项目简介

本项目通过QT框架设计一款可以在Windows、Linux等平台的跨平台串口助手，串口功能能够满足基本的调试需求。

本项目采用的版本为：QT5.14 + visual studio 2022 进行开发。

项目源码：https://github.com/say-Hai/MyCOMDemo

项目页面：

一、创建开发环境

打开vs新建工程，选择创建Qt Widgets Application项目，选择保存路径后，配置QT的SerialPort模块。

二、配置ui界面

打开工程的ui文件，设置本项目的ui页面（可直接从本项目的ui文件中copy到自己的项目中；但是注意：需要暂时把comboBoxNo_2降级成普通QComboBox）

三、编写串口扫描代码

通过QSerialPortInfo::availablePorts生成可用串口列表，（目前暂定在MyCOM.h的构造函数中编写串口列表函数）

MyCOM::MyCOM(QWidget* parent)
	: QMainWindow(parent)
{
	ui.setupUi(this);
	//创建串口列表
	QStringList comPort;
	foreach(const QSerialPortInfo & info, QSerialPortInfo::availablePorts())
	{
		comPort << info.portName();
	}
	ui.comboBoxNo_2->addItems(comPort);
}

四、“打开串口”按钮设计

vs中无法使用Qt Creator的“转到槽”功能，因此需要开发者自己绑定槽函数；具体操作步骤为：https://www.cnblogs.com/ybqjymy/p/17999513

注：解决vs + qt 导致的乱码问题：出现中文的文件首行加上#pragma execution_character_set("utf-8")

当我们绑定好槽函数on_pushButtonOpen_clicked()，接下来就是实现串口打开逻辑：以下为具体代码

//Map定义代码查看源文件
void MyCOM::on_pushButtonOpen_clicked()
{
	QSerialPort::BaudRate CombaudRate;
	QSerialPort::DataBits ComdataBits;
	QSerialPort::StopBits ComstopBits;
	QSerialPort::Parity   ComParity;
	QString selectedBaudRate = ui.comboBoxComBaud_2->currentText();
	std::cout << selectedBaudRate.toStdString() << "\n";

	if (baudRateMap.contains(selectedBaudRate)) {
		CombaudRate = baudRateMap[selectedBaudRate];
	}
	else {
		// 如果用户选择了一个未知的波特率，可以设置默认值或提示错误
		CombaudRate = QSerialPort::Baud9600; // 默认值
		qWarning("Invalid baud rate selected. Defaulting to 9600.");
	}
//具体代码查看源文件
	// 根据用户选择设置数据位
	// 根据用户选择设置停止位
	// 根据用户选择设置校验方式
	
	//初始化串口
	MyCom.setBaudRate(CombaudRate);
	MyCom.setDataBits(ComdataBits);
	MyCom.setStopBits(ComstopBits);
	MyCom.setParity(ComParity);
	MyCom.setPortName(spTxt);
	//打开串口
	if (ui.pushButtonOpen_2->text() == "打开串口")
	{
		bool ComFlag;
		ComFlag = MyCom.open(QIODevice::ReadWrite);
		if (ComFlag == true)//串口打开成功
		{
			//串口下拉框设置为不可选
			ui.comboBoxCheck_2->setEnabled(false);
			//具体代码查看源文件
			//使能相应按钮等
			ui.pushButtonSend_2->setEnabled(true);
			//具体代码查看源文件
			ui.pushButtonOpen_2->setText(" 关闭串口 ");
		}
		else
		{
			QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口打开失败，该端口可能被占用或不存在！rnLinux系统可能为当前用户无串口访问权限！");
		}
	}
	else
	{
		MyCom.close();
		ui.pushButtonOpen_2->setText(" 打开串口 ");
		//具体代码查看源文件

		//使相应的按钮不可用
		ui.pushButtonSend_2->setEnabled(false);
		具体代码查看源文件
	}
}

五、串口数据发送与接收

通过信号槽机制，在发送区发送数据，通过&QIODevice::readyRead信号来通知接收区函数&MyCOM::MyComRevSlot打印串口发送的数据

代码逻辑：

• 信号槽逻辑：当串口有数据可以读取时，自动响应MyComRevSlot函数。

  connect(&MyCom, &QIODevice::readyRead, this, &MyCOM::MyComRevSlot);
  

• 发送区代码逻辑：通过第四步中的“转到槽”机制，在发送按钮上绑定槽函数on_pushButtonSend_clicked()，再槽函数中接收发送区字符并通过MyCom.write(comSendData)发送到串口。

