使用Qt打造属于自己的串口调试助手-qt 串口助手

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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，与单片机进行数据通信，串口无疑是最简单的方式，今天我们使用Qt实现一个自己的串口调试助手。

实现目标

自己编写一个基于Qt的串口调试软件，可以实现本软件与串口助手之间的通讯。

软件发送的数据，经虚拟串口转发，能够在串口助手中正确接收;

串口助手发送的数据可以在本软件的接收文本框中显示，进而实现串口数据双向通信。

所需工具及环境

虚拟串口软件(用于创建一对虚拟串口)
Qt Creator 4.10.1
Qt 5.13.1
XCOM V2.0 串口助手
本人电脑 Windows 10 64bit [版本 10.0.19041.329]

本文源码

后台回复关键字“Qt-COM”，获取本文涉及到的虚拟串口软件及Qt工程源码。

界面设计

利用Qt Creator新建一个Project，模板选择 Application--> Qt Widgets Application , 向导中 Class Information 页面中，Base class 选择 QMainWindow 、 QWidget 、QDialog 都可以。

工程创建完毕，.ui 文件具体设计如下：

具体实现

导入串口通信模块

从Qt 5.1版本开始，Qt就有了自己的串口通讯类，之前版本需要使用第三方的串口通信类才行。

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

显示系统中所有串口号

显示串口号列表的是一个QComboBox控件。

我们调用 QSerialPortInfo::availablePorts() 可以获得一个 QList ，List中的每一项 QSerialPortInfo 代表一个串口实例，该类中保存了系统中已有串口的端口名称、系统位置、描述和供应商等信息。

遍历系统中所有串口名的实现代码如下：

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

遍历上面的QList，将串口名称保存至 m_serialPortName 变量中，这个变量的类型是 QStringList ，将最终结果显示在 QComboBox中：

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

打开串口

串口的打开涉及到如下函数：

//判断串口是否已打开 
bool QIODevice::isOpen() const      
//清空缓冲区 
bool QSerialPort::clear(QSerialPort::Directions directions = AllDirections)  
//串口关闭 
[override virtual] void QSerialPort::close() 
//设置要打开的串口名 
void QSerialPort::setPortName(const QString &name) 
//设置串口通信的波特率 
bool QSerialPort::setBaudRate(qint32 baudRate, QSerialPort::Directions directions = AllDirections) 
//设置串口通信的数据位，数据位一般为8位 
bool QSerialPort::setDataBits(QSerialPort::DataBits dataBits) 
//设置串口通信的流控制，一般无需流控制 
bool QSerialPort::setFlowControl(QSerialPort::FlowControl flowControl) 
//设置串口通信的奇偶校验，一般选择“无” 
bool QSerialPort::setParity(QSerialPort::Parity parity) 
//设置串口通信的停止位，停止位一般为1 
bool QSerialPort::setStopBits(QSerialPort::StopBits stopBits)

在“打开串口”按钮上右键弹出菜单中，选择转到槽... ，在按键的 clicked() 事件中，添加串口打开的对应代码。

串口通信类库通信过程基本需要以下步骤，即：打开串口 --> 配置串口参数(波特率、数据位、停止位、奇偶校验、流控等) --> 收发数据。

串口打开的具体实现如下：

void MainWindow::on_btnOpenCOM_clicked() 
{ 
    if (ui->btnOpenCOM->text()=="打开串口") 
    { 
        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()]<<"打开失败!"; 
            return; 
        } 
 
        //打开成功 
        m_serialPort->setBaudRate(ui->comboBoxBaudRate->currentText().toInt(),QSerialPort::AllDirections);//设置波特率和读写方向 
        m_serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);              //数据位为8位 
        m_serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);   //无流控制 
        m_serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);             //无校验位 
        m_serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);            //一位停止位 
 
        connect(m_serialPort,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(receiveInfo())); 
 
        ui->btnOpenCOM->setText("关闭串口"); 
    } else 
    { 
        m_serialPort->close(); 
        ui->btnOpenCOM->setText("打开串口"); 
    } 
}

串口发送数据

串口发送数据的函数为：

qint64 QIODevice::write(const char *data)

这个函数是将以‘/0’结尾的字符串中的数据写入设备(‘\0’以后的数据都丢掉了)。返回实际写入的字节数，如果发生错误则返回-1。

我们根据界面中，Hex发送复选框是否勾选，判断发送的字符串是否将其转为十六进制，然后调用 qint64 QIODevice::write(const char *data) 函数，将QByteArray数组发送至设备端。

发送按钮点击后的事件具体实现如下：

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 转换 为 hex 
 
        m_serialPort->write(sendBuf); 
    } 
    else 
    { 
        m_serialPort->write(m_strSendData.toLocal8Bit()); 
    } 
}

串口接收数据

当缓冲区中收到串口数据的时候，readyRead() 信号将被发射，我们定义个槽 void receiveInfo() 来解析收到的数据。

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

下面就是接收函数的完整实现，如果想要解析下位机发送来的数据，就在此函数中实现数据包的解析。

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