1.功能需求
通過QT，編寫一個庫。庫的作用是上層直接調用庫的函數，並且傳參。庫函數根據下位機的通信協議，將數據進行封裝。通過串口將數據發送給下位機。下位機獲得數據后，會對數據進行解析，再通過串口應答一幀數據。庫函數再對數據進行解析，提取上層需要的數據，以返回值的形式傳遞給上層。
2.實現步驟
1.初始化並打開串口
2.根據下位機的通信協議，編寫相對應的函數對數據進行封裝。
3.庫函數接收到一幀數據后，提取有效數據並返回給上層。
3.代碼實現
3.1打開串口
/* 全局變量 */
QSerialPort *serial;
bool OpenCOM(const QString &name) { serial = new QSerialPort(); //port name serial->setPortName(name); //open serial->open(QIODevice::ReadWrite); if(serial->isOpen()) { serial->setBaudRate(115200); serial->setDataBits(QSerialPort::Data8); serial->setStopBits(QSerialPort::OneStop); serial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); } else { return false; } return true; }
以上的程序就是實例化一個QSerialPort類的對象。上位機根據實際串口是COM幾，以傳參的形式傳遞進來。要先打開串口再對串口進行配置。
其中isOpen()用來檢測設備是否打開。
這里需要說明一下流控制。通訊的雙方A和B，假如A給B發送數據時，B反應過慢，A不管不顧的不停發送數據，結果會導致數據丟失。為了防止這種情況發生，可使用流控制（也叫握手）。
軟件流控制（XON/XOFF）：通訊的一方（B）如果不能及時處理串口數據，會給對方（A）發送XOFF字符，對方接收到這個字符后，會停止發送數據；B不再忙的時候，會給A發送XON字符，A接收到這個字符后，會接着發送數據。軟件流控制最大的問題就是不能傳輸XON和XOFF。
硬件流控制（RTS/CTS）：硬件流控制需要按下圖連接兩個串口設備的RTS和CTS。
通訊的一方（B）如果不能及時處理串口數據，會設置自己的RTS為低電平，B的RTS連着對方（A）的CTS，A發現自己的CTS為低電平，將停止發送數據；B不再忙的時候，會設置自己的RTS為高電平，A發現自己的CTS為高電平，將接着發送數據。
上面的代碼中，設置流控制為無，其含義為：不管對方是否能夠反應過來，這邊只管發送數據。
if(serial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
//成功打開串口
serial->setRequestToSend(true); //設置 RTS 為高電平
serial->setDataTerminalReady(true); //設置 DTR 為高電平
}
當流控制為硬件時，系統會自動管理RTS和DTR的狀態。否則，應該設置RTS和DTR為高電平，通知對方可以發送串口數據了。
3.2 關閉串口
void CloseCom(void)
{
serial->clear();
serial->close();
serial->deleteLater(); //因為之前new了serial這個對象，所以在關閉串口的時候要銷毀這個對象。不然會造成內存泄露
}
clear()用來清除輸入輸出緩沖區里面的數據。調用這個函數之前，串口必須已經被打開。
close()用來關閉串口設備。跟open相對應。
由於我們之前使用new創建了一個對象，會調用構造函數。就必須調用delete來銷毀這個對象。這個是C++的規則。QT作為C++的庫，也是一樣的道理。但是QT可以不用delete，還可以使用deleteLater。從字面上的意思就是后面再刪除。 （delete 和 new 必須 配對使用(一 一對應)：delete少了，則內存泄露，多了麻煩更大。）
deleteLater()並沒有將對象立即銷毀，而是向主消息循環發送了一個event，下一次主消息循環收到這個event之后才會銷毀對象。 這樣做的好處是可以在這些延遲刪除的時間內完成一些操作，壞處就是內存釋放會不及時。
3.3數據封裝
void Open_Door(int addr, int which_door)
{
QByteArray tx_buf;
tx_buf.append(0xAA);
tx_buf.append(static_cast<char>(addr));
tx_buf.append(0x01);
tx_buf.append(static_cast<char>(which_door));
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(0xFF);
SendCmd(tx_buf);
}
3.4 通過串口下發數據
QByteArray SendCmd(QByteArray cmd)
{
serial->write(cmd);
serial->waitForBytesWritten(50000);
QByteArray data;
while(serial->waitForReadyRead(5000))
{
data = serial->readAll(); //讀取串口數據
if(!data.isEmpty())
{
//讀到數據了，退出循環
return data;
}
}
}
可以看到這邊使用了waitForBytesWritten和waitForReadyRead函數。下面來解釋一下這兩個函數。
4. 串口發送接收的同步與異步
4.1 異步讀取串口數據
m_port->readAll（函數QIODevice::readAll）用來讀取串口數據。不過，它是異步執行的。什么是異步呢？那就是即使對方還沒有發送串口數據，m_port->readAll也會立即返回，而不是傻傻的等着對方發送數據過來后再返回。
既然是異步的，那么何時讀取串口數據就成為了關鍵。Qt提供的方案就是使用信號、槽。
connect(m_port,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slotReadData()));