  • 其中16进制发送需要将字符串格式化成16进制 QByteArray::fromHex(SendTemp.toUtf8()).data();

  //精简版，少了一些单选框的逻辑判断
  void MyCOM::on_pushButtonSend_clicked()
  {
  	QByteArray comSendData;
  	QString SendTemp;
  	int temp;
  
  	//读取发送窗口数据
  	SendTemp = ui.TextSend_2->toPlainText();
  
  	//判断发送格式，并格式化数据
  	if (ui.checkBoxSendHex_2->checkState() != false)//16进制发送
  	{
  		comSendData = QByteArray::fromHex(SendTemp.toUtf8()).data();//获取字符串
  	}
  	temp = MyCom.write(comSendData);
  }
  

• 接收区代码逻辑：通过信号槽机制来调用MyComRevSlot函数，利用MyCom.readAll()读取串口的数据，最后显示到文本框内。

  //精简版
  void MyCOM::MyComRevSlot()
  {
  	QByteArray MyComRevBUff;//接收数据缓存
  	QString StrTemp, StrTimeDate, StrTemp1;
  
  	//读取串口接收到的数据，并格式化数据
  	MyComRevBUff = MyCom.readAll();
  	StrTemp = QString::fromLocal8Bit(MyComRevBUff);
  
  	curDateTime = QDateTime::currentDateTime();
  	StrTimeDate = curDateTime.toString("[yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz]");
  
  	StrTemp = MyComRevBUff.toHex().toUpper();//转换为16进制数，并大写
  	for (int i = 0; i < StrTemp.length(); i += 2)//整理字符串，即添加空格
  	{
  		StrTemp1 += StrTemp.mid(i, 2);
  		StrTemp1 += " ";
  	}
  	//添加时间头
  	StrTemp1.prepend(StrTimeDate);
  	StrTemp1.append("\r\n");//后面添加换行
  	ui.TextRev_2->insertPlainText(StrTemp1);//显示数据
  	ui.TextRev_2->moveCursor(QTextCursor::End);//光标移动到文本末尾
  }
  

六、周期循环发送指令

通过定时器，实现周期性指令发送功能

• 创建定时器 QTimer* PriecSendTimer;

• 在构造函数中注册定时器超时connect函数，调用on_pushButtonSend_clicked()

  	connect(PriecSendTimer, &QTimer::timeout, this, [=]() {on_pushButtonSend_clicked(); });
  

• 通过信号槽机制，绑定选择框状态变化信号处理函数

  

• 编写选择框变化处理函数

  void MyCOM::on_checkBoxPeriodicSend_stateChanged(int arg1)
  {
  	if (arg1 == false)
  	{
  		PriecSendTimer->stop();
  		ui.lineEditTime->setEnabled(true);
  	}
  	else
  	{
  		PriecSendTimer->start(ui.lineEditTime->text().toInt());
  		ui.lineEditTime->setEnabled(false);
  	}
  }
  

七、接收流量统计及状态栏设计

通过设计状态栏来实时展示QLabel的相关数据

• 自定义变量

  	//添加自定义变量
  	long ComSendSum, ComRevSum;//发送和接收流量统计变量
  	QLabel* qlbSendSum, * qlbRevSum;//发送接收流量label对象
  	QLabel* myLink, * MySource;
  

• 变量绑定状态栏

  //创建底部状态栏及其相关部件
  QStatusBar* STABar = statusBar();
  
  qlbSendSum = new QLabel(this);
  qlbRevSum = new QLabel(this);
  myLink = new QLabel(this);
  MySource = new QLabel(this);
  myLink->setMinimumSize(90, 20);// 设置标签最小大小
  MySource->setMinimumSize(90, 20);
  qlbSendSum->setMinimumSize(100, 20);
  qlbRevSum->setMinimumSize(100, 20);
  ComSendSum = 0;
  ComRevSum = 0;
  
  setNumOnLabel(qlbSendSum, "Tx: ", ComSendSum);
  setNumOnLabel(qlbRevSum, "Rx: ", ComRevSum);
  
  STABar->addPermanentWidget(qlbSendSum);// 从右往左依次添加
  STABar->addPermanentWidget(qlbRevSum);
  STABar->addWidget(myLink);// 从左往右依次添加
  STABar->addWidget(MySource);
  
  myLink->setOpenExternalLinks(true);//状态栏显示官网、源码链接
  myLink->setText("<style> a {text-decoration: none} </style> <a href=\"http://8.134.156.7/\">--个人博客--");
  MySource->setOpenExternalLinks(true);
  MySource->setText("<style> a {text-decoration: none} </style> <a href=\"https://github.com/say-Hai/MyCOMDemo\">--源代码--");
  

