摘  要： 為了實現(xiàn)中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)下的串口調(diào)試，提出了兩種調(diào)試方法：利用系統(tǒng)自帶的minicom調(diào)試工具；采用圖形化用戶界面開發(fā)軟件Qt4編寫調(diào)試程序的方法。分別對VGA8×4矩陣切換器進(jìn)行串口通信控制實驗。實驗結(jié)果表明，兩種調(diào)試方法都能成功實現(xiàn)對矩陣切換器的控制，且都比較簡單實用。
關(guān)鍵詞： 中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)； 串口調(diào)試； minicom； Qt4； 矩陣切換器

    目前,由于國產(chǎn)的中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)有著高安全性,以及其功能、穩(wěn)定性、效率方面都達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平,部分指標(biāo)還要優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，極大地降低了采購成本及維護(hù)成本等特點,中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)逐步地應(yīng)用到了部隊、國家大型的建設(shè)項目、企事業(yè)單位中，如國家電網(wǎng)D5000項目等[1]。串口作為一種廣泛應(yīng)用的計算機(jī)接口，計算機(jī)對設(shè)備進(jìn)行通信控制幾乎都是通過串口進(jìn)行的。在中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)下進(jìn)行串口調(diào)試與Windows不同,本文將介紹兩種中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)下的串口調(diào)試方法。
1 串口編程
     在任何操作系統(tǒng)下,串口調(diào)試程序的編寫都是按照打開串口設(shè)備、初始化串口和串口讀寫操作的步驟進(jìn)行[2]。
1.1 打開串口
    中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)與Linux系統(tǒng)類似都是基于文件的，把硬件設(shè)備都看作文件，對硬件設(shè)備進(jìn)行操作，就是對設(shè)備文件的操作[3]。串口設(shè)備的設(shè)備文件是用“/dev/ttyS0”、“/dev/ttyS1”來命名的，Windows下的“COM1”對應(yīng)于中標(biāo)麒麟下的“/dev/ttyS0”。打開串口只需要調(diào)用open()函數(shù)打開設(shè)備文件即可。
1.2 初始化串口
    串口的初始化設(shè)置包括波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位和流控制設(shè)置。對它們各自進(jìn)行設(shè)置時都有多種選擇，因此編程時一般采用switch()函數(shù)實現(xiàn)。
1.3 串口讀寫操作
    串口工作模式有阻塞方式和非阻塞方式兩種。阻塞方式比較簡單，當(dāng)對串口進(jìn)行操作時，如果條件不滿足，操作會被阻塞，只有條件滿足時操作才會進(jìn)行；非阻塞方式是采用輪詢對串口進(jìn)行操作，編程時可以定義一個定時函數(shù)，通過定時實現(xiàn)對串口緩沖區(qū)的訪問[2]。
2 minicom串口調(diào)試軟件
2.1 minicom簡介
     minicom的功能與Windows系統(tǒng)下的超級終端類似，計算機(jī)可以利用此軟件通過串口控制外部硬件設(shè)備。
2.2 minicom安裝
    中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)最新發(fā)行版（NeoKylin3.2.1）的系統(tǒng)盤中集成有minicom的rpm安裝包,因此只需要將系統(tǒng)盤插入電腦，打開終端，運行#yum list | grep minicom 命令查看minicom的版本， 然后采用#yum install命令安裝。
2.3 minicom配置及使用
      第一次運行minicom，為了保證minicom能正確地對CPU進(jìn)行讀寫操作，需要對minicom的端口和波特率等進(jìn)行配置[4]。
    進(jìn)入root輸入#minicom-s命令,確定后會彈出minicom的配置界面如圖1所示。

2.4 minicom控制VGA8×4矩陣切換器
    VGA8×4是8輸入4輸出的矩陣切換器,它具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串行通信接口,用戶可以通過RS-232接口，進(jìn)行計算機(jī)遠(yuǎn)端控制。其通信控制協(xié)議：波特率為9 600 b/s，數(shù)據(jù)位為8 bit，停止位1 bit，沒有奇偶校驗位和流控制位?？刂泼罡袷綖椋涸O(shè)備號+輸出端口號+控制符+輸入端口號+！。其中“設(shè)備號”和“控制符”都是1個字符位，“輸出端口號”和“輸入端口號”都是2 bit數(shù)字，“！”是命令結(jié)束符。例如：設(shè)備號為A，以視頻控制方式（控制符為“[”），第3路輸入信號切換到第1路輸出，其控制命令為“A01[03！”。如果控制成功，矩陣切換器前面板中由4個數(shù)碼管組成的狀態(tài)顯示區(qū)會顯示“0103”4個數(shù)字，它表示矩陣切換器當(dāng)前的狀態(tài)為第1路輸出信號是由第3路輸入的[5]。
    利用minicom控制矩陣切換器以視頻控制方式，第3路輸入后由第2路輸出的控制實驗如圖3所示。圖3中上側(cè)圖顯示minicom發(fā)送的控制名令為A02[03！,下側(cè)圖可以看出矩陣切換器前面板4個數(shù)碼管顯示0203，這說明控制實驗成功。

