这章来学习串口数据流操作。仿照已有成品制作一个用Qt开发的串口调试助手。

介于篇幅有限，本篇只介绍一个最简单的能收发的串口调试助手的制作。后续篇幅会陆续对剩余代码进行讲解，并添加各种功能，对显示、操作、功能的各方面继续优化，达成与市面上的成品一样的功能。目标精简、可靠、高效、便于当作框架二次开发，欢迎各位使用和作为框架进行二次开发，并提出改进意见。

发布效果展示：Qt串口调试助手演示效果

GitHub源码仓库：Qt串口调试助手源码下载

更新：后期在原有串口功能上，使用了QCustomPlot绘图库，制作了串口波形绘图上位机，非常适合单片机上传波形进行调试。最多可显示20条曲线，支持滚轮Y轴缩放、左键拖拽。波形帧协议兼容匿名四轴调试上位机，并增加了16进制转换，支持GB2312中文编码。详细介绍见：波形绘图上位机源码下载

GitHub中为最终发布代码，可能与讲解教程中略有不同，望自行对照。

1. 布局UI界面

• 创建QMainWindow工程。
• 布局UI界面：拖入2个 Plain Text Edit，作为串口数据的接收显示和发送框。
• 再拖入几个 Combo Box 、 Label 和 Push Button，使用两个Widget进行布局。如下所示。

 

• 将接收区的 Plain Text Edit，属性勾选上 readOnly，使其运行时不会被人为的输入操作影响。

 

• 加入一些弹簧，使布局美观。（有必要可以加设置，固定窗口大小，不能最大化。）

2. 添加下拉列表项

• 在ui设计界面中，双击 Combo Box添加列表项。

 

• 更改下拉框的默认值。修改 currentIndex属性，改变默认值。

    

3. 修改控件名称

• 将控件的命名统一，方便管理和程序书写。

4. 添加串口类，自动扫描可用串口

• 在工程 .pro文件中，添加 "QT += core gui serialport"，以支持串口功能。

 

• 窗口构造函数中，添加自动扫描可用串口代码。（由于代码位于窗口构造函数中，故仅在应用刚打开时扫描串口，以后会增加点击下拉框时扫描，需要对鼠标点击事件进行重写）

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    QStringList serialPortName;

    // 自动扫描当前可用串口，返回值追加到字符数组中
    foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()){
        serialPortName << info.portName();
    }
    // 可用串口号，显示到串口选择下拉框中
    ui->cmbSerialPort->addItems(serialPortName);
}

 

• 如果电脑连接了串口设备，运行Qt应用，点击下拉框，会看到可用的串口号。

 

• 与标准的串口助手对比，结果一致。

5. 打开串口、翻转开关

• 功能：点击 "打开串口" 按钮，初始化串口参数，并按照设置好的参数打开串口。
• 在 "打开串口" 按钮位置，右键，转到槽...。编写串口配置代码。
• 将字符串，转换为可以代码设置的枚举，根据当前值，设置参数。之后打开对应串口端口。

// 打开/关闭串口 槽函数
void MainWindow::on_btnSwitch_clicked()
{

    QSerialPort::BaudRate baudRate;
    QSerialPort::DataBits dataBits;
    QSerialPort::StopBits stopBits;
    QSerialPort::Parity   checkBits;

    // 获取串口波特率
    // 有没有直接字符串转换为 int的方法？？？
    //baudRate = ui->cmbBaudRate->currentText().toInt();
    if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "9600"){
        baudRate = QSerialPort::Baud9600;
    }else if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "38400"){
        baudRate = QSerialPort::Baud38400;
    }else if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "115200"){
        baudRate = QSerialPort::Baud115200;
    }else{

    }

    // 获取串口数据位
    if(ui->cmbData->currentText() == "5"){
        dataBits = QSerialPort::Data5;
    }else if(ui->cmbData->currentText() == "6"){
        dataBits = QSerialPort::Data6;
    }else if(ui->cmbData->currentText() == "7"){
        dataBits = QSerialPort::Data7;
    }else if(ui->cmbData->currentText() == "8"){
        dataBits = QSerialPort::Data8;
    }else{

    }

    // 获取串口停止位
    if(ui->cmbStop->currentText() == "1"){
        stopBits = QSerialPort::OneStop;
    }else if(ui->cmbStop->currentText() == "1.5"){
        stopBits = QSerialPort::OneAndHalfStop;
    }else if(ui->cmbStop->currentText() == "2"){
        stopBits = QSerialPort::TwoStop;
    }else{

    }

    // 获取串口奇偶校验位
    if(ui->cmbCheck->currentText() == "无"){
        checkBits = QSerialPort::NoParity;
    }else if(ui->cmbCheck->currentText() == "奇校验"){
        checkBits = QSerialPort::OddParity;
    }else if(ui->cmbCheck->currentText() == "偶校验"){
        checkBits = QSerialPort::EvenParity;
    }else{

