嵌入式linux课程设计报告聊天程序设计

1、重庆科技学院课程设计成果 院（系）:_电气与信息工程学院_ 班 级: 计科普0802 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位）_ _i315 _ _设计题目:_ 聊天程序设计_ _ 完成日期： 2011 年 9 月 5 日 指导教师评语: _ 成绩(五级记分制):_ _ 教师签名:_摘要嵌入式linux在电子行业的应用很广泛，学习嵌入式linux显得非常重要。这次课程设计的主要目的是检验上学期学习linux后的效果。通过基础题的代码编写，熟悉linux c语言编程技巧。通过完成聊天程序的设计，熟悉linux底层编程。利用qt设计界面，缩短开发时间。关键字：嵌入式linux；基础题；聊天程序；qt

2、 目 录课程设计任务书- 4 -题目一 基础题- 6 -1 设计内容及要求- 6 -1.1 二小题- 6 -1.2三小题- 6 -1.3四小题- 7 -1.3五小题- 9 -1.4六小题- 11 -1.5七小题- 11 -1.6八小题- 13 -题目二 聊天程序设计- 15 -1设计内容及要求- 15 -1.1 聊天程序的基本要求- 15 -1.2 需实现的主要功能- 15 -2需求分析- 15 -2.1 qt设计- 15 -2.2服务器端和客户端的数据传输方式- 16 -2.3 服务器端功能设计- 16 -2.4客户端功能设计- 17 -3总体设计- 17 -3.1 总体功能- 17 -4.

3、 详细设计- 17 -4.1 功能分析和描述- 17 -4.2 客户端功能模块- 17 -4.3 服务器功能模块- 19 -5. 代码实现- 20 -5.1 客户端代码- 20 -5.2 服务器端代码- 22 -6功能实现- 23 -7总结- 23 -8致谢- 23 -9参考文献- 23 -课程设计任务书设计题目：基础题目学生姓名庄桐泉课程名称嵌入式linux课程设计专业班级计科普2008地 点i315起止时间2011-8-29至2011-9-9设计内容及要求 gcc编译器的使用，linux系统c程序设计编译、调试方法1、 编写程序将数组内容倒置a=”123456789”。2、 利用指针将数据

4、a的内容复制到数据b。3、 创建两线程，通过打印输出各自线程号和打印次序，要求从打印结果看出两个线程是并发执行的。4、 创建两线程，a线程通过消息队列发消息，b线程收到后在屏幕打印输出，要求两线程个打印出线程号和消息内容。5、 创建两线程，a线程循环打印数组a100，b线程循环将数组成员+1，要求利用互斥锁，使每次输出a0=a99.6、 创建两线程，a线程每2秒打印一次字母a，b线程每秒打印一次字母b，要求利用同步信号量，使输出字母b总是在a之后。8、通过makefile，将project中的一个.c编译成.a,另一个.c调用.a的函数，要求实现静态库的生成和调用，运行结果正确。设计参数进度要

5、求第一周之内完成参考资料1、嵌入式linux应用程序开发标准教程.人民邮电出版社。华清远见嵌入式培训中心。2010.72、zlg armmagic2410实验指导、资料。其它设计题目：聊天程序设计学生姓名庄桐泉课程名称嵌入式linux课程设计专业班级计科普2008地 点i315起止时间2011-8-29至2011-9-9设计内容及要求 1、在qt（或minigui）编写聊天程序，交叉编译后下载到目标机，可实现两台目标机可发送文本聊天2、qt（或minigui）界面设计至少包括“发送”，“重置”两个按钮,要求必须把目标机的硬件键盘映射到qt设计的软件界面中，实现软件按钮的功能。选作：发送文件。设

6、计参数进度要求做完基础题目之后开始做本题目。参考资料1、嵌入式linux应用程序开发标准教程.人民邮电出版社。华清远见嵌入式培训中心。2010.72、zlg armmagic2410实验指导、资料。其它说明.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，学院审批后交学院教务办备案，一份由负责教师留用。.若填写内容较多可另纸附后。3.一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。系主任： 指导教师： 2011年 9 月 5 日题目一 基础题1 设计内容及要求1.1 二小题(1) 编写程序将数组内容倒置a=”123456789”。(2) 程序代码实现如下：char a=012345678

