Qt之串口设计-线程实现（十二）

Qt开发系列文章 - Serial-port（十二）

前言

一、SerialPort

二、实现方式

1.创建类

2.相关功能函数

3.用户使用

4.效果演示

5.拓展应用-实时刷新

总结

前言

Qt作为一个跨平台的应用程序开发框架，在串口编程方面提供了方便易用的API，使得开发者能够轻松实现基于串口通信的各种应用。

Qt框架中提供的一个串口通讯类QtSerialPort，它属于Qt自带的模块类，专门用于进行串行通信，使用时只需要在工程文件pro内添加QT += serialport即可，这种实现方式封装程度高、使用简单，与Qt框架集成紧密，利用Qt的信号与槽机制进行事件处理采用，但给我的感觉在一些高速数据处理时，不是很好用。因此本文推荐采用Windows API调用相关串口功能函数，用于从文件或设备中读取数据。

一、SerialPort

在Qt平台中，调用window相关API，例如CreatFile、readFile、writeFile等函数，以实现串口通讯，并采用C语言实现。

二、实现方式

本文将采用线程实现对串口数据的收发，创建一个线程类，将该类作为主窗口的私有变量使用。

在该线程类中，通过Windows，串口被抽象为文件，对串口的读、写，实际上就是对文件的读写。

1.创建类

在Qt项目上创建一个串口类，属于线程public QThread，具体实现如下。

#include <QThread>
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//缓冲区大小
#define BUF_SIZE    1000
class comt4hread : public QThread
{  Q_OBJECT
public:comt4hread();~comt4hread(){}bool start_flag;bool save_flag;QByteArray filebuf;QByteArray sendbuf;const char *ComName;int BaudValue;int BitValue;int ParitySelt;int StopSelt;
protected:HANDLE OpenSerial(const char *com, //串口名称，如COM1，COM2int baud,       //波特率：常用取值：CBR_9600、CBR_19200、CBR_38400、CBR_115200、CBR_230400、CBR_460800int byteSize,   //数位大小：可取值7、8；int parity,     //校验方式：可取值NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITYint stopBits);void run(void);void ProData(QByteArray);
};

在上面代码中，需要添加头文件#include <Windows.h>，该函数的具体用法可以参考微软MS的官方文档Win32 应用 |Microsoft 学习，里面比较详细。

2.相关功能函数

该线程类的实现：首先在构造函数初始化相关变量；然后通过OpenSerial函数完成对串口的一系列设置，包括波特率、校验位等；最后启动线程run后，在while循环中实现对串口的读（ReadFile函数）、写（WriteFile函数）。代码如下（示例）：

#include "com4thread.h"
comt4hread::comt4hread(){start_flag = false;ComName = "COM4";
}
HANDLE comt4hread::OpenSerial(const char *com, //串口名称，如COM1，COM2int baud,       //波特率：常用取值：CBR_9600、CBR_19200、CBR_38400、CBR_115200、CBR_230400、CBR_460800int byteSize,   //数位大小：可取值7、8；int parity,     //校验方式：可取值NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITYint stopBits)   //停止位：ONESTOPBIT、ONE5STOPBITS、TWOSTOPBITS；
{DCB dcb;BOOL b = FALSE;COMMTIMEOUTS CommTimeouts;HANDLE comHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;//打开串口WCHAR wszClassName[10];memset(wszClassName, 0, sizeof(wszClassName));MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, com, int(strlen(com)+1), wszClassName,sizeof(wszClassName) / sizeof(wszClassName[0]));comHandle = CreateFile(wszClassName,            //串口名称GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,      //可读、可写0,            // No SharingNULL,         // No SecurityOPEN_EXISTING,// Open existing port only
//        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,            // Non Overlapped I/O0, //同步方式NULL);        // Null for Comm Devicesif (INVALID_HANDLE_VALUE == comHandle) {qDebug() << "CreateFile fail.";return comHandle;}// 设置读写缓存大小b = SetupComm(comHandle, BUF_SIZE, BUF_SIZE);if (!b)qDebug() << "SetupComm fail.";//设定读写超时CommTimeouts.ReadIntervalTimeout = MAXDWORD;//读间隔超时CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;//读时间系数CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;//读时间常量CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 1;//写时间系数CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 1;//写时间常量b = SetCommTimeouts(comHandle, &CommTimeouts); //设置超时if (!b)qDebug() << "SetCommTimeouts fail.";//设置串口状态属性GetCommState(comHandle, &dcb); // 获取当前dcb.BaudRate = ulong(baud);           // 波特率dcb.ByteSize = uchar(byteSize);       // 每个字节有位数dcb.Parity   = uchar(parity);         // 无奇偶校验位dcb.StopBits = uchar(stopBits);       // 一个停止位b = SetCommState(comHandle, &dcb);//设置if (!b)qDebug() << "SetCommState fail.";return comHandle;
}
void comt4hread::run(void)
{BOOL err = FALSE;DWORD wRLen = 0;DWORD wWLen = 0;char buf[BUF_SIZE] = {0};HANDLE comHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;//串口句柄QByteArray tempbuf;//打开串口comHandle = OpenSerial(ComName, CBR_115200, 8, NOPARITY, ONESTOPBIT);//comHandle = OpenSerial(ComName, BaudValue, BitValue, ParitySelt, StopSelt);qDebug() << comHandle;if (INVALID_HANDLE_VALUE == comHandle) {qDebug() << "OpenSerial COM fail!";return;}qDebug() << "Open COM Successfully!";//循环接收消息，收到消息后将消息内容while(start_flag){wRLen = 0;//读串口消息err = ReadFile(comHandle, buf, sizeof(buf)-1, &wRLen, NULL);if (err && wRLen > 0) //读成功并且数据大小大于0{tempbuf.append(buf, int(wRLen));if(save_flag)filebuf.append(tempbuf);//处理数据ProData(tempbuf);tempbuf.clear();}//写串口消息if(!sendbuf.isEmpty()){err = WriteFile(comHandle, sendbuf, size_t(sendbuf.size()), &wWLen, NULL);if (!err)qDebug() << "SendData_WriteFile fail.";sendbuf.clear();}}
}

