最詳細(xì)編寫上位機教程
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嵌入式開發(fā)，基本都會用到有一些上位機工具，比如串口助手就是最常用的工具之一。
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/202104/424915.htm那么，今天分享有一篇由ZhengN整理的用Qt寫的簡單上位機教程。
一、前言
大家好，我是ZhengN，本次來教大家編寫一個基于QT的簡單的上位機。
學(xué)習(xí)一個新的東西我們都從最基礎(chǔ)地實例開始，比如學(xué)習(xí)C語言我們會從編寫一個hello程序開始、學(xué)習(xí)嵌入式我們從點燈開始。
同樣的，我們也從編寫一個簡單的基于QT的上位機來體會體會上位機開發(fā)及認(rèn)識認(rèn)識QT。
我們本次實現(xiàn)的上位機的功能很簡單：上位機通過串口來控制開發(fā)板上的一個LED的亮滅。界面如：
二、QT環(huán)境搭建
在開始編寫上位機之前我們先來一起搭建一下QT開發(fā)環(huán)境（不然就不是手把手了，哈哈）。往期推文 QT | 詳解Qt的幾種開發(fā)方式 中有介紹到QT的兩種開發(fā)環(huán)境：
使用VS + QT
使用Qt Creator
這里我們選擇直接使用QT_Creator的方式。
Qt Creator是一個用于Qt開發(fā)的輕量級跨平臺集成開發(fā)環(huán)境。
Qt Creator可帶來兩大關(guān)鍵益處：
提供首個專為支持跨平臺開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境 （IDE），并確保首次接觸Qt框架的開發(fā)人員能迅速上手和操作。
即使不開發(fā)Qt應(yīng)用程序，Qt Creator也是一個簡單易用且功能強大的IDE。
下面我們來一起安裝Qt Creator。
1、注冊qt賬號
我們需要先注冊一個QT賬號，后面安裝Qt Creator的時候會用到。
2、下載QT_Creator并安裝
我們在Windows上進行開發(fā)，安裝Windows版本的Qt Creator。
下載得到qt-opensource-windows-x86-5.11.3.exe。然后雙擊安裝，第二步需要輸入賬號密碼，把我們上面注冊好的賬號密碼填入即可。
接下來還需要選擇安裝組件，根據(jù)自己需要進行選擇安裝，我安裝的組件如：
安裝完成之后我們桌面上并沒有Qt Creator的快捷方式，需要自己創(chuàng)建。找到Qt Creator的安裝路徑，然后把Qt Creator發(fā)送到桌面快捷方式即可。如：
3、驗證QT_Creator是否安裝成功
我們創(chuàng)建一個簡單的C++++工程來驗證一下Qt Creator是否安裝成功。
Qt Creator搭建好之后我們接下來開始編寫我們的上位機。
三、編寫一個簡單的上位機
編寫這個簡單的上位機我們需要經(jīng)過一下幾個步驟：
上位機界面設(shè)計。
上位機邏輯代碼編寫。
添加上位機圖標(biāo)。
上位機程序的打包。
上位機測試驗證。
1、新建一個serial_led工程
這里需要注意的一點是：工程名及工程路徑不要有中文字符。
另外，QT中有三種基類，這里我們選擇QWidget類。QT的三個基類如：
QMainWindow類：提供一個帶有菜單條，工具條和一個狀態(tài)條的主應(yīng)用程序窗口。
QWidget類：所有用戶界面對象的基類，窗口部件是用戶界面的一個基本單元，它從窗口系統(tǒng)接收鼠標(biāo)，鍵盤和其他消息，并在屏幕上繪制自己。
QDialog類：對話框窗口的基類，對話框窗口主要用于短期任務(wù)和用戶進行短期通訊的頂級窗口，QDialog可以是模態(tài)對話框或者是非模態(tài)對話框。
我們創(chuàng)建的工程如：
其中，項目文件.pro文件是用來告訴qmake關(guān)于為這個應(yīng)用程序創(chuàng)建makefile所需要的細(xì)節(jié)。例如，一個源文件和頭文件的列表、任何應(yīng)用程序特定配置。例如，一個必需鏈接的額外庫或者一個額外的包含路徑、都應(yīng)該放到項目文件中。
2、上位機界面設(shè)計
Qt 一個可視化的界面設(shè)計工具：Qt 設(shè)計器（Qt Designer）。我們雙擊.ui文件就可以進入Qt Designer，在Qt Designer中我們可以通過拖動控件的方式來設(shè)計我們的界面，整個界面如：
我們從左側(cè)的控件區(qū)把我們需要的控件拖動到界面編輯區(qū)中，我們這個簡單地上位機用到的控件如：
這里需要注意的是波特率這個下拉框需要雙擊設(shè)置一些備選配置，如：
大家可以在左邊地控件區(qū)找到這三種控件拖動到界面編輯器進行修改、布局即可。
