QT上位机：串口调试助手

前言

  上位机的简单编写可以帮我们测试并完善平台，QT作为一款跨平台的GUI开发框架，提供了非常丰富的常用串口api。本文先从最简单的串口调试助手开始，编写平台软件的串口控制界面

工程配置

  QT 串口通信基于QT的QSerialPort类，先在项目文件pro中添加QT += serialport。
  避免默认的widget类和ui命名，将串口部分的ui命名为ui_serial,类命名为serial

界面设置

  在UI界面可以直接搭建我们想要的界面显示方案，并自动生成相应代码添加头文件，用起来还是非常方便的，注意不要和代码里手动添加的混淆就好了
  需要配置的可以选择QComboBox，添加常用的配置项，比如串口号，波特率，数据校验停止位等
  添加led指示灯QLabel，可以用来美化界面
  点击选中的可以选择QRadioButton，用以单选，直观的给以感受
  收发的界面选择文本框QPlainTextEdit，可以多行显示
  手动加的短文本框可以用QLineEdit，可以单行显示
  其余的用最基础的pushbutton就可以了
  为了界面不会被放大缩小导致排版混乱，可以添加弹簧或者直接写死窗口大小
  设计完成后，会保存为对应名称比如serial.ui
在这里插入图片描述

  构造函数里需要将有交互的部分connect起来，将界面按键的初始值做设置
  我们可以通过继承QSerialPort类，也可以直接继承Qwidget类，在里面申明Qserialport

class serial : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:explicit serial(QWidget *parent = 0);QSerialPort *serialPort;~serial();
private slots:void serialPortReadyRead_Slot();void on_OpenBt_clicked();void on_SendBt_clicked();void on_SaveBt_clicked();void on_ClearBt_clicked();void on_pushButton_clicked();private:QPushButton *m_button;void LED(bool changeColor); //串口连接指示灯void closeEvent(QCloseEvent *event);  /***关闭***/void on_comStatus(QString name, bool flag);Ui::serial *ui_serial;};

serial::serial(QWidget *parent) :QWidget(parent),ui_serial(new Ui::serial)
{ui_serial->setupUi(this);setWindowTitle("串口控制界面-HX");this->setFixedSize(980, 600); // 固定窗口的大小/***************定义接收格式数据按钮********************/QButtonGroup *btnGroupRev=new QButtonGroup(this);btnGroupRev->addButton(ui_serial->ASCII_Receive_Box,0); // 将给定的按钮添加到按钮组btnGroupRev->addButton(ui_serial->HEX_Receive_Box,1);ui_serial->ASCII_Receive_Box->setChecked(true); // 设置默认模式/***************定义发送格式数据按钮********************/QButtonGroup *btnGroupSend=new QButtonGroup(this);btnGroupSend->addButton(ui_serial->ASCII_Send_Box,0); // 将给定的按钮添加到按钮组btnGroupSend->addButton(ui_serial->HEX_Send_Box,1);ui_serial->ASCII_Send_Box->setChecked(true);  // 设置默认模式serialPort = new QSerialPort(this);connect(serialPort, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(serialPortReadyRead_Slot()));/***************串口热插拔********************/ComChange::getInstance()->setHWND((HWND)this->winId());connect(ComChange::getInstance(), &ComChange::comStatus, this, &serial::on_comStatus);QStringList strName = ComChange::getAvailablePort();              // 获取所有可用串口ui_serial->SerialCb->addItems(strName);/*连接rtsp界面*/
//    m_button = findChild<QPushButton*>("pushButton_3"); // 查找已有的pushButton3对象
//    qDebug()<<"m_button is :"<<m_button;
//    connect(this, &serial::buttonClicked_ctrl_left, this, &serial::on_pushButton_3_clicked);
// 连接信号与槽//}

  考虑到热插拔的问题封装getAvailablePort获取当前可用串口

ComChange* ComChange::m_comChange = nullptr;
ComChange *ComChange::getInstance()
{if(m_comChange == nullptr){static QMutex mutex;         //实例互斥锁。QMutexLocker locker(&mutex); //加互斥锁。if(m_comChange == nullptr){m_comChange = new ComChange();}}return m_comChange;}/*** @brief   获取系统中所有可用的串口名* @return*/
QStringList ComChange::getAvailablePort()
{QStringList strName;foreach(const QSerialPortInfo& info, QSerialPortInfo::availablePorts()){QSerialPort port(info);if(port.open(QIODevice::ReadWrite)){strName << info.portName();port.close();}}return strName;
}