• 自定义函数来更改自定义变量

  void MyCOM::setNumOnLabel(QLabel* lbl, QString strS, long num)
  {
  	QString strN = QString("%1").arg(num);
  	QString str = strS + strN;
  	lbl->setText(str);
  }
  

• 在发送/接收函数中调用自定义函数

  //发送
  temp = MyCom.write(comSendData);
  ComSendSum++;
  setNumOnLabel(qlbSendSum, "Tx: ", ComSendSum);
  
  //接收
  MyComRevBUff = MyCom.readAll();
  StrTemp = QString::fromLocal8Bit(MyComRevBUff);
  ComRevSum++;
  setNumOnLabel(qlbRevSum, "Rx: ", ComRevSum);
  

八、数据区清空功能

void MyCOM::on_pushButtonClearRev_clicked()
{
	ui.TextRev_2->clear();
	ComSendSum = 0;
	ComRevSum = 0;

	setNumOnLabel(qlbSendSum, "Tx: ", ComSendSum);
	setNumOnLabel(qlbRevSum, "Rx: ", ComRevSum);
}

void MyCOM::on_pushButtonClearSend_clicked()
{
	ui.TextSend_2->clear();
	ComSendSum = 0;
	ComRevSum = 0;

	setNumOnLabel(qlbSendSum, "Tx: ", ComSendSum);
	setNumOnLabel(qlbRevSum, "Rx: ", ComRevSum);
}

九、文件保存与读取功能

通过文件的读取快速实现对串口发送数据，通过写入文件的方式保存串口的输出。

• 读取文件：通过QFile aFile(aFileName);QByteArray text = aFile.readAll();来获取文本数据，并写入到文本框中。

  //首先创建on_pushButtonRdFile_clicked信号槽机制打开文件夹选择文件路径
  void MyCOM::on_pushButtonRdFile_clicked()
  {
  	QString curPath = QDir::currentPath();
  	QString dlgTitle = "打开一个文件"; //对话框标题
  	QString filter = "文本文件(*.txt);;所有文件(*.*)"; //文件过滤器
  	QString aFileName = QFileDialog::getOpenFileName(this, dlgTitle, curPath, filter);
  	if (aFileName.isEmpty())
  		return;
  	openTextByIODevice(aFileName);
  }
  //通过openTextByIODevice来读取文件
  bool MyCOM::openTextByIODevice(const QString& aFileName)
  {
  	QFile aFile(aFileName);
  	if (!aFile.exists()) //文件不存在
  		return false;
  	if (!aFile.open(QIODevice::ReadOnly | QIODevice::Text))
  		return false;
  	QByteArray text = aFile.readAll();
  	QString strText = byteArrayToUnicode(text);//编码格式转换，防止GBK中文乱码
  	ui.TextSend_2->setPlainText(strText);
  	aFile.close();
  	return  true;
  }
  //其中防止编码格式问题，通过byteArrayToUnicode进行编码格式转换
  QString MyCOM::byteArrayToUnicode(const QByteArray& array)
  {
  	QTextCodec::ConverterState state;
  	// 先尝试使用utf-8的方式把QByteArray转换成QString
  	QString text = QTextCodec::codecForName("UTF-8")->toUnicode(array.constData(), array.size(), &state);
  	// 如果转换时无效字符数量大于0，说明编码格式不对
  	if (state.invalidChars > 0)
  	{
  		// 再尝试使用GBK的方式进行转换，一般就能转换正确(当然也可能是其它格式，但比较少见了)
  		text = QTextCodec::codecForName("GBK")->toUnicode(array);
  	}
  	return text;
  }
  