其中，布局可通過如下組件調(diào)整：
這幾個組件的功能如：
具體地用法大家可以自己去實操一下。
另外，我們需要給我們使用的控件重新命名，在右側(cè)的對象管理區(qū)進行操作。命名為有意義的名字，因為后面編寫代碼會用到。有意義的名字利于編寫易懂的代碼。比如我們修改的名字如：
最后，控件的屬性可根據(jù)需要在屬性區(qū)進行調(diào)整。
3、上位機邏輯代碼編寫
（1）添加串口庫、包含串口相關(guān)頭文件
在serial_led.pro文件添加串口庫：
QT += core gui serialport
在widget.h文件包含串口頭文件：
#include 《QSerialPort》
#include 《QSerialPortInfo》
QSerialPort 類提供了操作串口的各種接口。
QSerialPortInfo 是一個輔助類，可以提供計算機中可用串口的各種信息。
（2）添加QSerialPort成員
在widget.h的Widget類中添加一個QSerialPort成員：
（3）創(chuàng)建串口對象、搜索所有可用串口
在Widget構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建一個串口對象并搜索所有可用串口：
Widget：：Widget（QWidget *parent） ：
QWidget（parent），
ui（new Ui：：Widget）
{
QStringList serialNamePort;
ui-》setupUi（this）;
this-》setWindowTitle（“serial_led”）;
/* 創(chuàng)建一個串口對象 */
serialPort = new QSerialPort（this）;
/* 搜索所有可用串口 */
foreach （const QSerialPortInfo &inf0， QSerialPortInfo：：availablePorts（）） {
serialNamePort《《inf0.portName（）;
}
ui-》serialBox-》addItems（serialNamePort）;
}
（4）編寫“打開串口”槽函數(shù)
信號和槽是用于對象之間的通信，它是Qt的核心機制。
當(dāng)某個事件發(fā)生之后，比如，按鈕檢測到自己被點擊了一下，它就會發(fā)出一個信號（signal）。如果有對象對這個信號感興趣，想要處理的信號和自己的一個函數(shù)（稱為槽（slot））綁定來處理這個信號。也就是說，當(dāng)信號發(fā)出時，被連接的槽函數(shù)會自動被回調(diào)。
這里，我們點擊打開串口按鈕會發(fā)出clicked信號，此時對應(yīng)槽函數(shù)on_openButton_clicked會被調(diào)用。下面我們來實現(xiàn)這個槽函數(shù)：
void Widget：：on_openButton_clicked（）
{
/* 串口設(shè)置 */
serialPort-》setPortName（ui-》serialBox-》currentText（））;
serialPort-》setBaudRate（ui-》baudrateBox-》currentText（）.toInt（））;
serialPort-》setDataBits（QSerialPort：：Data8）;
serialPort-》setStopBits（QSerialPort：：OneStop）;
serialPort-》setParity（QSerialPort：：NoParity）;
/* 打開串口提示框 */
if （true == serialPort-》open（QIODevice：：ReadWrite））
{
QMessageBox：：information（this， “提示”， “串口打開成功”）;
}
else
{
QMessageBox：：critical（this， “提示”， “串口打開失敗”）;
}
}
這里我們寫死數(shù)據(jù)位、停止位、求校驗位；增加提示框。其中使用QMessageBox需要包含如下頭文件：
#include 《QMessageBox》
（5）編寫“關(guān)閉串口”、“點燈”、“滅燈”槽函數(shù)
按照上面打開串口槽函數(shù)的方法編寫關(guān)閉串口、點燈、滅燈槽函數(shù)：
void Widget：：on_closeButton_clicked（）
{
serialPort-》close（）;
}
void Widget：：on_onButton_clicked（）
{
serialPort-》write（“ON
”）;
qDebug（“ON
”）;
}
void Widget：：on_offButton_clicked（）
{
