一個基于QT的開源串口調(diào)試工具

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(nèi)容有哪些。我們認為軟件需要如下幾個方面的內(nèi)容：

• 串口參數(shù)的配置，我們希望串口號能夠自動搜索，而相應的配置參數(shù)我們可以選擇。

• 發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入，對于本軟件我們需要輸入相應的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)命令及消息的發(fā)送，所以我們需要設計數(shù)據(jù)的輸入?yún)^(qū)域以及發(fā)送交互按鈕等。

• 接收信息的顯示，作為調(diào)試工具，我們肯定希望能夠一目了然地看到接收到目標設備發(fā)送過來的消息，所以我們需要一個顯示區(qū)域來對接收的區(qū)域進行顯示。

• 運行狀態(tài)的顯示， 我們希望對操作的狀態(tài)進行反饋以指示操作的動作是否執(zhí)行，所以我們需要狀態(tài)欄來實現(xiàn)這一需求。

• 其它輔助功能， 還有如發(fā)送計數(shù)、接收計數(shù)、數(shù)據(jù)存儲等功能有時候也是需要的，所以我們一并考慮。

對于串口工具其實網(wǎng)上就有不少，我們之所以要自己實現(xiàn)這么一個串口調(diào)試工具，主要的原因有兩點。一是，網(wǎng)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(jù)自己的需求設計這個工具能更好的滿足我們串口調(diào)試的需要。二是，通過這樣一個工具的實現(xiàn)，我們能夠加深對串口通訊相關知識的理解。

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

而在中間顯示區(qū)域，我們將其劃分為3行2列。在左邊的一列從上到下設置：串口配置操作區(qū)域、接收配置區(qū)域以及發(fā)送配置區(qū)域。在右側(cè)的一列從上到下設置：動態(tài)曲線顯示區(qū)域、信息接收顯示區(qū)域以及信息發(fā)送輸入?yún)^(qū)域。具體的界面設置如下圖所示：

完成如上圖的布局后，我們可以選擇在屬性中配置空間的參數(shù)，也可以在代碼中添加相關的參數(shù)，本人習慣于在代碼中完成。完成整個布局后我們先試著運行程序，正常運行則出現(xiàn)如下的界面：

上圖就是完成布局后的運行界面，不過我們還沒有實現(xiàn)相應的編碼，所以目前還不能實現(xiàn)我們第一節(jié)中所提出來的功能。

接下來這一小節(jié)，我們將來編碼實現(xiàn)相應的功能。我們主要將功能分為參數(shù)設置與操作功能、數(shù)據(jù)的輸入與發(fā)送功能以及數(shù)據(jù)的接收與顯示功能三個部分來實現(xiàn)。

對于參數(shù)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(shù)添加。串口號這塊，我們希望搜索電腦安裝的串口并添加到控件中。具體的實現(xiàn)方式如下：

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

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

配置好串口參數(shù)后，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(shù)據(jù)接收與我們的數(shù)據(jù)接收和處理函數(shù)建立信號槽連接。具體實現(xiàn)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(shù)據(jù)位數(shù)
        {
            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(shù)
        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??！"),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);
}

數(shù)據(jù)的輸入與發(fā)送，我們設計了5條命令，每條命令可以通過后面的按鈕手動發(fā)送，也可以自動循環(huán)發(fā)送。自動循環(huán)發(fā)送時，將對每條選中的命令以設定的時間間隔輪詢發(fā)送。

首先我們來看看定時周期發(fā)送的過程。我們定義了一個計時器，以我們設定的時間周期觸發(fā)發(fā)送命令，每次發(fā)送復選框被選中的命令一條，依次循環(huán)直到人為停止循環(huán)發(fā)送為止。具體的代碼如下：

//定時周期發(fā)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(fā)送則判斷是哪一個按鈕觸發(fā)的動作則操作對應的數(shù)據(jù)輸入框，將其中的內(nèi)容以指定的格式發(fā)送出去。具體的操作代碼如下：

//按鈕觸發(fā)發(fā)送
void MainWindow::SingleSendData()
{
    // 判斷如果Sender是QPushButton就執(zhí)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);
        }
    }
}

在我們的設計中，數(shù)據(jù)的接收相對要簡單一些。當串口接收到數(shù)據(jù)后就會觸發(fā)我們的接收數(shù)據(jù)處理函數(shù)，并將以我們設定的格式顯示出來，具體的實現(xiàn)代碼如下：

//從串口接收數(shù)據(jù)
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+"nr";

        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(jié)數(shù)據(jù)").arg(rxDatas.size()));
    }

    rxDatas.clear();
}

完成了編碼調(diào)試后，我們來對開發(fā)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于測試的串口。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(xiàn)與我們開發(fā)的這一工具實現(xiàn)通訊驗證。我們使用以前寫得一個串口工具來實現(xiàn)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

原文地址：南木創(chuàng)智

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