串口的热插拔

/*函   数：on_comStatus描   述：串口热插拔操作。有comchange的h文件、cpp文件和该函数，才能支持串口热插拔操作，缺一不可。移植请注意。输   入：串口名称：name, 连接标志：flag输   出：无
*/
void serial::on_comStatus(QString name, bool flag)
{if(flag)  ui_serial->SerialCb->addItem(name); // 串口插入时自动添加串口名else{ui_serial->SerialCb->removeItem(ui_serial->SerialCb->findText(name)); // 串口拔出时自动移除串口名LED(false); //红色LED 表示关闭串口serialPort->close(); //关闭串口ui_serial->OpenBt->setText("打开串口");}}

串口的初始化

  在点击打开串口的时候做初始化，使用open(QIODevice::ReadWrite)用ReadWrite 的模式尝试打开串口，打开成功后设置串口通信的波特率，校验方式等配置。（打开方式有多种，只读（r/o）、只写（w/o）或读写（r/w）模式）
直接使用serialPort的相关API
  setPortName将当前串口的名字设置为系统可用串口的名字
  setBaudRate设置波特率
  setDataBits设置数据位
  setStopBits设置停止位
  setParity设置校验位
  close关闭串口
  注意：串口始终以独占访问方式打开（即没有其他进程或线程可以访问已打开的串口）。

/*函   数：on_OpenBt_clicked描   述：打开串口时初始化串口输   入：无输   出：无
*/
void serial::on_OpenBt_clicked()
{if(ui_serial->OpenBt->text()=="打开串口"){serialPort->setPortName(ui_serial->SerialCb->currentText()); // 将当前串口的名字设置为系统可用串口的名字qint32 baudrate = ui_serial->BaundCb->currentText().toInt(); // 获取期望的波特率serialPort->setBaudRate(baudrate);  // 设置波特率//设置数据位switch(ui_serial->DataCb->currentText().toInt()){case 8:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8); break;case 7:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data7); break;case 6:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data6); break;case 5:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data5); break;}//设置停止位if(ui_serial->StopCb->currentText() == "1"){serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);}else if(ui_serial->StopCb->currentText() == "1.5"){serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneAndHalfStop);}else if(ui_serial->StopCb->currentText() == "2"){serialPort->setStopBits(QSerialPort::TwoStop);}//设置校验位if(ui_serial->CheckCb->currentText() == "None"){serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);}else if(ui_serial->CheckCb->currentText() == "Even"){serialPort->setParity(QSerialPort::EvenParity);}else if(ui_serial->CheckCb->currentText() == "Odd"){serialPort->setParity(QSerialPort::OddParity);}LED(true); //绿色LED 表示打开串口//串口连接失败提示if(serialPort->open(QIODevice::ReadWrite) == false){QMessageBox::critical(this, "提示", "串口连接失败");LED(false); //红色LED 表示关闭串口}ui_serial->OpenBt->setText("关闭串口");}else{LED(false); //红色LED 表示关闭串口serialPort->close(); //关闭串口ui_serial->OpenBt->setText("打开串口");}
}

串口的收发

  根据hex和ASCII在收发时做判断serialPort->readAll();可以接收所有信息，serialPort->write(SendTextByte); /可以通过串口将数据发送出去

