開源項目 - 一個基於 Qt 的串口調試工具

摘要：今天再次分享一個基於 QT 設計串口調試工具，源碼在 Gitee，代碼簡單，可操作性強！

https://gitee.com/ErichMoonan/serial-master

1、概述

在開始軟件設計之前，我們來簡略地分析一下這樣一個小軟件其要包含的主要內容有哪些。我們認爲軟件需要如下幾個方面的內容：

對於串口工具其實網上就有不少，我們之所以要自己實現這麼一個串口調試工具，主要的原因有兩點。一是，網上找到的相應工具某一個單獨的工具有時候不能完全滿足我們的需求，所以我們根據自己的需求設計這個工具能更好的滿足我們串口調試的需要。二是，通過這樣一個工具的實現，我們能夠加深對串口通訊相關知識的理解。

2、界面設計

根據上一節中分析的需求，我們先來設計軟件的界面。我們在 QT 中基於 QMainWindow 類生成一個操作界面，包括菜單欄、工具欄和狀態欄以滿足需求中對狀態顯示及操作命令的要求。

而在中間顯示區域，我們將其劃分爲 3 行 2 列。在左邊的一列從上到下設置：串口配置操作區域、接收配置區域以及發送配置區域。在右側的一列從上到下設置：動態曲線顯示區域、信息接收顯示區域以及信息發送輸入區域。具體的界面設置如下圖所示：

完成如上圖的佈局後，我們可以選擇在屬性中配置空間的參數，也可以在代碼中添加相關的參數，本人習慣於在代碼中完成。完成整個佈局後我們先試着運行程序，正常運行則出現如下的界面：

上圖就是完成佈局後的運行界面，不過我們還沒有實現相應的編碼，所以目前還不能實現我們第一節中所提出來的功能。

3、編碼實現

接下來這一小節，我們將來編碼實現相應的功能。我們主要將功能分爲參數設置與操作功能、數據的輸入與發送功能以及數據的接收與顯示功能三個部分來實現。

3.1、參數設置與操作功能

對於參數的配置除了串口號以外都可以直接使用 ComboBox 控件的相應函數添加。串口號這塊，我們希望搜索電腦安裝的串口並添加到控件中。具體的實現方式如下：

//搜索可用的串口，並添加到串口組合框
void MainWindow::SearchSerialPorts()
{
    ui->comboBoxPort->clear();

    foreach(const QSerialPortInfo &info,QSerialPortInfo::availablePorts())
    {
        ui->comboBoxPort->addItem(info.portName());
    }
}

配置好串口參數後，我們可以打開串口以建立連接。需要說明的是我們打開串口間離連接時，我們需要將該串口的數據接收與我們的數據接收和處理函數建立信號槽連接。具體實現如下：

//打開串口
void MainWindow::on_actionConnect_triggered()
{
    serialPort->setPortName(ui->comboBoxPort->currentText());

    if(serialPort->open(QIODevice::ReadWrite))              //打開串口成功
    {
        serialPort->setBaudRate(ui->comboBoxBaud->currentText().toInt());       //設置波特率

        switch(ui->comboBoxData->currentIndex())                   //設置數據位數
        {
            case 1:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);break;
            default: break;
        }

        switch(ui->comboBoxParity->currentIndex())                   //設置奇偶校驗
        {
            case 0: serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);break;
            default: break;
        }

        switch(ui->comboBoxStop->currentIndex())                     //設置停止位
        {
            case 1: serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);break;
            case 2: serialPort->setStopBits(QSerialPort::TwoStop);break;
            default: break;
        }

        serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);     //設置流控制

        //連接槽函數
        QObject::connect(serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWindow::ReadSerialData);

        // 設置控件可否使用
        ui->actionConnect->setEnabled(false);
        ui->actionClose->setEnabled(true);
        ui->actionRefresh->setEnabled(false);
    }
    else    //打開失敗提示
    {
        QMessageBox::information(this,tr("錯誤"),tr("打開串口失敗！"),QMessageBox::Ok);
    }
}

