C++语言Qt实现控件拖拽和连线类似可视化操作Simulink仿真类软件电路仿真软件和模型驱动等软件

目标：开发一个电路仿真软件。

内部原理：qt编写电路元件连接的可视化界面，输出电路节点连接关系为一张表。matlab编写电路仿真算法，读取节点连接表，进行运算，得出仿真结果，qt读取仿真结果并且在界面上实时显示。

效果：方便用户了操作，可视化电路元件参数设置与电路连接过程，减少用户的连接电路图的工作量，从而提高用户的工作效率。

下面就是软件界面：（通过拖拽左边的电路元件到右侧区域，然后端口连线，类似Visio，可以拖拽无限多个元件）

右键直线，可以删除直线，和添加节点，这些节点信息就是这个软件会自动提供给后台仿真引擎的信息之一

这里我又添加了示波器元件，用于数据可视化显示。右键示波器元件菜单，即可打开示波器窗口

示波器窗口界面，包含多种常用功能，缩放，通道选择，自适应调整，平均值计算，一键截图等诸多方便功能，就跟一个真的示波器操作一样

软件架构设计

由于软件中需要创建多个电路元件，它们有共性也有差异性，根据此特性，本软件选择软件设计模式中的工厂模式。工厂模式定义了一个创建对象的接口，但由子类决定要实例化的类是哪一个。工厂方法让类把实例化推迟到子类，通过让子类决定创建的对象是什么，来达到将对象创建的过程封装的目的。本软件定义了一个AllWidget类用来管理所有的电路元件、电路节点和导线，并对其提供了对应的操作方法，比如创建，删除，修改等。其中QWidget类为电路元件的基类，AllWidget类中的创建元件方法addWidget根据输入的参数对应实例化QWidget类的子类，从而创建出相应的电路元件，如电阻、电容、电感等。

我这是一个仿真软件的框架，具有非常好的可扩展性，作为二次开发，最容易上手，最容易改造的不二之选了

算法设计

根据电路节点位置，找到其所在导线，由于相连的导线相互导通，所以根据此导线再寻找到其相连的导线列表，如果是已经寻找过的导线或者到达元件端口了，则记录下来并返回上一步，依次根据列表里的导线再次寻找相连导线的列表，直到遍历完列表里的所有导线。我们发现这其实是一个带回溯的递归过程，所以我们采用深度优先搜索遍历算法DFS（Depth First Search），能够高效的搜索出所有元件的端口所连接到的电路节点。

编码实现步骤

手动设计软件工作台UI，比如拖动生成电路信息按钮，输入框等；
main函数内实例化主窗口MainWindow对象，创建出软件可见的运行主窗口；
设计元件管理类AllWidget的方法体，如元件和导线以及电路节点的添加、删除、修改等方法。
在MainWindow类的构造函数内实例化元件管理类AllWidget；
调用AllWidget类的方法addWidget依次向主窗口中添加元件，如电阻、电容、电感等；
编写电路图背景辅助对齐网格代码编写；
编写深度优先搜索算法DFS函数体；
为按钮添加槽函数，即编写按下生成电路信息按钮的响应事件；
编写电路节点自动生成和电路连接常见错误检测代码；
编写电路连接信息格式化输出代码；
进行软件单元测试，解决发现的所有bug；
发布软件。

这是我的其它软件

用Qt自己开发的数学坐标绘图软件可用于论文，报告插图

C++语言Qt实现嵌入式操作系统的集成开发环境IDE 任务参数配置编译下载控件拖拽和连线类似可视化操作

总结与展望

本软件实现了电路元件的拖动、旋转、删除、参数设置、导线连接、节点自动生成、常见电路连接错误检测与反馈、背景辅助对齐网格显示、电路连接信息格式化输出等功能。很好的解决了电路仿真软件中电路连接过程的可视化问题。为了方便用户操作，通过可视化电路元件参数设置与电路连接过程，提高了软件对用户的友好性。同时本软件可以检测常见的连接错误和电路连接节点的自动生成，减少了用户连接电路的常见错误，使用户可以专注于电路原理图的设计，提高了用户的工作效率。但是本软件的元件库中元件数量还比较少、此外，软件缺乏电路图撤销重做、电路图保存、电路图放大缩小等功能，还有待进一步的扩展和完善。

代码简单展示：

大概6000行代码，小巧精悍，麻雀虽小，五章俱全，学习和二次开发，最好的模板之一了

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