7、9; char tmp;int i = 0,j = 0;for(i = 0,j = strlen(a)-1;i=strlen(a)/2-1;i+,j-) tmp = ai; ai = aj; aj = tmp;for(i = 0;istrlen(a);i+) printf(%c,ai);printf(n);(3)程序分析：定义数组数组内容倒置输出倒置后数组内容（4）程序执行效果如下：1.2三小题（1）利用指针将数据a的内容复制到数据b。（2）程序代码实现如下：char a = abcd;char b =1234; int i = 0;char *tmp; tmp = a; for(i = 0;

8、istrlen(a);i+) bi = *tmp+;for(i = 0;istrlen(a);i+) printf(%c,bi);printf(n);（3）程序分析：定义数组定义指针指针指向数组a移动指针拷贝数字到b中显示拷贝后的数组（4）程序执行效果如下： 1.3四小题（1）创建两线程，通过打印输出各自线程号和打印次序，要求从打印结果看出两个线程是并发执行的。（2）程序代码如下：#define thread_number2#define repeat_number5#define delay_time_levels10.0void * thrd_func(void *arg) int thr

9、d_num = (int)arg;int delay_time = 0;int count = 0;printf(thread %d is startingn, thrd_num);for (count = 0; count repeat_number; count+)delay_time = (int)(rand() * delay_time_levels/(rand_max) + 1;sleep(delay_time); printf(tthread %d: job %d delay = %dn, thrd_num, count, delay_time);printf(thread %d

10、finishedn, thrd_num);pthread_exit(null); int main(void)pthread_t threadthread_number;int no = 0, res;void * thrd_ret;for (no = 0; no thread_number; no+) res = pthread_create(&threadno, null, thrd_func, (void*)no);for (no = 0; no msg_text); pthread_exit(null); void * thrd_func1(void *arg) int thrd_nu

11、m = (int)arg;printf(thread %d is startingn, thrd_num);/*读取消息队列*/msgrcv(qid, &msg, bufsz, getpid(), 0); printf(recv the message is:%sn,(&msg)-msg_text);pthread_exit(null);void *(*const functhread_number)(void *)=thrd_func0,thrd_func1;int main(void)pthread_t threadthread_number;int no = 0, res;void *

12、thrd_ret;key_t key;int len; key = ftok(., a); qid = msgget(key,ipc_creat|0666); for (no = 0; no thread_number; no+)res = pthread_create(&threadno, null, funcno, (void*)no);for (no = 0; no thread_number; no+) res = pthread_join(threadno, &thrd_ret); (msgctl(qid, ipc_rmid, null); return 0; (3) 代码分析如下：

13、该程序实现了使用消息队列进行线程之间的通信，包括消息队列的创建、消息发送和读取、消息队列的撤销和删除等操作。 定义消息队列消息结构体 创建线程0，用于消息队列发送消息 添加消息到消息队列 退出线程 创建线程1，用于消息队列读取消息 读取消息队列 根据不同的路径和关键表示产生标准的key 创建消息队列 等待线程 从系统内核中移走消息队列 （4）程序执行效果如下： 1.4六小题（1）创建两线程，a线程循环打印数组a100，b线程循环将数组成员+1，要求利用互斥锁，使每次输出a0=a99.（2）程序源代码如下：（3）程序分析如下：1.5七小题（1）创建两线程，a线程每2秒打印一次字母a，b线程每秒打

14、印一次字母b，要求利用同步信号量，使输出字母b总是在a之后。 （2）程序代码如下：#define thread_number 2sem_t semthread_number;void * thrd_func0(void *arg) /a arg = arg;while(1) printf(an); sem_post(&sem1); sleep(2); pthread_exit(null); void * thrd_func1(void *arg) /b arg = arg;while(1) sem_wait(&sem1); printf(bn); sleep(1); pthread_exit(

15、null);void *(*const functhread_number)(void *)=thrd_func0,thrd_func1;int main(void)pthread_t threadthread_number;int no = 0, res;void * thrd_ret;for (no = 0; no thread_number; no+) res = pthread_create(&threadno, null, funcno, (void*)no);printf(create thread successn waiting for threads to finish.n)

16、;for (no = 0; no thread_number; no+) sem_destroy(&semno);return 0; （3）程序分析如下： 程序创建两线程，实现a线程每2秒打印一次字母a，b线程每秒打印一次字母b，利用同步信号量，使输出字母b总是在a之后。 创建线程0执行函数，用于打印字符a 打印字符a 对信号量1进行v操作 延时2s 退出线程 创建线程1执行函数，用于打印字符b 对信号量1进行p操作 打印字符b 延时1s 创建线程（4）程序执行效果如下：1.6八小题 （1）通过makefile将project中的一个.c编译成.a,另一个.c调用.a的函数，要求实现静态库的生