3.用户使用

创建完上面的线程类后，用户需要调用/使用它，首先在构造函数初始化串口、定时器相关变量，然后通过定时器实时获取串口，当串口有效时，启动串口，具体含义实现如下。

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow){ui->setupUi(this);/****串口初始化*****/Initcomthread();   /****定时器初始化****/InitTimerEvent();
}
MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;   
}
void MainWindow::Initcomthread(void)
{comth = new comt4hread();comth->start_flag = false;comth->save_flag = false;//comth->start(QThread::HighPriority);//connect(this, SIGNAL(comconfig(QStringList)), comth, SLOT(comconfig(QStringList)));
}
void MainWindow::InitTimerEvent(void)
{timecnt = 0;ftimer_flag = true;show_1s_flag = true;m_pluseTimeid = startTimer(100); // 100毫秒事件处理
}
//发送数据
void MainWindow::on_sendButton_clicked()
{   QByteArray temp = ui->textEdit->toPlainText().toLatin1();   comth->sendbuf.append(temp);
//    comth->send_flag = true;ui->listWidgetRecv->addItem("本地发送数据：" + temp.toHex(' ').toUpper());ui->listWidgetRecv->setCurrentRow(ui->listWidgetRecv->count() - 1);
}
void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent *t)
{if(t->timerId() == m_pluseTimeid) // 100毫秒事件处理{static quint8 cnt=0;cnt++;if(cnt == 10){//查找可用的串口if(ftimer_flag){if(!(ui->PortBox->currentText().isEmpty())){ui->lineEdit_6->setText("获取可用串口");ui->lineEdit_6->setStyleSheet("color:red;");ftimer_flag = false;show_1s_flag = true;}else{ui->lineEdit_6->setText(QString::number(timecnt));timecnt++;foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()){QSerialPort serialtemp;serialtemp.setPort(info);if(serialtemp.open(QIODevice::ReadWrite)){ui->PortBox->addItem(serialtemp.portName());serialtemp.clear();serialtemp.close();}}}}else{if(ui->PortBox->currentText().isEmpty()){ftimer_flag = true;timecnt = 0;}show_1s_flag = true;}cnt = 0;}}
}
void MainWindow::on_PortBox_activated(const QString &arg1)
{if(arg1.isEmpty())return;comth->ComName = ui->PortBox->currentText().toUtf8();comth->BaudValue = ui->BaudBox->currentText().toInt();comth->BitValue = ui->BitNumBox->currentText().toInt();comth->ParitySelt = ui->ParityBox->currentText().toInt();comth->StopSelt = ui->StopBox->currentText().toInt();comth->start(QThread::HighPriority);
}
void MainWindow::on_clear_clicked()
{ui->listWidgetRecv->clear();
}