一個(gè)基于QT的開源串口調(diào)試工具

在開始軟件設(shè)計(jì)之前，我們來簡(jiǎn)略地分析一下這樣一個(gè)小軟件其要包含的主要內(nèi)容有哪些。我們認(rèn)為軟件需要如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

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

• 發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入，對(duì)于本軟件我們需要輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)命令及消息的發(fā)送，所以我們需要設(shè)計(jì)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(biāo)設(shè)備發(fā)送過來的消息，所以我們需要一個(gè)顯示區(qū)域來對(duì)接收的區(qū)域進(jìn)行顯示。

• 運(yùn)行狀態(tài)的顯示， 我們希望對(duì)操作的狀態(tài)進(jìn)行反饋以指示操作的動(dòng)作是否執(zhí)行，所以我們需要狀態(tài)欄來實(shí)現(xiàn)這一需求。

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

對(duì)于串口工具其實(shí)網(wǎng)上就有不少，我們之所以要自己實(shí)現(xiàn)這么一個(gè)串口調(diào)試工具，主要的原因有兩點(diǎn)。一是，網(wǎng)上找到的相應(yīng)工具某一個(gè)單獨(dú)的工具有時(shí)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(shè)計(jì)這個(gè)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(gè)工具的實(shí)現(xiàn)，我們能夠加深對(duì)串口通訊相關(guān)知識(shí)的理解。

根據(jù)上一節(jié)中分析的需求，我們先來設(shè)計(jì)軟件的界面。我們?cè)赒T中基于QMainWindow類生成一個(gè)操作界面，包括菜單欄、工具欄和狀態(tài)欄以滿足需求中對(duì)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(shè)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(shè)置：動(dòng)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(shè)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(guān)的參數(shù)，本人習(xí)慣于在代碼中完成。完成整個(gè)布局后我們先試著運(yùn)行程序，正常運(yùn)行則出現(xiàn)如下的界面：

上圖就是完成布局后的運(yùn)行界面，不過我們還沒有實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的編碼，所以目前還不能實(shí)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(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。我們主要將功能分為參數(shù)設(shè)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(gè)部分來實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于參數(shù)的配置除了串口號(hào)以外都可以直接使用ComboBox控件的相應(yīng)函數(shù)添加。串口號(hào)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(shí)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(shí)，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(hào)槽連接。具體實(shí)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(shè)置波特率

        switch(ui->comboBoxData->currentIndex())                   //設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)
        {
            case 1:serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);break;
            default: break;
        }

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

        switch(ui->comboBoxStop->currentIndex())                     //設(shè)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(shè)置流控制

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

        // 設(shè)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(cuò)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(guān)閉串口斷開連接，具體的代碼如下：

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

    // 設(shè)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?cè)O(shè)計(jì)了5條命令，每條命令可以通過后面的按鈕手動(dòng)發(fā)送，也可以自動(dòng)循環(huán)發(fā)送。自動(dòng)循環(huán)發(fā)送時(shí)，將對(duì)每條選中的命令以設(shè)定的時(shí)間間隔輪詢發(fā)送。

首先我們來看看定時(shí)周期發(fā)送的過程。我們定義了一個(gè)計(jì)時(shí)器，以我們?cè)O(shè)定的時(shí)間周期觸發(fā)發(fā)送命令，每次發(fā)送復(fù)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(shí)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(dòng)單次發(fā)送則判斷是哪一個(gè)按鈕觸發(fā)的動(dòng)作則操作對(duì)應(yīng)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(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的接收相對(duì)要簡(jiǎn)單一些。當(dāng)串口接收到數(shù)據(jù)后就會(huì)觸發(fā)我們的接收數(shù)據(jù)處理函數(shù)，并將以我們?cè)O(shè)定的格式顯示出來，具體的實(shí)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(jìn)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(duì)開發(fā)的這一工具進(jìn)行一些測(cè)試。首先我們安裝一個(gè)虛擬串口軟件用以虛擬我們用于測(cè)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(duì)串口。具體的配置如下圖所示：??

我們使用另一個(gè)串口工具來實(shí)現(xiàn)與我們開發(fā)的這一工具實(shí)現(xiàn)通訊驗(yàn)證。我們使用以前寫得一個(gè)串口工具來實(shí)現(xiàn)與這一工具的通訊。一個(gè)使用使用COM1，一個(gè)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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