嵌入式Qt-做一个秒表

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

介绍了如何编写第一个嵌入式Qt程序，实现了一个电子时钟的演示。

本篇，继续进行Qt实践，仿照手机中的秒表，实现一个相同功能的秒表：

回顾上一次的Qt开发流程，整个Qt的开发都是通过敲代码实现的，实际上，还可以利用Qt Creater的UI界面功能，通过图像化的配置来开发图形界面，本篇就使用这种方法来进行开发。

1 新建Qt工程

Qt工程创建的具体步骤可参照之前的文章：嵌入式Qt-动手编写并运行自己的第1个ARM-Qt程序，这里只说明不同之处。

上篇是通过代码实现页面设计的，本篇要借助Qt Creater的UI界面设计功能，因此要把下面的创建页面勾选上：

创建完成之后的Qt默认工程结构如下：

双击widget.ui，即可打开UI设置页面，如下图：

这里先简单熟悉下各个功能区：

2 代码编写

2.1 ui界面设计

修改界面的尺寸，我的Linux板子屏幕的分辨率是800x480，因此调整到对应的尺寸：

从左侧拖入一个Label，然后可以修改字体的大小：

再从左侧拖入其它需要用到的组件（PushButton、TextBrower）和位置调节组件（弹簧形状的HorizontalSpacer、VericalSpacer）

进行水平布局和竖直布局，选中对应的组件，例如3个按钮和中间的2个弹簧，点击上方工具栏中的水平布局按钮：

3个按键的水平布局效果如下：

然后再依次对其它组件进行布局：

字体可以调整到居中显示：

鼠标选中最大的组合组件，拖拽边缘调整到合适的外尺寸。然后选中不同级别的组合组件，调整layoutStretch的参数，实现按比例显示各个组件（相当于调节各个弹簧组件的弹力大小）

点击左下角上面那个三角图标，运行，查看效果：

注意左边留的空白是给秒表的表盘留的。

2.2 QTimer与QTime介绍

QTimer 类为定时器提供了一个高级编程接口，提供重复和单次计时。

QTime 类提供时钟时间功能，QTime 对象包含一个时钟时间，它可以表示为自午夜以来的小时数、分钟数、秒数和毫秒数。

Qt Creater提供了方便的帮助文档，可以在Qt Creater中直接查看对应功能函数的使用，比如搜索QTimer，就可以看到对应的介绍，以及可用的API函数：

本篇需要用到QTimer的功能有：

• start：启动定时器
• stop：停止定时器

再看看QTime的介绍：

本篇需要用到QTime的功能有：

• setHMS：设置初始时间
• addMSecs：增加一个时间（毫秒单位）
• toString：时间转为字符串格式
• minute：获取分钟
• second：获取秒
• msec：获取毫秒

2.3 对应按钮的函数

为了编写出更易看懂的代码，在编写代码之前，需要修改对应的组件的默认名称为便于理解的名称，比如我将3个按键的名称分别改为了：

• Btn_Start：开始按钮，并同时具有暂停/继续功能
• Btn_Reset：复位按钮
• Btn_Hit：打点按钮，用于记录不同名次的时间

然后还要手动添加QTimer和QTime对象，用于实现秒表的计时功能：

2.3.1 开始按钮的处理

Qt编程中重要处理就是信号和槽机制，它可用通过手动通过connet函数实现，而对于使用Qt Creater的图形界面设计方式，通常也是继续通过界面实现信号和和槽的连接：在开始按钮上右键，选则“转到槽…”：

然后有多种按钮信号可以选择，因为开始按钮同时具有暂停/继续的功能，这里使用toggled功能，利用按钮的按下和松开状态，来实现暂停/继续的功能：

点击OK之后，会自动跳到到代码页面，并自动生成对应的槽函数框架，然后就可以在里面编译对应的业务逻辑代码了：

开始按钮的具体业务逻辑代码如下，当首次按下时，checked为true，此时启动timer，记录此时的时间戳，然后将按钮的文字显示为“暂停”，同时将复位和打点按钮置灰，使这两个按钮不能再按下，因为暂停的时候执行复位和打点无意义。