3 Qt4編寫串口調(diào)試程序
3.1 Qt簡介
   Qt是挪威的Trolltech公司開發(fā)的面向?qū)ο蟮腃++圖形用戶界面程序開發(fā)框架。Qt以其作為一個跨平臺框架而著稱，它使用“一次編寫，隨處編譯”的方式為開發(fā)包括Windows、Linux和Mac等多平臺的應(yīng)用軟件提供方便，在中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)下也可以用Qt編程。Qt擁有直觀、強(qiáng)大的API，用戶只要具備一定的C/C++基礎(chǔ)，就能夠快速地用Qt編寫應(yīng)用程序[6]。
    NeoKylin3.2.1系統(tǒng)安裝盤中集成有Qt4.6版本的rpm安裝包，要想安裝Qt只需將系統(tǒng)盤插入電腦，采用install命令就能把Qt4.6安裝到自己的電腦中。
3.2 Qt串口編程
    到目前為止，Qt的發(fā)行版本中還沒有專門針對串口定義控制類，要用Qt編寫串口調(diào)試程序，最簡單的方法是使用第三方編寫的Qextserialport類[7-8]。Qextserialport繼承自Qt定義的對輸入/輸出設(shè)備操作的基類QIODevice。Qextserialport類中完整定義了包括打開串口、串口初始化設(shè)置和讀寫串口的一系列操作。使用Qextserialport類編寫串口調(diào)試程序時，只需將串口操作相關(guān)的參數(shù)傳遞給它，就能完成相應(yīng)的功能。因此，使用Qextserialport類編寫串口調(diào)試程序時,只需要編寫很少的代碼就能實現(xiàn)串口調(diào)試的功能。
3.3 Qt4編寫VGA8×4矩陣切換器控制程序
    控制要求：矩陣切換器的第3路輸出連接一個40英寸的大屏幕顯示器，第1路至第4路輸入分別連接4臺計算機(jī)，要求編寫控制程序，通過4個控制按鈕實現(xiàn)大屏幕顯示器可以選擇顯示4臺計算機(jī)。
    根據(jù)前面矩陣切換器的介紹可知4個按鈕發(fā)送的控制命令分別是：A03[01!、A03[02!、A03[03!和A03[04!。Qt中定義了信號與槽機(jī)制，槽與信號連接在一起，每當(dāng)發(fā)射這個信號時，就會自動調(diào)用這個槽。在設(shè)計4個按鈕時，就用信號與槽機(jī)制，當(dāng)點擊按鈕時，會發(fā)送一個信號,同時定義一個響應(yīng)槽函數(shù)實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送。控制程序流程圖4所示，程序界面如圖5所示。
    部分程序代碼如下：
    mySerial = new
    Posix_QextSerialPort("/dev/ttyS0",QextSerialBase::Polling );
              //定義串口對象，指定串口名,使用查詢方式
    mySerial ->open(QIODevice::ReadWrite);
                                  //以讀寫方式打開串口
    mySerial ->setBaudRate(BAUD9600);
                              //波特率設(shè)置為9 600 b/s
    mySerial ->setDataBits(DATA_8);
                                  //設(shè)置數(shù)據(jù)位為8 bit
    mySerial ->setParity(PAR_NONE);
                                 //奇偶校驗設(shè)置為無校驗
    mySerial ->setStopBits(STOP_1);
                                  //停止位設(shè)置為1 bit
    myCom->setFlowControl(FLOW_OFF);
                            //流控制設(shè)置為無流控制[7]
    圖5和圖6顯示了通過Qt4編程控制矩陣切換器實現(xiàn)大屏幕顯示2號計算機(jī)的實驗情況。根據(jù)顯示結(jié)果可知，控制實驗成功。

    文中提出的兩種方法都能夠?qū)崿F(xiàn)中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)下的串口調(diào)試。采用minicom不需要自己編程，但是使用時不夠方便，不夠直觀；使用Qt4編寫串口調(diào)試程序，比較簡潔、直觀，同時它還可以集成到一個大型程序中，作為一個子模塊而存在。
參考文獻(xiàn)
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[2] 李萌. Linux操作系統(tǒng)多串口編程技術(shù)[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2008(3)：88-95.
[3] 鳥哥. 鳥哥的Linux私房菜基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇[M].北京:人民郵電出版社，2010.
[4] 劉昆. 應(yīng)用minicom實現(xiàn)對ARM嵌入式CPU的讀寫操作[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008(6):197.
[5] 矩陣切換器使用說明書[M]. 成都訊維信息技術(shù)有限公司，2010.
[6] BLANCHETTE J,SUMMERFIELD M. C++ GUI Programming with Qt4(第二版)[M].閆峰欣，曾泉人,張志強(qiáng)，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2008.
[7] YAFEILINUX. Qt串口通信專題教程[EB/OL].(2010-07-08) [2011-12-20]. http://www.yafeilinux.com/?p=820.
[8] BFOSD.qextserialport[EB/OL].(2009-05)[2011-12-20].http://code.google.com/p/qextserialport/.