使用Qt打造屬于自己的串口調(diào)試助手
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(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，串口無疑是最簡(jiǎn)單的方式，今天我們使用Qt實(shí)現(xiàn)一個(gè)自己的串口調(diào)試助手。
實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
自己編寫一個(gè)基于Qt的串口調(diào)試軟件，可以實(shí)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(zhuǎn)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(jìn)而實(shí)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(duì)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(tái)回復(fù)關(guān)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(shè)計(jì)
利用Qt Creator新建一個(gè)Project，模板選擇 Application--> Qt Widgets Application , 向?qū)е? 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(shè)計(jì)如下：
具體實(shí)現(xiàn)
導(dǎo)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(hào)
顯示串口號(hào)列表的是一個(gè)QComboBox控件。
我們調(diào)用 QSerialPortInfo::availablePorts() 可以獲得一個(gè) QList ，List中的每一項(xiàng) QSerialPortInfo 代表一個(gè)串口實(shí)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(yīng)商等信息。
遍歷系統(tǒng)中所有串口名的實(shí)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(gè)變量的類型是 QStringList ， 將最終結(jié)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(guān)閉
- [override virtual] void QSerialPort::close()
- //設(shè)置要打開的串口名
- void QSerialPort::setPortName(const QString &name)
- //設(shè)置串口通信的波特率
- bool QSerialPort::setBaudRate(qint32 baudRate, QSerialPort::Directions directions = AllDirections)
- //設(shè)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(shè)置串口通信的流控制，一般無需流控制
- bool QSerialPort::setFlowControl(QSerialPort::FlowControl flowControl)
- //設(shè)置串口通信的奇偶校驗(yàn)，一般選擇“無”
- bool QSerialPort::setParity(QSerialPort::Parity parity)
- //設(shè)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(zhuǎn)到槽... ，在按鍵的 clicked() 事件中，添加串口打開的對(duì)應(yīng)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(yàn)、流控等) --> 收發(fā)數(shù)據(jù)。
串口打開的具體實(shí)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(shè)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(yàn)位
- m_serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop); //一位停止位
- connect(m_serialPort,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(receiveInfo()));
- ui->btnOpenCOM->setText("關(guān)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(gè)函數(shù)是將以‘/0’結(jié)尾的字符串中的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備(‘\0’以后的數(shù)據(jù)都丟掉了)。返回實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)，如果發(fā)生錯(cuò)誤則返回-1。
我們根據(jù)界面中，Hex發(fā)送復(fù)選框是否勾選，判斷發(fā)送的字符串是否將其轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制，然后調(diào)用 qint64 QIODevice::write(const char *data) 函數(shù)，將QByteArray數(shù)組發(fā)送至設(shè)備端。
發(fā)送按鈕點(diǎn)擊后的事件具體實(shí)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(zhuǎn)換 為 hex
- m_serialPort->write(sendBuf);
- }
- else
- {
- m_serialPort->write(m_strSendData.toLocal8Bit());
- }
- }
串口接收數(shù)據(jù)
當(dāng)緩沖區(qū)中收到串口數(shù)據(jù)的時(shí)候，readyRead() 信號(hào)將被發(fā)射，我們定義個(gè)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(shí)現(xiàn)，如果想要解析下位機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，就在此函數(shù)中實(shí)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(xì)源碼請(qǐng)參考Qt工程文件。
創(chuàng)建虛擬串口
要想測(cè)試咱們的串口助手是否正確，可以使用一個(gè)USB轉(zhuǎn)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(duì)虛擬串口，成對(duì)的虛擬串口從一個(gè)串口發(fā)出的數(shù)據(jù)另外一個(gè)串口能夠收到，反之一樣。
結(jié)果展示
Qt小知識(shí)
查看在線幫助文檔
右鍵某一個(gè)Qt自帶類，然后右鍵菜單中選擇：上下文相關(guān)幫助 F1，Qt Creator右側(cè)即會(huì)彈出此類的幫助文檔。
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