Qt小項目之串口助手控制LED
前言
最近剛學了一點Qt開發上位機，嘗試着做個小軟件練練手。查找了很多資料，做了一個簡單的串口助手，可以實現串口基本發送和接收功能，支持中文顯示，還可以控制STM32開發板上的兩個LED。
1.軟件界面
2.主要功能：
- 啟動自動搜索本機串口，或者手動點擊搜索鍵掃描串口
- 自定義波特率
- 支持中文顯示
- 支持發送新行
3.實際效果：
花了大概3天時間吧，找了很多資料，功能很簡單， 但想着是自己一點一點開發的，還是挺有成就感的哈！
寫這篇文章是為了總結一下開發的過程和一些知識點，主要包括兩部分，上位機的實現和STM32端程序的實現。
Qt上位機的實現
0.新建一個Dialog項目
新建一個Dialog項目，這3種基類的區別可以根據你的程序來確定。
- 如果需要嵌入到其他窗體中，則基於QWidget創建。
- 如果是主窗體，則基於QMainWindow創建，有菜單欄，狀態欄，工具欄等。
- 如果是頂級對話框，則基於QDialog創建。
1.軟件UI界面的設計
使用Qt Designer添加所需要的控件，並進行合理布局，盡量每一個控件，起一個合理易懂的名字。
2.串口庫的添加
pro文件添加一行：
QT += serialport
對應的頭文件包含：
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>
3.串口自動搜索功能的實現
自動搜索本機串口，並在ComboBox中添加串口號
ui->cbb_com->clear();
//運行開始查找可用串口
foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())
{
ui->cbb_com->addItem(info.portName()); //串口號下拉菜單，增加一個條目，為串口號COM4
qDebug() << "串口搜索完成";
}
4.串口的配置和打開關閉
//打開串口按鈕
void Dialog::on_btn_uart_Ctrl_clicked()
{
// static bool flag; //也可以用標志位實現
if(this->ui->btn_uart_Ctrl->text() == "打開串口") //初始狀態，配置串口參數
{
serial.setPortName(ui->cbb_com->currentText()); //設置串口號、
serial.setBaudRate(ui->cbb_baud->currentText().toInt()); //設置波特率
serial.setDataBits(QSerialPort::Data8); //設置串口數據位8
serial.setParity(QSerialPort::NoParity); //無校驗位
serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop); //1位停止位
serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
//打開串口
if(!serial.open(QIODevice::ReadWrite))
{
QMessageBox::critical(NULL, "提示", "串口打開失敗");
return;
}
qDebug() << "串口打開成功";
this->ui->btn_uart_Ctrl->setText("關閉串口");
}
else
{
//關閉串口
serial.close();
this->ui->btn_uart_Ctrl->setText("打開串口");
}
}
5.串口發送數據
serial.write("A1\n"); //串口發送A1
6.串口數據的接收和顯示，支持中文
QT默認的編碼是unicode，不能顯示中文的，windows默認使用（GBK/GB2312/GB18030），使用了fromLocal8Bit()函數，實現了從Unicode到本地字符集GBK的轉換，用於處理漢語顯示亂碼等問題
槽函數的實現：
//串口數據接收並顯示
void Dialog::serialPort_readyRead()
{
QByteArray rx_buf = serial.readAll(); //讀取串口接收的數據
if(rx_buf.endsWith("\r\n")) //判斷接收最后是否是回車換行，即接收完成標志
{
}
QString rx_buf_tmp = QString::fromLocal8Bit(rx_buf); //轉換為中文格式
qDebug() << rx_buf_tmp; //控制台輸出
ui->tb_rx_buf->append(rx_buf_tmp);
rx_buf_tmp.clear();
rx_buf.clear();
}
connect語句：
connect(&serial, & QSerialPort::readyRead, this, &Dialog::serialPort_readyRead);
7.下拉框自定義波特率的實現
//自定義波特率
void Dialog::on_cbb_baud_currentIndexChanged(const QString &arg1)
{
if(this->ui->cbb_baud->currentIndex() == 3)
{
this->ui->cbb_baud->setItemText(3, ""); //調成自定義波特率時，內容設置為空，准備接收輸入
this->ui->cbb_baud->setEditable(true);
}
else
{
this->ui->cbb_baud->setItemText(3, "自定義"); //調成自定義波特率時，內容設置為空，准備接收輸入
this->ui->cbb_baud->setEditable(false);
}
serial.setBaudRate(ui->cbb_baud->currentText().toInt()); //即使打開串口后，仍然可以設置波特率
}
8.發送新行功能的實現
通過一個全局變量實現，發送新行按鈕勾選時，標志位置1，然后發送按鈕功能里，根據標志位決定是否在末尾添加換行符。
對應的槽函數實現：
//是否發送新行
void Dialog::on_cb_send_enter_clicked()
{
if(ui->cb_send_enter->isChecked())
{
send_enter_flag = true;
qDebug() << "發送新行";
}
else
{
send_enter_flag = false;
qDebug() << "不發送新行";
}
}
//發送按鈕被按下
void Dialog::on_btn_send_clicked()
{
//獲取多行輸入框的數據並轉換為UTF8格式