同樣的，我們除了要打開串口建立連接外，還需要關閉串口斷開連接，具體的代碼如下：

//關閉串口
void MainWindow::on_actionClose_triggered()
{
    serialPort->clear();
    serialPort->close();

    // 設置控件可否使用
    ui->actionConnect->setEnabled(true);
    ui->actionClose->setEnabled(false);
    ui->actionRefresh->setEnabled(true);
}

3.2、數據的輸入與發送功能

數據的輸入與發送，我們設計了 5 條命令，每條命令可以通過後面的按鈕手動發送，也可以自動循環發送。自動循環發送時，將對每條選中的命令以設定的時間間隔輪詢發送。

首先我們來看看定時週期發送的過程。我們定義了一個計時器，以我們設定的時間週期觸發發送命令，每次發送複選框被選中的命令一條，依次循環直到人爲停止循環發送爲止。具體的代碼如下：

//定時週期發送
void MainWindow::CycleSendData()
{
    QCheckBox* cbSend;

    while(true)
    {
        snIndex=snIndex>=6?1:snIndex;

        cbSend=ui->groupBoxMessage->findChild<QCheckBox*>(QString("checkBoxSendEnable%1").arg(QString::number(snIndex)));

        if(cbSend->isChecked())
        {
            WriteSerialData(snIndex);
            snIndex++;
            break;
        }

        snIndex++;
    }
}

手動單次發送則判斷是哪一個按鈕觸發的動作則操作對應的數據輸入框，將其中的內容以指定的格式發送出去。具體的操作代碼如下：

//按鈕觸發發送
void MainWindow::SingleSendData()
{
    // 判斷如果Sender是QPushButton就執行
    if (QPushButton* btn = dynamic_cast<QPushButton*>(sender()))
    {
        QString senderName;
        int sn=0;

        senderName = btn->objectName();
        sn = senderName.replace("pushButtonSend", "").toInt();

        if((0<sn) && (sn<6))
        {
            WriteSerialData(sn);
        }
    }
}

3.3、數據的接收與現實功能

在我們的設計中，數據的接收相對要簡單一些。當串口接收到數據後就會觸發我們的接收數據處理函數，並將以我們設定的格式顯示出來，具體的實現代碼如下：

//從串口接收數據
void MainWindow::ReadSerialData()
{
    QByteArray rxDatas;
    QString context;

    rxDatas=serialPort->readAll();

    if(!rxDatas.isNull())
    {
        if(ui->checkBoxRecieve->isChecked())    //十六進制顯示
        {
             context = rxDatas.toHex(' ');
             context=context.toUpper();
        }
        else    //ASCII顯示
        {
            context = rxDatas;
        }

        QString timeStrLine="["+QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss")+"][接收]: ";
        context = timeStrLine+context+"\n\r";

        QString content = "<span style=\" color:blue;\">"+context+"</span>";
        ui->textBrowser->append(content);

        receivedBytes=receivedBytes+rxDatas.size();
        ui->lcdNumberRecieve->display(receivedBytes);

        ui->statusbar->showMessage(tr("成功讀取%1字節數據").arg(rxDatas.size()));
    }

    rxDatas.clear();
}

4、小結

完成了編碼調試後，我們來對開發的這一工具進行一些測試。首先我們安裝一個虛擬串口軟件用以虛擬我們用於測試的串口。如果有硬件接口最好，但是在我的電腦上沒有串口，所以我們使用虛擬串口來模擬一對串口。具體的配置如下圖所示：  

我們使用另一個串口工具來實現與我們開發的這一工具實現通訊驗證。我們使用以前寫的一個串口工具來實現與這一工具的通訊。一個使用使用 COM1，一個使用使用 COM2。具體的配置如下圖所示：

注：使用虛擬串口波特率可以

****來源：****木南創智

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