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在我的工作中，可能打交道最多的就是串口通信了，與單片機進行數(shù)據(jù)通信，串口無疑是最簡單的方式，今天我們使用Qt實現(xiàn)一個自己的串口調試助手。

實現(xiàn)目標

自己編寫一個基于Qt的串口調試軟件，可以實現(xiàn)本軟件與串口助手之間的通訊。

軟件發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)虛擬串口轉發(fā)，能夠在串口助手中正確接收;

串口助手發(fā)送的數(shù)據(jù)可以在本軟件的接收文本框中顯示，進而實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)雙向通信。

所需工具及環(huán)境

• 虛擬串口軟件(用于創(chuàng)建一對虛擬串口)
• Qt Creator 4.10.1
• Qt 5.13.1
• XCOM V2.0 串口助手
• 本人電腦 Windows 10 64bit [版本 10.0.19041.329]

本文源碼

后臺回復關鍵字“Qt-COM”，獲取本文涉及到的虛擬串口軟件及Qt工程源碼。

界面設計

利用Qt Creator新建一個Project，模板選擇 Application--> Qt Widgets Application , 向導中 Class Information 頁面中，Base class 選擇 QMainWindow 、 QWidget 、QDialog 都可以。

工程創(chuàng)建完畢，.ui 文件具體設計如下：

具體實現(xiàn)

導入串口通信模塊

從Qt 5.1版本開始，Qt就有了自己的串口通訊類，之前版本需要使用第三方的串口通信類才行。

要想使用串口通信類，需要在 .pro 文件中添加 QT += serialport

顯示系統(tǒng)中所有串口號

顯示串口號列表的是一個QComboBox控件。

我們調用 QSerialPortInfo::availablePorts() 可以獲得一個 QList ，List中的每一項 QSerialPortInfo 代表一個串口實例，該類中保存了系統(tǒng)中已有串口的端口名稱、系統(tǒng)位置、描述和供應商等信息。

遍歷系統(tǒng)中所有串口名的實現(xiàn)代碼如下：

QStringList MainWindow::getPortNameList() 
{ 
    QStringList m_serialPortName; 
    foreach(const QSerialPortInfo &info,QSerialPortInfo::availablePorts()) 
    { 
        m_serialPortName << info.portName(); 
        qDebug()<<"serialPortName:"<<info.portName(); 
    } 
    return m_serialPortName; 
} 

遍歷上面的QList，將串口名稱保存至 m_serialPortName 變量中，這個變量的類型是 QStringList ， 將最終結果顯示在 QComboBox中：

m_portNameList = getPortNameList(); 
     
ui->comboBoxPortName->addItems(m_portNameList); 

打開串口

串口的打開涉及到如下函數(shù)：

//判斷串口是否已打開 
bool QIODevice::isOpen() const      
//清空緩沖區(qū) 
bool QSerialPort::clear(QSerialPort::Directions directions = AllDirections)  
//串口關閉 
[override virtual] void QSerialPort::close() 
//設置要打開的串口名 
void QSerialPort::setPortName(const QString &name) 
//設置串口通信的波特率 
bool QSerialPort::setBaudRate(qint32 baudRate, QSerialPort::Directions directions = AllDirections) 
//設置串口通信的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位一般為8位 
bool QSerialPort::setDataBits(QSerialPort::DataBits dataBits) 
//設置串口通信的流控制，一般無需流控制 
bool QSerialPort::setFlowControl(QSerialPort::FlowControl flowControl) 
//設置串口通信的奇偶校驗，一般選擇“無” 
bool QSerialPort::setParity(QSerialPort::Parity parity) 
//設置串口通信的停止位，停止位一般為1 
bool QSerialPort::setStopBits(QSerialPort::StopBits stopBits) 

在“打開串口”按鈕上右鍵彈出菜單中，選擇 轉到槽... ，在按鍵的 clicked() 事件中，添加串口打開的對應代碼。

串口通信類庫通信過程基本需要以下步驟，即：打開串口 --> 配置串口參數(shù)(波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗、流控等) --> 收發(fā)數(shù)據(jù)。

串口打開的具體實現(xiàn)如下：

void MainWindow::on_btnOpenCOM_clicked() 
{ 
    if (ui->btnOpenCOM->text()=="打開串口") 
    { 
        if(m_serialPort->isOpen()) 
        { 
            m_serialPort->clear(); 
            m_serialPort->close(); 
        } 
 
        m_serialPort->setPortName(m_portNameList[ui->comboBoxPortName->currentIndex()]); 
 
        if(!m_serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) 
        { 
            qDebug()<<m_portNameList[ui->comboBoxPortName->currentIndex()]<<"打開失敗!"; 
            return; 
        } 
 