QByteArray tx_buf = ui->te_tx_buf->toPlainText().toUtf8();
if(send_enter_flag == true)
tx_buf += "\n";
serial.write(tx_buf); //把數據通過串口發送出去
tx_buf.clear();
}
9.只改變標簽顏色
本來想着通過改變樣式表的方式改變顏色
this->ui->lbe_blue->setStyleSheet("color: rgb(255, 0, 0);");
但是，實際運行時，連字體和大小都改成了默認的，有沒有一種只改變顏色其他的格式不變的方法呢？還真有，如下，不過好像只支持標准顏色？
QPalette colr;
colr.setColor(QPalette::WindowText,Qt::red); //設置標簽顏色紅色
this->ui->lbe_red->setPalette(colr);
10.按鈕的使能失能控制
以下兩行語句效果相同，都是失能按鈕功能：
this->ui->btn_led1_Ctrl->setDisabled(true); //LED控制按鈕不可用
this->ui->btn_led1_Ctrl->setEnabled(false); //LED控制按鈕不可用
11.文本顯示框設置最大顯示行數
this->ui->tb_rx_buf->document()->setMaximumBlockCount(10);
程序的圖標、標題設置和打包發布
你不希望窗口的標題是“Dialog”吧，所以添加一個標題和一個好看的圖標還是很有必要的。
1.添加標題
添加窗口標題還是很簡單的，一行代碼：
this->setWindowTitle("串口控制LED - By wcc ");
2.添加icon圖標
- 找一個好看的圖標，格式一定要是.ico，像素大小推薦128*128
- 命名為my_app.ico，名字無所謂，不要有中文就好了，放在工程目錄下，即和.pro文件和.cpp文件同一個目錄。
- 打開.pro文件，最底下添加一行：RC_ICONS = my_app.ico
重新編譯就可以看到這種效果了。
3.程序文件的生成
構建選項改成Release版本，編譯完成后，會在Release目錄下生成一個.exe文件，把這個文件單獨拷出來放在一個空白的文件夾里，如D:\QT_Prj\Export\UART_Demo.exe，可以運行試一下，會提示缺少運行所需要的dll組件
而且，這個文件如果單獨拷貝到其他沒有安裝Qt環境的電腦上，也是不能運行的。
所以我們需要添加一些當前程序運行所需要的組件才能正常運行，但是需要添加哪些文件呢？不用擔心，Qt早已經想好了，運行MinGW工具：
先進入到exe文件所在的文件夾中：cd /d D:\QT_Prj\Export
然后輸入命令：windeployqt UART_Demo.exe
此時，打開exe文件所在的文件夾，可以看到Qt已經為我們添加好了，當前程序運行所需要的組件了。
這個時候，如果想給別人分享你開發好的上位機軟件，就可以直接把這個文件夾拷貝給他。當然也可以安裝一個Enigma Virtual Box軟件，把當前目錄下的所有文件打包成一個exe文件。
STM32端程序的實現
連接串口模塊，發送接收短接，可以看出Qt上位機的的收發都是正常的。下一步就是編寫STM32端的程序了，很簡單，當接收到字符串"A1"時，點亮紅燈；當接收到字符串“A2”時，熄滅紅燈；當接收到字符串“B1”時，點亮藍燈；當接收到字符串“B2”時，熄滅藍燈，每個字符串結尾都有換行符“\n”，即：
| 上位機發送 | 單片機執行 |
|---|---|
| A1 | 紅燈點亮 |
| A2 | 紅燈熄滅 |
| B1 | 藍燈點亮 |
| B2 | 藍燈熄滅 |
實現思路也很簡單，即把接收到的字符存入一個字符數組，當接收到“\n”換行標志時，意味着接收完成，判斷此時數組的內容，分別和命令比較，如果一致，執行相應的操作，串口1中斷服務函數：
void USART1_IRQHandler(void)
{
char dat;
char flag = 0;
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中斷
{
dat = USART1->DR;
if(usart1Len >= 64) //防止數據過多，導致內存溢出
usart1Len = 0;
if(dat == 0x0D || dat == 0x0A) //回車換行，接收完成，此時的buf不含回車換行
{
if(strcmp(usart1Buf, "A2") == 0) //字符串比較
{
UsartPrintf(USART1, "紅燈熄滅\r\n");
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9);
}
else if(strcmp(usart1Buf, "A1") == 0)
{
UsartPrintf(USART1, "紅燈點亮\r\n");
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9);
}
else if(strcmp(usart1Buf, "B2") == 0)
{
UsartPrintf(USART1, "藍燈熄滅\r\n");
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);
}
else if(strcmp(usart1Buf, "B1") == 0)
{
UsartPrintf(USART1, "藍燈點亮\r\n");
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);
}
usart1Len = 0;
memset(usart1Buf,0,64);
}
else
{
usart1Buf[usart1Len++] = dat;
}
USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE);
}
}
程序還是很簡單。板子是用的中移的麒麟座Mini板，基於F103C8T6的，串口1連接上位機，波特率115200，PB9-紅燈，PB6-綠燈，都是低電平點亮。
改進和優化的地方
- 按鈕發送字符可自定義
- 界面UI的設計優化
- 數據波形的顯示
- 發送和接收，16進制和字符模式的切換
- 定時發送功能
- 接收內容保存成文件
- 一個小Bug，不支持多個串口的自動搜索。
Qt工程和STM32工程下載
Qt工程文件和STM32工程文件，還包括Enigma_Virtual_Box的安裝包，我都已經上傳CSDN資源，有需要的朋友可下載：qt_uart_demo.rar
當然，如果有朋友也在學習Qt開發上位機，歡迎互相交流學習。
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