17、成和调用，运行结果正确。 （2）编写静态库程序thread.c如下：#include void pf1(void) printf(*n); return;void pf2(void) printf(#n); return;该程序定义两个函数，分别打印不同的内容，该程序将被编译成.a静态库编写调用程序call.c如下：extern void pf1(void);extern void pf2(void);int main(void) pf1(); pf2(); return 0;该程序对静态库进行调用，调用静态库中的两个函数pf1和pf2。编写makefile如下：cc=gcccppflags=

18、-cobjs = thread.osource = thread.ccall_source=call.clib = libthread.aexec=callar=arthread: $objs$cc -c $source -o $objs $ar rcsv $(lib) thread.o$cc -o $exec $call_source -l. -lthread.phony : cleanclean :-rm -f $objs $exec $libmakefile文件实现对静态库程序编译成.a静态库，并且编译调用静态库的程序call.c为可执行文件call（4）程序执行效果如下： 题目二 聊天

19、程序设计1设计内容及要求1.1 聊天程序的基本要求1、在qt（或minigui）编写聊天程序，交叉编译后下载到目标机，可实现两台目标机可发送文本聊天。2、qt（或minigui）界面设计至少包括“发送”，“重置”两个按钮,要求必须把目标机的硬件键盘映射到qt设计的软件界面中，实现软件按钮的功能。1.2 需实现的主要功能(1) 客户端输入服务器ip和端口号。(2) 服务器必须成功启动。(3) 每一个客户端可以寻找服务器，并且与服务器建立连接。(4) 客户端和服务器可以实现通信。(5) 通信的内容可以显示在面板上。(6) 利用qt设计界面，并下载到magicarm2410上面。2需求分析2.1 q

20、t设计qt设计编写和调试阶段使用周立功magicarm2410箱子提供的qt for pc编译器，运行测试阶段使用qt for arm编译器。使用qt for pc阶段编译程序的步骤如下（以编译hello.cpp程序为例）：（1）进入/x86-qtopia目录，运行set-env脚本，设置环境变量。$ . set-env（2）进入hello目录，然后用progen工具生成工程文件。$ cd hello$ vi hello.cpp$ progen t app.t o （3）使用tmake工具，生成hello工程的makefile文件。$ tmake -o ma

21、kefile （4）修改makefile文件，在libs变量中增加需要用到的库，然后输入make命令编译。libs = $(sublibs) -l$(qtdir)/lib -lqte -lm -lstdc+$ make（5）启动虚拟控制台，运行hello程序（主机须启动帧缓冲，必须能够访问/dev/fb0）。$ cd /zylinux/x86-qtopia$ . set-env$ cd hello$ ./hello qws如果要将hello程序发布到magicarm2410上运行，还需进行以下工作：（6）进入/zylinux/arm-qtopia目录，并将hello工程复制到

22、当前目录下。$ cd /zylinux/arm-qtopia$ cp av /zylinux/x86-qtopia/hello （7）运行当前目录下的set-env文件，重新设置环境变量，进入hello目录，使用tmake工具，重新生成makefile文件。$ . set-env$ cd hello$ tmake -o makefile （8）按照步骤(4)的方法修改包含库，编译，得到可执行文件hello，将hello文件添加到文件系统中，更新文件系统。（9）插入usb鼠标和usb键盘，启动magicarm2410。启动qtopia的终端，运行hello程序。利用同样的编译方

23、法，客户端qt程序进行编译和调试。2.1.1 客户端qt界面设计客户端qt需要以下基本组件：（1）两个qeditline，一个用于输入服务器ip地址（可读可写），另一个用于输入服务器端口号（可读可写）。（2）三个按钮，一个用于连接服务器，另一个用于发送消息，最后一个用于清空发送区域数据。（3）四个标签，用于显示不用组件的内容。（4）两个multilineedit，一个用于显示通信内容（只读），一个作为发送区域（可读可写）。2.2服务器端和客户端的数据传输方式 服务器端和客户端的数据是用tcp套接字来传输的。ip地址表示internet上的计算机，端口号标识正在计算机运行的进程。端口号与ip地址

24、的组合得出一个网络套接字。客户端使用linux c 函数socket建立到服务器的套接字连接。 当套接字连接socket建立后，可以利用linux c语言中的send函数和recv函数来实现简单的发送和接收消息。2.3 服务器端功能设计由于时间有限，服务器并没有用qt来编写界面，只是实现一个简单的控制程序。服务器主要实现有：（1）创建套接字（2）对套接字、ip地址和端口号进行绑定（3）进行监听（4）等待客户端的连接（5）对客户端接收和发送数据2.4客户端功能设计客户端使用qt设计界面，客户端实现的功能如下： （1）创建套接字 （2）连接服务器 （3）与服务器通信3总体设计3.1 总体功能根据对