當對方發送串口數據后，將觸發m_port的信號QIODevice::readyRead。上面的代碼將信號readyRead與槽函數slotReadData連接了起來，因此槽函數slotReadData將被調用，其代碼如下：
void Widget::slotReadData()
{
QByteArray data;
const int nMax = 64 * 1024;
for(;;)
{
data = m_port->readAll(); //讀取串口數據
if(data.isEmpty())
{//沒有讀取到串口數據就退出循環
break;
}
//讀取到的串口數據，加入到QByteArray m_dataCom
m_dataCom.append(data);
if(m_dataCom.size() > nMax)
{
//防止 m_dataCom 過長
m_dataCom = m_dataCom.right(nMax);
}
}
ui->txtRecv->setText(m_dataCom); //將 m_dataCom 顯示到文本框
ui->txtRecv->moveCursor(QTextCursor::End); //移動文本框內的插入符
}
4.2 發送串口數據
m_port->write（函數QIODevice::write）用來發送串口數據，不過它也是異步的。也就是說：代碼m_port->write("123");會立即返回，至於數據"123"何時會發送給對方，那是操作系統的事情。操作系統不忙的時候，才會做此項工作。
參考如下代碼：
char szData[1024]; memset(szData,'1',sizeof(szData)); szData[sizeof(szData)-1]='\0'; m_port->write(szData); m_port->close();
m_port->write(szData);會把1023字節的'1'發送出去。假如波特率為1200，則這些數據需要9秒才能發送完畢。因為m_port->write是異步執行的，所以m_port->write(szData)只是把數據提交給了操作系統就立即返回了。操作系統克隆了一份串口數據szData，在空閑的時候發送，還沒發送完畢m_port->close()就被執行了。結果就是大部分的串口數據丟失。
為了保證上述代碼不丟失串口數據，需要將異步通訊更改為同步通訊：
char szData[1024];
memset(szData,'1',sizeof(szData));
szData[sizeof(szData)-1]='\0';
m_port->write(szData);
m_port->waitForBytesWritten(10000);
m_port->close();
就增加了一行代碼m_port->waitForBytesWritten(10000);其含義為：操作系統把串口數據發送出去后，m_port->waitForBytesWritten才會返回。不過，總不能無限制等下去吧？10000就是等待時間的最大值，其單位為毫秒，10000毫秒就是10秒。
4.3 同步讀取串口數據
異步通訊的效率比較高，但是代碼結構比較復雜。有時，需要同步讀取。如：給對方發送字符串 Volt，對方回應電壓值 5。
代碼如下：
m_port->write("Volt");
m_port->waitForBytesWritten(5000);
QByteArray data;
for(;;)
{
data = m_port->readAll(); //讀取串口數據
if(!data.isEmpty())
{
//讀到數據了，退出循環
break;
}
}
通過一個無限循環，將異步讀取變成了同步讀取。不過，上述代碼運行時，CPU占用率將會達到100%（單核CPU）。為此，需要改進代碼：
m_port->write("Volt");
m_port->waitForBytesWritten(5000);
QByteArray data;
while(m_port->waitForReadyRead(3000))
{
data = m_port->readAll(); //讀取串口數據
if(!data.isEmpty())
{
//讀到數據了，退出循環
break;
}
}
修改了一行代碼m_port->waitForReadyRead(3000)，其含義為等待對方發送串口數據過來。如果對方發送串口數據過來了，它返回true，然后使用m_port->readAll讀取串口數據；如果對方在3秒內都沒有發送串口數據過來，它返回false，退出循環。
注意：
如果使用waitForReadyRead這種同步的方式來讀取串口數據，那么就不需要用connect來連接readyRead信號和槽函數。
這種方式使用場景是串口發送數據后，數據最好是能立馬返回或者是固定多少時間返回。如果串口返回數據的時間不確定，不要用這種方式。還是用connect的異步方式。
5. 知識延伸“波特率”
在4.2中有談到“把1023字節的'1'發送出去。假如波特率為1200，則這些數據需要9秒才能發送完畢”。
為什么是9秒呢？
首先需要明確幾個概念：
波特率：
在消息傳輸通道中，攜帶數據信息的信號單元叫碼元，每秒通過信道傳輸的碼元數稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率。
所以波特率傳輸的單位是碼元，而碼元不是bit。是可以通過不同調制方法在一個符號上負載多個bit信息。
用人話來講就是碼元就理解為一幀數據。
數據幀：
電腦串口以及一般使用的開發板串口都是默認8個數據bit，一個停止bit，（起始1bit是必須的）默認無奇偶校驗位，無流控。
那么實際上一幀數據其實是10bit，而不是8個bit。那么1200的波特率一秒就是能發送120幀數據，因為一幀里面只有1個字符。就是中間的8個有效數據（ASCII中可以轉為為字符，8位就是char這種的數據類型）。
比特率：
比特率是每秒傳輸多少bit。以9600bps為例，就是每秒傳輸9600bit。
那么每個bit的時間就是1/9600秒=104.16666666666666666666666666666us，大約0.1ms。因此每個bit緊接着下個bit，不存在額外的間隔，不管是起始bit，數據bit，奇偶bit，停止bit。
所以波特率和比特率的傳輸單位是不同的。前者是碼元后者是bit。
如果還有人認為那最后都是按照bit傳輸的啊，還是都一樣啊。那我個人理解就是：你跟豬是一樣的，畢竟都是細胞組成的。