这章来学习串口数据流操作。仿照已有成品制作一个用Qt开发的串口调试助手。

介于篇幅有限，本篇只介绍一个最简单的能收发的串口调试助手的制作。后续篇幅会陆续对剩余代码进行讲解，并添加各种功能，对显示、操作、功能的各方面继续优化，达成与市面上的成品一样的功能。目标精简、可靠、高效、便于当作框架二次开发，欢迎各位使用和作为框架进行二次开发，并提出改进意见。

发布效果展示：Qt串口调试助手演示效果

GitHub源码仓库：Qt串口调试助手源码下载

更新：后期在原有串口功能上，使用了QCustomPlot绘图库，制作了串口波形绘图上位机，非常适合单片机上传波形进行调试。最多可显示20条曲线，支持滚轮Y轴缩放、左键拖拽。波形帧协议兼容匿名四轴调试上位机，并增加了16进制转换，支持GB2312中文编码。详细介绍见：波形绘图上位机源码下载

GitHub中为最终发布代码，可能与讲解教程中略有不同，望自行对照。

1. 布局UI界面

创建QMainWindow工程。

布局UI界面：拖入2个 Plain Text Edit，作为串口数据的接收显示和发送框。

再拖入几个 Combo Box 、 Label 和 Push Button，使用两个Widget进行布局。如下所示。

将接收区的 Plain Text Edit，属性勾选上 readOnly，使其运行时不会被人为的输入操作影响。

加入一些弹簧，使布局美观。（有必要可以加设置，固定窗口大小，不能最大化。）

2. 添加下拉列表项

在ui设计界面中，双击 Combo Box添加列表项。

更改下拉框的默认值。修改 currentIndex属性，改变默认值。

3. 修改控件名称

将控件的命名统一，方便管理和程序书写。

4. 添加串口类，自动扫描可用串口

在工程 .pro文件中，添加 "QT += core gui serialport"，以支持串口功能。

窗口构造函数中，添加自动扫描可用串口代码。（由于代码位于窗口构造函数中，故仅在应用刚打开时扫描串口，以后会增加点击下拉框时扫描，需要对鼠标点击事件进行重写）
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDebug>MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);QStringList serialPortName;// 自动扫描当前可用串口，返回值追加到字符数组中foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()){serialPortName << info.portName();}// 可用串口号，显示到串口选择下拉框中ui->cmbSerialPort->addItems(serialPortName);
}
如果电脑连接了串口设备，运行Qt应用，点击下拉框，会看到可用的串口号。

与标准的串口助手对比，结果一致。

5. 打开串口、翻转开关

功能：点击 "打开串口" 按钮，初始化串口参数，并按照设置好的参数打开串口。
在 "打开串口" 按钮位置，右键，转到槽...。编写串口配置代码。
将字符串，转换为可以代码设置的枚举，根据当前值，设置参数。之后打开对应串口端口。

// 打开/关闭串口 槽函数
void MainWindow::on_btnSwitch_clicked()
{QSerialPort::BaudRate baudRate;QSerialPort::DataBits dataBits;QSerialPort::StopBits stopBits;QSerialPort::Parity   checkBits;// 获取串口波特率// 有没有直接字符串转换为 int的方法？？？//baudRate = ui->cmbBaudRate->currentText().toInt();if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "9600"){baudRate = QSerialPort::Baud9600;}else if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "38400"){baudRate = QSerialPort::Baud38400;}else if(ui->cmbBaudRate->currentText() == "115200"){baudRate = QSerialPort::Baud115200;}else{}// 获取串口数据位if(ui->cmbData->currentText() == "5"){dataBits = QSerialPort::Data5;}else if(ui->cmbData->currentText() == "6"){dataBits = QSerialPort::Data6;}else if(ui->cmbData->currentText() == "7"){dataBits = QSerialPort::Data7;}else if(ui->cmbData->currentText() == "8"){dataBits = QSerialPort::Data8;}else{}// 获取串口停止位if(ui->cmbStop->currentText() == "1"){stopBits = QSerialPort::OneStop;}else if(ui->cmbStop->currentText() == "1.5"){stopBits = QSerialPort::OneAndHalfStop;}else if(ui->cmbStop->currentText() == "2"){stopBits = QSerialPort::TwoStop;}else{}// 获取串口奇偶校验位if(ui->cmbCheck->currentText() == "无"){checkBits = QSerialPort::NoParity;}else if(ui->cmbCheck->currentText() == "奇校验"){checkBits = QSerialPort::OddParity;}else if(ui->cmbCheck->currentText() == "偶校验"){checkBits = QSerialPort::EvenParity;}else{}// 想想用 substr strchr怎么从带有信息的字符串中提前串口号字符串// 初始化串口属性，设置 端口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验位数mySerialPort->setBaudRate(baudRate);mySerialPort->setDataBits(dataBits);mySerialPort->setStopBits(stopBits);mySerialPort->setParity(checkBits);mySerialPort->setPortName(ui->cmbSerialPort->currentText());// 不匹配带有串口设备信息的文本// 根据初始化好的串口属性，打开串口// 如果打开成功，反转打开按钮显示和功能。打开失败，无变化，并且弹出错误对话框。if(ui->btnSwitch->text() == "打开串口"){if(mySerialPort->open(QIODevice::ReadWrite) == true){//QMessageBox::ui->btnSwitch->setText("关闭串口");// 让端口号下拉框不可选，避免误操作（选择功能不可用，控件背景为灰色）ui->cmbSerialPort->setEnabled(false);}else{QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口打开失败！！！\r\n该串口可能被占用\r\n请选择正确的串口");}}else{mySerialPort->close();ui->btnSwitch->setText("打开串口");// 端口号下拉框恢复可选，避免误操作ui->cmbSerialPort->setEnabled(true);}}

为了避免串口被占用，或者其他错误，我们对打开也做相应的处理：如果串口被占用，会弹出错误提示框。
并且为了防止端口在打开时，被篡改参数，避免改动串口号，做了处理：端口在打开后，下拉框是灰色不可选的。
最终实现打开串口 / 关闭串口的功能转换与翻转显示。

6. 接收串口数据

预计结果：接收到串口数据后，将其显示到接收文本框中。

构造函数中建立信号槽，将串口读准备信号，关联接收区显示处理槽函数。

文本框内容使用插入显示。并在每次追加后移动光标

对于接收的显示处理方式，我总结了如下四种。各位有兴趣可以将注释打开，运行去了解。

其中第3、4种都是将文本框全部读取再追加内容，运行效率很低，而网上很多开源代码是使用的这种处理方式。这正是使我想要搭建自己开发框架的原因，追求可靠、高效。

我在代码中，使用的是第2种处理方式。解决了不同硬件的插入换行问题，兼容 CH340、CP2102等常用设备。（现象、成因和解决方法在后面序章有说）

7. 发送串口数据

发送按钮，右键，转到槽...。

添加发送字符串代码。

8. 清空收区、发区文本内容

发送按钮，右键，转到槽...。

添加清空代码。

运行结果

运行时是没有左上角图标的，这是我后来测试生成可执行文件时添加的。

总结

Qt编程串口调试助手的过程比较简单，但仍有很多地方待完善。例如端口扫描、16进制转换，硬件兼容性，这些会在后面的篇幅进行讲解和添加，力求精简、可靠、高效、便于当作框架二次开发。欢迎各位使用和作为框架进行二次开发，并提出改进意见。