        //打開成功 
        m_serialPort->setBaudRate(ui->comboBoxBaudRate->currentText().toInt(),QSerialPort::AllDirections);//設置波特率和讀寫方向 
        m_serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);              //數(shù)據(jù)位為8位 
        m_serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);   //無流控制 
        m_serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);             //無校驗位 
        m_serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);            //一位停止位 
 
        connect(m_serialPort,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(receiveInfo())); 
 
        ui->btnOpenCOM->setText("關閉串口"); 
    } else 
    { 
        m_serialPort->close(); 
        ui->btnOpenCOM->setText("打開串口"); 
    } 
} 

串口發(fā)送數(shù)據(jù)

串口發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)為：

qint64 QIODevice::write(const char *data) 

這個函數(shù)是將以‘/0’結尾的字符串中的數(shù)據(jù)寫入設備(‘\0’以后的數(shù)據(jù)都丟掉了)。返回實際寫入的字節(jié)數(shù)，如果發(fā)生錯誤則返回-1。

我們根據(jù)界面中，Hex發(fā)送復選框是否勾選，判斷發(fā)送的字符串是否將其轉為十六進制，然后調用 qint64 QIODevice::write(const char *data) 函數(shù)，將QByteArray數(shù)組發(fā)送至設備端。

發(fā)送按鈕點擊后的事件具體實現(xiàn)如下：

void MainWindow::on_btnSendData_clicked() 
{ 
    QString m_strSendData = ui->txtSend->text(); 
 
    if(ui->checkBoxHexSend->isChecked()) 
    { 
        if (m_strSendData.contains(" ")) 
        { 
            m_strSendData.replace(QString(" "),QString(""));    //把空格去掉 
        } 
 
        QByteArray sendBuf; 
 
        convertStringToHex(m_strSendData, sendBuf);             //把QString 轉換 為 hex 
 
        m_serialPort->write(sendBuf); 
    } 
    else 
    { 
        m_serialPort->write(m_strSendData.toLocal8Bit()); 
    } 
} 

串口接收數(shù)據(jù)

當緩沖區(qū)中收到串口數(shù)據(jù)的時候，readyRead() 信號將被發(fā)射，我們定義個槽 void receiveInfo() 來解析收到的數(shù)據(jù)。

connect(m_serialPort,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(receiveInfo())); 

下面就是接收函數(shù)的完整實現(xiàn)，如果想要解析下位機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，就在此函數(shù)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的解析。

void MainWindow::receiveInfo() 
{ 
    qDebug()<<"receiveInfo()"; 
    QByteArray info = m_serialPort->readAll(); 
 
    QString strReceiveData = ""; 
    if(ui->checkBoxHexReceive->isChecked()) 
    { 
        QByteArray hexData = info.toHex(); 
        strReceiveData = hexData.toUpper(); 
 
        qDebug()<<"接收到串口數(shù)據(jù): "<<strReceiveData; 
 
        for(int i=0; i<strReceiveData.size(); i+=2+1) 
            strReceiveData.insert(i, QLatin1String(" ")); 
        strReceiveData.remove(0, 1); 
 
        qDebug()<<"處理后的串口數(shù)據(jù): "<<strReceiveData; 
 
        ui->txtReceiveData->append(strReceiveData); 
    } 
    else 
    { 
        strReceiveData = info; 
 
        //避免中文亂碼 
        QTextCodec *tc = QTextCodec::codecForName("GBK"); 
        QString tmpQStr = tc->toUnicode(info); 
 
        ui->txtReceiveData->append(tmpQStr); 
    } 
 
    //ui->txtReceiveData->append("\r\n"); 
} 

詳細源碼請參考Qt工程文件。

創(chuàng)建虛擬串口

要想測試咱們的串口助手是否正確，可以使用一個USB轉TTL模塊，然后短接其發(fā)送和接收引腳，自發(fā)自收，看看發(fā)送的內(nèi)容是否能夠正確接收。

或者使用 VSPD.exe 軟件創(chuàng)建幾對虛擬串口，成對的虛擬串口從一個串口發(fā)出的數(shù)據(jù)另外一個串口能夠收到，反之一樣。

結果展示

Qt小知識

查看在線幫助文檔

右鍵某一個Qt自帶類，然后右鍵菜單中選擇：上下文相關幫助 F1，Qt Creator右側即會彈出此類的幫助文檔。

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