timer每隔一段时间会触发超时，这里ADD_TIME_MSEC设置的是30ms，超时时间到后，编写对应的超时处理函数timeout_slot以及声明对应的信号和槽的处理。

void Widget::on_Btn_Start_toggled(bool checked)
{
    if (checked)
    {
        timer.start(ADD_TIME_MSEC);
        lastTime = QTime::currentTime();//记录时间戳
        ui->Btn_Start->setText("暂停");
        ui->Btn_Reset->setEnabled(false);
        ui->Btn_Hit->setEnabled(true);
    }
    else
    {
        timer.stop();
        ui->Btn_Start->setText("继续");
        ui->Btn_Reset->setEnabled(true);
        ui->Btn_Hit->setEnabled(false);
    }
}

connect(&timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(timeout_slot()));
void Widget::timeout_slot()
{
    //qDebug("hello");
    QTime nowTime = QTime::currentTime();
    time = time.addMSecs(lastTime.msecsTo(nowTime));
    lastTime = nowTime;
    ui->Txt_ShowTime->setText(time.toString("mm:ss.zzz"));
}

超时时间到了之后，计算一些两次的时间差值，然后通过addMSecs函数来累加时间。

2.3.2 复位按钮的处理

复位按钮也是通过右键来调整到槽，注意这里使用clicked函数即可，因为复位按钮只需要使用它的点击按下功能：

对应的槽函数的具体实现如下：

void Widget::on_Btn_Reset_clicked()
{
    m_iHitCnt = 0;
    timer.stop();
    time.setHMS(0,0,0,0);
    ui->Txt_ShowTime->setText("00:00:00");
    ui->Txt_ShowItem->clear();

    ui->Btn_Start->setText("开始");
    ui->Btn_Start->setChecked(false);
    ui->Btn_Reset->setEnabled(false);
    ui->Btn_Hit->setEnabled(false);
}

主要是将时间归零，将显示情况，并将各个按钮的显示状态复位为默认显示状态。

2.3.3 打点按钮的处理

打点按钮与复位按钮一样，也是只使用clicked函数即可，对应的槽函数的具体实现如下：

void Widget::on_Btn_Hit_clicked()
{
    QString temp;
    m_iHitCnt++;
    temp.sprintf("--计次 %d--", m_iHitCnt);
    ui->Txt_ShowItem->setFontPointSize(9);
    ui->Txt_ShowItem->append(temp);
    ui->Txt_ShowItem->setFontPointSize(12);
    ui->Txt_ShowItem->append(time.toString("[mm:ss.zzz]"));
}

打点功能用于在秒表的运行过程中，记录不同名次的时间，并显示在右侧的文本显示框中。

这里通过setFontPointSize函数来设置不同大小的字体显示。

2.4 秒表表盘的实现

之前这篇文章：嵌入式Qt-动手编写并运行自己的第1个ARM-Qt程序，通过代码的方式，实现了一个时钟表盘的显示，本篇在这个的基础上，修改代码，实现一个显示秒和分的秒表表盘，具体修改后的代码如下：

connect(&timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(update()));
connect(ui->Btn_Reset, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(update()));

void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{
    int side = qMin(width(), height());
    //QTime time = QTime::currentTime();

    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    painter.translate(width()/3, height()*2/5); //画图的基准位置
    painter.scale(side/300.0, side/300.0); //随窗口尺寸自动缩放

    //表盘(3个同心圆)
    for (int i=0; i<PANEL_RADIUS_NUM; i++)
    {
        QBrush brush(stPanelParaArr[i].color);
        QPen pen(stPanelParaArr[i].color);
        painter.setBrush(brush);
        painter.setPen(pen);
        painter.drawEllipse(-stPanelParaArr[i].radius, -stPanelParaArr[i].radius, 2*stPanelParaArr[i].radius, 2*stPanelParaArr[i].radius);
    }