25、需求所做的分析，聊天程序需要实现的基本功能应包括以下几个方面：(1) 客户端输入服务器ip和端口号。(2) 服务器必须成功启动。(3) 每一个客户端可以寻找服务器，并且与服务器建立连接。(4) 客户端和服务器可以实现通信。(5) 通信的内容可以方便查看。 使用qt设计的界面简洁，大方，操作简单，方便，容易上手，用户可以快速掌握操作流程。4. 详细设计4.1 功能分析和描述 聊天工具包括两大功能模块：客户端和服务器端。具体实现的功能创建套接字、连接通信、接收数据显示和发送数据。4.2 客户端功能模块 4.2.1 连接服务器连接服务器之前需要解析服务器地址、创建套接字、设置sockaddr_in

26、结构体中相关参数。4.2.2发送消息功能连接功能是开始聊天前必须进行的步骤，连接成功之后，就可以进行发送消息了。发送消息功能流程图如图2-5所示： 图2-5 发送消息功能流程图4.2.3接收消息模块连接成功后，就可以接收服务器发送过来的数据。4.3 服务器功能模块 服务器的设计并没有使用qt编写界面，服务器端实现的功能有： 图2-8 服务器模块流程图5. 代码实现5.1 客户端代码5.1.1 qt构造和析构函数editdemo:editdemo( qwidget *parent, const char *name):qwidget(parent, name)qgridlayout *grid

27、= new qgridlayout(this, 6, 3, 0, 0);/ip addrqlabel *label1 = new qlabel( ip addr:, this);grid-addwidget( label1, 0, 0 );edit_ip = new qlineedit(this); edit_ip-settext();grid-addwidget( edit_ip, 0, 1 );/server portqlabel *label2 = new qlabel( server port:, this);grid-addwidget( label2, 1, 0)

28、;edit_port = new qlineedit(this); edit_port-settext(4321);grid-addwidget( edit_port, 1, 1);qpushbutton *btn = new qpushbutton(connect, this); /*add the connect button*/ grid-addwidget( btn, 2, 1); /*add the button*/connect(btn, signal(clicked(), this, slot(buttonconnect(); /multiline input modeqlabe

29、l *label3 = new qlabel( contract area:, this);grid-addwidget(label3, 3, 0);multiedit_contract = new qmultilineedit(this); multiedit_contract-setreadonly(1);/set read only grid-addwidget(multiedit_contract,3,1); qlabel *label4 = new qlabel( send area:, this);grid-addwidget(label4, 4, 0);multiedit_sen

30、d = new qmultilineedit(this); grid-addwidget(multiedit_send,4,1);qpushbutton *button_send = new qpushbutton(send, this); /*add the send button*/ grid-addwidget( button_send, 5, 0); connect(button_send, signal(clicked(), this, slot(buttonsend(); qpushbutton *button_clear = new qpushbutton(clear, this

31、); /*add the clear button*/ grid-addwidget( button_clear, 5, 1); connect(button_clear, signal(clicked(), this, slot(buttonclear(); editdemo:editdemo()if(socket_flag = 1)/*if create socket success*/ close(sockfd); /*close the socket*/ printf(close the socketn);5.1.2 创建套接字void editdemo:createsocket(vo

32、id)/*地址解析函数*/host = gethostbyname(edit_ip-text()；/*创建socket*/sockfd = socket(af_inet,sock_stream,0);/*设置sockaddr_in 结构体中相关参数*/serv_addr.sin_family = af_inet;serv_addr.sin_port = htons(atoi(edit_port-text();serv_addr.sin_addr = *(struct in_addr *)host-h_addr);bzero(&(serv_addr.sin_zero), 8); 5.1.3 创建

33、线程void *task(void *arg) int recvbytes = 0; char bufbuffer_size= 0; arg = arg; while(1) if(recvbytes = recv(sockfd, buf, buffer_size, 0) 0) multiedit_contract-append(server said: +(qstring)buf); void createthread(void)int result = 0;result = pthread_create(&thread1, null, task, (void *)0); /*create thread*/5.2 服务器端代码#define port 4321#define buffer_size 1024#define max_que_conn_nm 5int main()struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr;int sin_size, recvbytes;unsigned int sendbytes = 0;int sockfd, client_f