/*函   数：serialPortReadyRead_Slot描   述：上位机接收数据输   入：无输   出：无
*/
void serial::serialPortReadyRead_Slot()
{QByteArray buf = serialPort->readAll(); //从串口读取信息if(ui_serial->ASCII_Receive_Box->isChecked()) //如果设置接收ASCII{ui_serial->ReceiveEdit->insertPlainText(QString::fromLocal8Bit(buf)); // 对串口接收的数据进行编码}else if(ui_serial->HEX_Receive_Box->isChecked()) //如果设置接收HEX{QDataStream out(&buf, QIODevice::ReadWrite); //读取数据while(!out.atEnd()) //读取是否完成{qint8 outChar = 0;out >> outChar;QString str = QString("%1").arg(outChar&0xFF,2,16,QLatin1Char('0')); //转换16进制ui_serial->ReceiveEdit->insertPlainText(str+" "); //每显示一次后面加一个空格}}
}/*函   数：on_SendBt_clicked描   述：上位机发送数据输   入：无输   出：无
*/
void serial::on_SendBt_clicked()
{QString sendstr=ui_serial->SendEdit->toPlainText();  //获取将要发送数据if(ui_serial->ASCII_Send_Box->isChecked())  // 如果发送ASCII模式{QByteArray SendTextByte = sendstr.toLocal8Bit(); //将发送的数据转换格式serialPort->write(SendTextByte); // 通过串口将数据发送出去}else if(ui_serial->HEX_Send_Box->isChecked())  // 如果发送HEX{QByteArray SendTextByte = QByteArray::fromHex(sendstr.toLatin1());  // 转换数据格式serialPort->write(SendTextByte); // 通过串口将数据发送出去}
}

接收区清除

  为了直观的读取接收区数据，也需要增加清除当前数据的功能

/*函   数：on_ClearBt_clicked描   述：清空接收区的数据输   入：无输   出：无
*/
void serial::on_ClearBt_clicked()
{ui_serial->ReceiveEdit->clear();
}

接收数据的保存

  数据量大的时候经常需要保存接收数据的log，所以存log的功能也是必不可少的
file.open(QFile::WriteOnly | QFile::Text)可以将文本数据框取出并按行排列

/*函   数：on_SaveBt_clicked描   述：以TXT格式保存接收区数据输   入：无输   出：无
*/
void serial::on_SaveBt_clicked()
{QString textFile = QFileDialog::getSaveFileName(this,tr("Save txt"),"",tr("text (*.txt)")); //选择路径//将文本框数据取出并按行排列QFile file(textFile);//文件命名if (!file.open(QFile::WriteOnly | QFile::Text))     //检测文件是否打开{QMessageBox::information(this, "Error Message", "Please Select a Text File!");return;}QTextStream out(&file);                 //分行写入文件out << ui_serial->ReceiveEdit->toPlainText();
}

指示灯的使用

  为了美化界面，直观显示串口是否正常连接，可以加个指示灯，设置绿色表示开红色表示关

/*函   数：closeEvent描   述：关闭窗口时若未关闭串口，则要关闭串口输   入：无输   出：无
*/
void serial::closeEvent(QCloseEvent *event)
{if(serialPort->isOpen())   // 串口处于打开状态{LED(false); //红色LED 表示关闭串口serialPort->close();  // 串口关闭event->accept();  // 界面关闭}
}/*函   数：LED描   述：串口指示灯输   入：bool changeColor输   出：无
*/
void  serial::LED(bool changeColor)
{if(changeColor == true){// 显示绿色ui_serial->LED->setStyleSheet("background-color: qradialgradient(spread:pad, cx:0.5, cy:0.5, radius:0.5, fx:0.5, fy:0.5, stop:0 rgba(0, 229, 0, 255), stop:1 rgba(255, 255, 255, 255));border-radius:9px;");}else{// 显示红色ui_serial->LED->setStyleSheet("background-color: qradialgradient(spread:pad, cx:0.5, cy:0.5, radius:0.5, fx:0.5, fy:0.5, stop:0 rgba(255, 0, 0, 255), stop:1 rgba(255, 255, 255, 255));border-radius:9px;");}
}

窗口退出

  为了避免退出的时候占用串口，关闭窗口的时候需要关闭串口

/*函   数：closeEvent描   述：关闭窗口时若未关闭串口，则要关闭串口输   入：无输   出：无
*/
void serial::closeEvent(QCloseEvent *event)
{if(serialPort->isOpen())   // 串口处于打开状态{LED(false); //红色LED 表示关闭串口serialPort->close();  // 串口关闭event->accept();  // 界面关闭}
}

具体功能

  剩下的就是根据协议规定点击pushbutton发送相应的内容了

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