    //秒的刻度
    painter.setPen(secondColor);
    for (int i = 0; i < 60; i++)
    {
        if ((i % 5) == 0)
        {
            painter.drawLine(PANEL_RADIUS3-8, 0, PANEL_RADIUS3, 0);
            QFont font("TimesNewRoman", SEC_NUM_SIZE);
            painter.setFont(font);
            painter.drawText(-SEC_NUM_SIZE, -(CLOCK_RADIUS-15), 2*SEC_NUM_SIZE, 2*SEC_NUM_SIZE, Qt::AlignHCenter, QString::number(i==0? 60 : i));
        }
        else
        {
            painter.drawLine(PANEL_RADIUS3-5, 0, PANEL_RADIUS3, 0);
        }
        //秒再细分5个格
        for (int j = 0; j < 5; j++)
        {
            painter.rotate(6.0/5);
            if (j != 4)
            {
                painter.drawLine(PANEL_RADIUS3-2, 0, PANEL_RADIUS3, 0);
            }
        }
    }

    //分钟的刻度
    painter.setPen(minuteColor);
    for (int k = 0; k < 30; k++)
    {
        if ((k % 5) == 0)
        {
            painter.rotate(-90.0);
            painter.drawLine(PANEL_RADIUS4-8, 0, PANEL_RADIUS4, 0);
            painter.rotate(90.0);

            QFont font("TimesNewRoman", MIN_NUM_SIZE);
            painter.setFont(font);
            painter.drawText(-MIN_NUM_SIZE, -(PANEL_RADIUS4-10), 2*MIN_NUM_SIZE, 2*MIN_NUM_SIZE, Qt::AlignHCenter, QString::number(k==0? 30 : k));
        }
        else
        {
            painter.rotate(-90.0);
            painter.drawLine(PANEL_RADIUS4-4, 0, PANEL_RADIUS4, 0);
            painter.rotate(90.0);
        }
        painter.rotate(12.0);
    }

    //分钟的表针
    painter.setPen(Qt::NoPen);
    painter.setBrush(minuteColor);
    painter.save();
    painter.rotate(12.0 * (time.minute() + time.second() / 60.0));
    painter.drawConvexPolygon(minuteHand, 3);
    painter.restore();

    //秒钟的表针
    painter.setPen(Qt::NoPen);
    painter.setBrush(secondColor);
    painter.save();
    //painter.rotate(6.0 * time.second());
    painter.rotate(6.0 * (time.second()+time.msec()/1000.0));
    painter.drawConvexPolygon(secondHand, 3);
    painter.restore();

    painter.end();
}

主要修改是将之前的小时显示去掉，并改为两个时间环：外圈秒环和内圈分环，秒环的范围是0_{60秒，分环的范围是0}30分。

秒表表盘的显示效果如下：

3 编译运行

代码是在Window环境中的Qt Creater中编写的，首先是Windows中编译查看效果。

3.1 Windows中编译

在Windows中的运行效果如下图的右图，可以实现手机中秒表类似的计时效果：

3.2 Ubuntu中编译

将Windows中的QT工程源码：

• .cpp文件
• .h文件
• .pro文件
• .ui文件

复制到Ubuntu中，注意.user文件是不需要的（它是Windows平台的编译配置）。

然后使用ARM平台的编译工具链，我的是在”/home/xxpcb/myTest/imx6ull/otherlib/qt/qt-everywhere-src-5.12.9/arm-qt/“，这里需要先用到它的qmake工具先自动生成Makefile文件，再通过make指令进行编译。

使用qmake生成Makefile，进入程序源码目录，执行qmake指令：

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

成功执行之后，就可以看到自动生成的Makefile文件，然后执行make指令进行编译得到可执行文件。

3.3 Linux板子中运行

将可执行文件放到已配置了qt运行环境的Linux板子中，运行并查看效果：
https://www.bilibili.com/video/BV1XW4y1y7pK

注：

Ubuntu中的具体编译过程，可参考之前这篇文章：嵌入式Qt-动手编写并运行自己的第1个ARM-Qt程序

Ubuntu中Qt的交叉编译环境的配置，可参考之前这篇文章：嵌入式Linux-Qt环境搭建

4 总结

本篇通过一个秒表的实例，介绍了如何使用Qt Creator的UI界面设计功能，进行Qt的开发，并将代码进行交叉编译，放入i.MX6ULL的Linux环境中测试运行情况。