serialPort-》write（“OFF
”）;
qDebug（“OFF
”）;
}
以上就是上位機邏輯代碼的編寫。
4、添加上位機圖標(biāo)
在網(wǎng)上找一個相關(guān)的.ico后綴的圖標(biāo)下載放到我們的工程路徑下，如：
然后在我們的serial_led.pro文件中添加如下一行代碼：
RC_ICONS = led.ico
5、上位機程序打包
我們上面運行的上位機都是在Qt Creator中編譯運行的，如果我們需要把編寫好的可執(zhí)行文件發(fā)送給別人使用的話還需要進行打包。
上面我們的工程是Debug版本的：
打包之前，我們先把工程修改為Release版本：
然后在我們工程目錄下得到：
此時，雙擊release文件夾下的serial_led.exe文件是會報錯的，報錯原因是找不到一些相關(guān)的動態(tài)庫：
我們新建一個文件夾保存我們的打包文件，如：
把build-serial_led-Desktop_Qt_5_11_1_MinGW_32bit-Release elease路徑下的serial_led.exe文件拷貝至serial_led_packet文件夾中：
打開QT for Disktop工具：
執(zhí)行如下命令進入打包目錄：
cd /d D:Qtqt_prjserial_ledserial_led_packet
然后執(zhí)行如下命令進行打包：
windeployqt serial_led.exe
此時，serial_led_packet文件夾中的serial_led.exe文件就可以雙擊運行了：
此時就完成了程序的打包。此時我們把這一整個文件夾壓縮發(fā)送給別人使用了。另外，我們也可以借助一些工具把這些文件打包成一個整體的.exe文件，這里不再介紹。
6、上位機測試驗證
上位機我們寫好了，接下來編寫下位機代碼來測試一下。
我們點擊上位機的點燈、滅燈按鈕，則會通過串口分別發(fā)送ON 、OFF ，我們編寫下位機代碼進行接收，然后操控LED燈即可。
下位機是小熊派IOT開發(fā)板，測試代碼如：
int main（void）
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals， Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init（）;
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config（）;
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init（）;
MX_DMA_Init（）;
MX_USART1_UART_Init（）;
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf（“Welcome to UART1 test！
”）;
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while （1）
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if（HAL_UART_Receive（&huart1， &Rdata， 1， 0）==HAL_OK）
{
if （usart_rx_buf_index 》 USART1_RX_BUF_LEN - 1）
{
usart_rx_buf_index = 0;
}
if （Rdata == 0x0A）
{
if （strcmp（（char*）USART1_RX_BUF， “ON”） == 0）
{
HAL_GPIO_WritePin（LED_GPIO_Port， LED_Pin， GPIO_PIN_SET）;
}
else if （strcmp（（char*）USART1_RX_BUF， “OFF”） == 0）
{
HAL_GPIO_WritePin（LED_GPIO_Port， LED_Pin， GPIO_PIN_RESET）;
}
usart_rx_buf_index = 0;
memset（USART1_RX_BUF， 0， USART1_RX_BUF_LEN）;
}
else
{
USART1_RX_BUF［usart_rx_buf_index++］ = Rdata;
}
}
}
/* USER CODE END 3 */
}
演示如文章開頭所見。
四、總結(jié)
以上就是手把手教你編寫一個簡單的點燈上位機的內(nèi)容，雖然實現(xiàn)的功能很簡單，但是QT上位機開發(fā)的步驟基本就是這些步驟，通過這個基礎(chǔ)實例把這些套路摸透我們就可以接著進行后續(xù)更多QT程序地開發(fā)學(xué)習(xí)了。
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