• 写入文件：选择文件路径->调用aFile.write(strBytes, strBytes.length()); 写入文件

  void MyCOM::on_pushButtonSaveRev_clicked()
  {
  	QString curFile = QDir::currentPath();
  	QString dlgTitle = " 另存为一个文件 "; //对话框标题
  	QString filter = " 文本文件(*.txt);;所有文件(*.*);;h文件(*.h);;c++文件(*.cpp) "; //文件过滤器
  	QString aFileName = QFileDialog::getSaveFileName(this, dlgTitle, curFile, filter);
  	if (aFileName.isEmpty())
  		return;
  	saveTextByIODevice(aFileName);
  }
  bool MyCOM::saveTextByIODevice(const QString& aFileName) {
  	QFile aFile(aFileName);
  	if (!aFile.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text))
  		return false;
  	QString str = ui.TextRev_2->toPlainText();//整个内容作为字符串
  	QByteArray  strBytes = str.toUtf8();//转换为字节数组
  	aFile.write(strBytes, strBytes.length());  //写入文件
  	aFile.close();
  
  	return true;
  }
  

十、多行发送功能

通过信号槽机制和定时器功能，实现对多行数据选择的循环发送

具体逻辑：根据选择框的状态确定定时器状态->通过定时器超时函数唤醒发送事件->在发送事件中确定此次需要发送的行数据->调用对应发送按钮函数

• 通过选择框的状态变化来打开/关闭定时器发送

  void MyCOM::on_checkBoxMuti_stateChanged(int arg)
  {
  	if (!arg)
  	{
  		PriecSendTimer->stop();//关闭定时器
  		ui.lineEditTime->setEnabled(true);//使能对话框编辑
  	}
  	else
  	{
  		LastSend = 0;//从第一行开始发送
  		ui.checkBoxPeriodicSend->setChecked(false);
  		PriecSendTimer->start(ui.lineEditTime->text().toInt());
  		ui.lineEditTime->setEnabled(false);//关闭对话框编辑
  	}
  }
  

• 重构定时器超时响应函数，适配多行重复发送功能

  connect(PriecSendTimer, &QTimer::timeout, this, [=]() {Pre_on_pushButtonSend_clicked(); });
  
  void MyCOM::Pre_on_pushButtonSend_clicked()
  {
  	if (ui.checkBoxPeriodicMutiSend_2->isChecked() == true)
  	{
  		while (LastSend < 10)
  		{
  			if (checkBoxes[LastSend]->isChecked())
  			{
                  //发送对应行的数据
  				on_pushButtonMuti_clicked(++LastSend);
  				break;
  			}
  			LastSend++;
  		}
  		if (LastSend == 10)
  		{
  			LastSend = 0;
  		}
  	}
  	else
  	{
          //普通发送
  		on_pushButtonSend_clicked();
  	}
  }
  

• 通过行索引触发对应的点击事件

  void MyCOM::on_pushButtonMuti_clicked(int lineEditIndex)
  {
  	QString Strtemp;
  	switch (lineEditIndex) {
  	case 1:
  		Strtemp = ui.lineEditMuti1_2->text();
  		break;
  	case 2:
  		Strtemp = ui.lineEditMuti2_2->text();
  		break;
  	//...后面对应的操作
  	default:
  		return;  // 默认情况下不做任何操作
  	}
  	ui.TextSend_2->clear();
  	ui.TextSend_2->insertPlainText(Strtemp);
  	ui.TextSend_2->moveCursor(QTextCursor::End);
  	MyCOM::on_pushButtonSend_clicked();
  }
  

  十一：自动刷新串口下拉框

  实现方法：新建一个类继承QComboBox类，重写鼠标点击事件使其调用扫描端口函数

• 新建mycombobox类，继承QComBox

  #include <QComboBox>
  #include <QMouseEvent>
  #include <QSerialPort>
  #include <QSerialPortInfo>
  
  class mycombobox : public QComboBox
  {
  	Q_OBJECT
  public:
  	explicit mycombobox(QWidget* parent = nullptr);
  
  	void mousePressEvent(QMouseEvent* event) override;
  signals:
  private:
  	void scanActivatePort();
  };
  
  

• 重写扫描函数和鼠标点击函数

  mycombobox::mycombobox(QWidget* parent) : QComboBox(parent)
  {
  	scanActivatePort();
  }
  
  void mycombobox::mousePressEvent(QMouseEvent* event)
  {
  	if (event->button() == Qt::LeftButton)
  	{
  		scanActivatePort();
  		showPopup();
  	}
  }
  
  void mycombobox::scanActivatePort()
  {
  	clear();
  	//创建串口列表
  	QStringList comPort;
  	foreach(const QSerialPortInfo & info, QSerialPortInfo::availablePorts())
  	{
  		QString serialPortInfo = info.portName() + ": " + info.description();// 串口设备信息，芯片/驱动名称
  		comPort << serialPortInfo;
  	}
  	this->addItems(comPort);
  }
  

• 最后将comboBoxNo_2组件提升为mycombobox类

到此整个软件设计完毕

END：信号槽绑定图

参考文献：

[1] https://rymcu.com/portfolio/40