常见的串口调试助手一般只有简单的文本界面，偶然看到 Arduino IDE 自带的串口绘图工具，觉得用户设计挺友好。想着利用一下周末空闲时间，用 PyQt5 实现一个串口数据实时绘图小工具，在这里记录一下。

1 用户界面

2 串口通信

3 实时绘图

1 用户界面

使用 Qt Designer 可以快速地设计用户界面，界面主体是绘制曲线的区域，下面放置两个 ComboBox，分别用于设置串口号和波特率，然后在右下角放一个按钮。

波特率下拉框勾选 editable，以支持自定义波特率，然后添加一些 ComboBox 项目，使用预览模式修改字体样式。

保存 ui 文件，使用 pyuic 工具进行转换。接着创建新的 py 文件，调用 setupUi() 函数实现 ui 界面。

from PyQt5 import Qt, QtGui, QtCore, QtWidgets
from ui_SerialPlot import Ui_Formclass SerialPlot(Qt.QWidget):def __init__(self):super().__init__()self.ui = Ui_Form()self.ui.setupUi(self)if __name__ == "__main__":import sysapp = QtWidgets.QApplication(sys.argv)window = SerialPlot()window.show()sys.exit(app.exec_())

2 串口通信

串口通信部分用到了 QSerialPort 和 QSerialPortInfo，使用以下语句导入：

from PyQt5.QtSerialPort import QSerialPort, QSerialPortInfo

在启动程序的时候，遍历一次串口信息，然后使用 addItem() 函数添加识别到的串口号到 ComboBox 中。

def __init__(self):# ...# 定义串口对象self.COM = QSerialPort()self.port_list = QSerialPortInfo.availablePorts()# 读取串口信息，并选择第一个串口for com_port in self.port_list:self.ui.comport_comboBox.addItem(com_port.portName())self.COM.setPortName(self.port_list[0].portName())# 设置回调函数self.ui.comport_comboBox.activated[str].connect(self.on_comport_changed)self.ui.baudrate_comboBox.activated[str].connect(self.on_baudrare_changed)# ...def on_comport_changed(self, com_port):self.COM.setPortName(com_port)def on_baudrare_changed(self, baud_item):baud_rate = int(baud_item.split(' ')[0])self.COM.setBaudRate(baud_rate)

定义 on_pushbutton 函数，用于打开和关闭串口，使用定时器每隔 100ms 读取一次串口数据。

def __init__(self):# ...# 串口相关self.open_status = 'closed'self.timer = QtCore.QTimer()self.timer.timeout.connect(self.on_timeout)self.ui.pushButton.clicked.connect(self.on_pushbuton)# ...def on_pushbutton(self):if self.open_status == 'closed':if not self.COM.open(QSerialPort.ReadWrite):returnself.timer.start(100)self.ui.pushButton.setText('STOP')self.open_status = 'opened'else:self.COM.close()self.timer.stop()self.ui.pushButton.setText('START')self.open_status = 'closed'def on_timeout(self):rcv_data = self.COM.readAll()if len(rcv_data) >= 2:print(int.from_bytes(bytes(rcv_data[0:2]), 'little'))

3 实时绘图

绘图部分用到了 pyqtgraph 库，使用以下语句导入：

import pyqtgraph as pg

在 __init__() 函数中定义 xdata 和 ydata，分别记录横轴和纵轴数据，并创建 PlotWidget 绘图控件到主窗口中。

def __init__(self):# ...# 创建 PlotWidget 对象self.plotwidget = pg.PlotWidget(self, background='w')self.plotwidget.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 480, 270))# 曲线相关self.xdata = []self.ydata = []self.time = 0self.pen = pg.mkPen(color='#bc5001', width=2)self.curve = self.plotwidget.Plot(self.xdata, self.ydata, pen=self.pen)# ...

最后修改之前的 on_timeout() 函数，更新曲线数据。

def on_timeout(self):rcv_data = self.COM.readAll()if len(rcv_data) >= 2:value = int.from_bytes(bytes(rcv_data[0:2]), 'little')self.xdata.append(self.time * 0.100)self.ydata.append(value)self.time += 1self.curve.setData(self.xdata, self.ydata)

用 numpy 库随机模拟一些数据，测试一下绘图效果，大功告成。

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