są następu-

jące style (użytkownik może także

deﬁniować własne):

– Windows (domyślny w systemie

Windows)

– WindowsXP

– Motif

– CDE

– Macintosh

– Plastique (domyślny w systemie

Linux)

Uruchomienie aplikacji z uży-

ciem danego stylu odbywa się po

podaniu jego nazwy z opcją –style .

Przykładowo, aplikację Example2W

w stylu Plastique uruchamiamy za

pomocą polecenia:

Example2W.exe –style=plastique

funkcji CheckCommInput() ile bajtów

oczekuje w buforze wejściowym oraz

czy nie wystąpiły błędy transmisji

na poziomie kontrolera UART i syste-

mu operacyjnego. W przypadku błędu

wyświetlany jest odpowiedni komu-

nikat. Brak odpowiedzi (zero bajtów

w buforze) jest sygnalizowany poprzez

wyświetlenie komunikatu „*** NO

RESPONSE ***”. Jeśli zaś odpowiedź

nadeszła, wyświetlany jest komunikat

„*** OK ***”, a odpowiedź jest od-

czytywana z bufora wejściowego za

pomocą funkcji Read() . Odczytany

ciąg bajtów traﬁa do tabelki prezen-

tującej odpowiedź (w tym przypadku

każdy z jej elementów przechowuje

obiekt klasy QString ). Na koniec port

szeregowy jest zamykany, a przycisk

Send ponownie włączany.

podstawie plików źródłowych za

pomocą wspomnianego już progra-

mu narzędziowego qmake.exe . Bę-

dąc w katalogu projektu wpisujemy

w linii poleceń:

qmake – project

a następnie:

qmake

Pierwsze z wymienionych po-

leceń spowoduje stworzenie pliku

Example2W.pro , który pokazano na

list. 24 . Plik ten stanowi informa-

cję, które pliki (zarówno źródłowe,

jak i pliki *.ui ) należy brać pod

uwagę przy tworzenia plików Make-

ﬁle , a także dodatkowe opcje. Linia:

DEFINES –= UNICODE

została dodana ręcznie po to,

aby biblioteka Qt traktowała znaki

char jako znaki ASCII, a nie jak

znaki zapisane w Unicode ( Wide

Char ). Jest to potrzebne, bo pro-

totypy funkcji WinAPI wymagają

typu ASCII. Mimo to, biblioteka Qt

w pełni wspiera Unicode i możliwe

jest używanie 16–bitowych znaków

Integracja biblioteki Qt

z edytorem Code Blocks

O ile możliwa jest praca z pli-

kami źródłowymi projektu za po-

mocą zwykłego notatnika, to oczy-

wiście wygodnie jest nimi opero-

wać za pomocą dowolnego edytora

przeznaczonego dla programistów,

wyposażonego co najmniej w moż-

liwość kolorowania składni. Edytor

Code Blocks , oprócz tej podstawo-

wej cechy, posiada między innymi

wzorzec projektu Qt, dzięki któ-

remu tworzenie własnego projek-

tu wykorzystującego tę bibliotekę

jest wyjątkowo łatwe. Posiada on

także możliwość współpracy z de-

buggerem GDB, będącym częścią

środowiska MinGW, co znakomicie

ułatwia (a niekiedy wręcz warun-

kuje) proces tworzenia aplikacji.

Ponadto, integracja z GDB jest do-

konywana automatycznie, a progra-

mista otrzymuje wygodne środowi-

sko pracy z możliwością zastawia-

nia pułapek breakpoint z poziomu

Kompilacja i uruchomienie

programu z linii poleceń

Przed kompilacją projektu, nale-

ży przygotować odpowiednie pliki

Makeﬁle . Pliki te są tworzone na

Elektronika Praktyczna 7/2007

KURS

wej apli-

kacji. Wła-

ściwe pliki

projektu

m o ż n a

stworzyć

ręcznie. Po

stworzeniu

projektu

należy od-

powiednio

skonﬁgu-

rować śro-

dowisko,

wybierając

opcję Pro-

ject–>Bu-

ild options .

D z i ę k i

użyciu wzorca projektu Qt,

w sekcji konsolidatora są

już wymienione potrzebne

biblioteki ( rys. 8 ). Bardzo

ważne jest właściwe poda-

nie ścieżek do plików na-

główkowych biblioteki Qt.

Jest to o tyle istotne, że

– przynajmniej w wersji 1.0

edytora – domyślne ścieżki

są błędne i nie pasują do

wersji 4.0.1 biblioteki. Być

może jest to relikt pozo-

stały z wersji 3.x. Przykład

właściwie podanych ścieżek

przedstawiono na rys. 9 .