    }

    // 想想用 substr strchr怎么从带有信息的字符串中提前串口号字符串
    // 初始化串口属性，设置 端口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验位数
    mySerialPort->setBaudRate(baudRate);
    mySerialPort->setDataBits(dataBits);
    mySerialPort->setStopBits(stopBits);
    mySerialPort->setParity(checkBits);
    mySerialPort->setPortName(ui->cmbSerialPort->currentText());// 不匹配带有串口设备信息的文本

    // 根据初始化好的串口属性，打开串口
    // 如果打开成功，反转打开按钮显示和功能。打开失败，无变化，并且弹出错误对话框。
    if(ui->btnSwitch->text() == "打开串口"){
        if(mySerialPort->open(QIODevice::ReadWrite) == true){
            //QMessageBox::
            ui->btnSwitch->setText("关闭串口");
            // 让端口号下拉框不可选，避免误操作（选择功能不可用，控件背景为灰色）
            ui->cmbSerialPort->setEnabled(false);
        }else{
            QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口打开失败！！！\r\n该串口可能被占用\r\n请选择正确的串口");
        }
    }else{
        mySerialPort->close();
        ui->btnSwitch->setText("打开串口");
        // 端口号下拉框恢复可选，避免误操作
        ui->cmbSerialPort->setEnabled(true);
    }

}

 

• 为了避免串口被占用，或者其他错误，我们对打开也做相应的处理：如果串口被占用，会弹出错误提示框。
• 并且为了防止端口在打开时，被篡改参数，避免改动串口号，做了处理：端口在打开后，下拉框是灰色不可选的。
• 最终实现 打开串口 / 关闭串口 的功能转换与翻转显示。

6. 接收串口数据

• 预计结果：接收到串口数据后，将其显示到接收文本框中。
• 构造函数中建立信号槽，将串口读准备信号，关联接收区显示处理槽函数。
• 文本框内容使用插入显示。并在每次追加后移动光标

 

• 对于接收的显示处理方式，我总结了如下四种。各位有兴趣可以将注释打开，运行去了解。
• 其中第3、4种都是将文本框全部读取再追加内容，运行效率很低，而网上很多开源代码是使用的这种处理方式。这正是使我想要搭建自己开发框架的原因，追求可靠、高效。
• 我在代码中，使用的是第2种处理方式。解决了不同硬件的插入换行问题，兼容 CH340、CP2102等常用设备。（现象、成因和解决方法在后面序章有说）

7. 发送串口数据

发送按钮，右键，转到槽...。

添加发送字符串代码。

8. 清空收区、发区文本内容

发送按钮，右键，转到槽...。

添加清空代码。

运行结果

• 运行时是没有左上角图标的，这是我后来测试生成可执行文件时添加的。

总结

Qt编程串口调试助手的过程比较简单，但仍有很多地方待完善。例如端口扫描、16进制转换，硬件兼容性，这些会在后面的篇幅进行讲解和添加，力求精简、可靠、高效、便于当作框架二次开发。欢迎各位使用和作为框架进行二次开发，并提出改进意见。

GitHub源码仓库：Qt串口调试助手源码下载
 

经过了好长时间的研发，终于出新版本了，对原先的软件进行了推倒重来，浴火重生

下载地址: https://std.plus



stduart串口调试助手 完整特性列表
-串口设备自动枚举识别
-设备占用状态自动更新
-常用波特率，校验位，数据位，停止位等参数支持
-接收模式/发送ASCII/HEX模式切换
-模式切换时数据全局更新
-发送回显支持
-标签支持，帧序号/时间戳/类型/长度显示
-分帧超时修改，可定制分帧参数
-接收缓冲区大小修改，可调整分帧效果
-接收区颜色，正文/标签，前景/背景自定义
-发送区校验码支持，checksum/crc8/crc16/crc32
-校验码支持MSB/LSB
-发送区自动添加结束符支持，支持不同组合定义
-快捷发送支持
-周期发送功能，可定义发送周期
-批量发送功能，支持导入导出
-批量发送支持在线资源的导入
-批量发送支持循环，批量
-发送内容历史记录
-日志导出支持
-接收区暂停/恢复
-设备连接状态显示
-接收/发送，帧/字节统计
-接收/发送状态动画
-参数的自动保存/恢复/重置
-smart docking智能停靠
-自定义视图显示
-建议提交窗口
-自动更新检查

-------------------------------------------------以下为历史版本----------------------------------------------------

推荐一个串口调试工具

支持的特性：
1、多串口同时调试，互不影响
2、接收/发送 ASCII/HEX模式

3、接收帧/字节数据统计
4、接收数据标签显示，帧序号/长度/时间戳
5、暂停/恢复接收
6、清空接收
7、周期发送数据

特色功能

1、图表暂支持接收帧响应时间
2、接收数据自动记忆功能，不会丢失任何接收数据。后面考虑加入云同步功能
3、发送数据记忆功能，方便使用
4、工具箱中包含了常用的功能
5、自带常用USB串口驱动