Można dodać ścieżki do-

stępu do pozostałych pod-

katalogów katalogu \inclu-

de , ale można też pozosta-

wić jedynie dwie pierwsze

ścieżki i włączając pliki na-

główkowe podawać, oprócz

samej nazwy pliku, ścieżkę

dostępu do niego, odniesio-

ną do jednego z katalogów

wymienionych w zakładce

Directories/Compiler . Drugie

rozwiązanie jest bezpiecz-

niejsze i takie też zostało

wybrane.

Podobnie jak w przypad-

ku nazw bibliotek, ścieżka

do katalogu je zawierające-

go powinna być poprawnie

ustalona, co jest zapew-

nione dzięki wykorzysta-

niu wzorca projektu Qt

( rys. 10 ). Ustawienia opcji

kompilatora ( rys. 11 ) zależą

od tego, co chcemy otrzy-

mać w wyniku kompilacji

oraz jak proces kompilacji

ma przebiegać. Jedną z naj-

bardziej użytecznych opcji

Rys. 9. Opcje projektu – pliki nagłówkowe

Rys. 6. Środowisko Code Blocks podczas pracy z aplika-

cją Example2W

interfejsu graﬁcznego, podglądu

zmiennych i różnymi rodzajami

pracy krokowej. Ogólny widok

edytora Code Blocks podczas pra-

cy nad niniejszą aplikacją przed-

stawiono na rys. 6.

Podczas tworzenia nowego pro-

jektu ( Project–>New project... ) pro-

ponuję, zgodnie z rys. 7 , zaznaczyć

opcję „ Do not create any ﬁles ”.

Dzięki temu unika się tworzenia

niepotrzebnych plików przykłado-

Rys. 10. Opcje projektu – biblioteki

Rys. 11. Opcje projektu – kompilator

Rys. 7. Nowy projekt Code Clocks

Rys. 8. Opcje projektu – konsolidator

jest –g . Jej zaznaczenie spowoduje

stworzenie wersji Debug , odznacze-

nie – wersji Release .

Przed przystąpieniem do kompi-

lacji projektu za pomocą IDE Code

Blocks należy za pomocą programu

narzędziowego moc.exe stworzyć,

na podstawie pliku nagłówkowego

formy Example2WFrm.h , specjalny

plik moc_Example2WFrm.cpp . Plik

ten powinien być umieszczony

w katalogu projektu i dodany do

projektu w środowisku Code Blocks .

Utworzenia pliku moc_Example2W-

Frm.cpp dokujemy wydając nastę-

pujące polecenie:

Elektronika Praktyczna 7/2007

KURS

Rys. 12. Aplikacja testowa działająca

w systemie Windows (styl Windows)

List. 24. Plik Example2W.pro

######################################################################

# Automatically generated by qmake (2.00a) Cz 18. maj 23:36:02 2006

######################################################################

TEMPLATE = app

TARGET +=

DEPENDPATH += .

INCLUDEPATH += .

# Input

HEADERS += CommInterface.h Example2WFrm.h

FORMS += Example2WFrm.ui

SOURCES += CommInterface.cpp main.cpp Example2WFrm.cpp

DEFINES -= UNICODE

moc –o moc_Example2WFrm.cpp

Example2WFrm.h

Działanie takie nie było po-

trzebne podczas kompilacji progra-

mu w linii poleceń, gdyż program

qmake sam umieszczał w plikach

Makeﬁle stosowne wywołania pro-

gramu moc. Program ten zajmuje

się obsługą rozszerzeń języka C++

właściwych dla biblioteki Qt, m.in.

mechanizmu sygnałów i slotów. Po-

winien on być używany dla każde-

go pliku nagłówkowego zawierające-

go deklarację klasy, która zawiera

w sobie wywołanie makra Q_OB-

JECT . Pliki wygenerowane przez

program moc muszą być skompilo-

wane i skonsolidowane razem z in-

nymi plikami projektu.

Po wygenerowaniu pliku moc_

Example2WFrm.cpp można skompi-

lować i uruchomić aplikację (F9).

Jeśli zaznaczono opcję –g , to pro-

gram jest gotowy do uruchomienia

w trybie debuggowania – wystarczy

ustawić pułapki w wybranych miej-

scach programu i wcisnąć F8. Apli-

kację testową działającą w systemie

Windows przedstawiono na rys. 12 .

Arkadiusz Antoniak, EP

arkadiusz.antoniak@ep.com.pl

www.antoniak.ep.com.pl

180x128

1/2

180x23

Elektronika Praktyczna 7/2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: