【轉】Qt編寫串口通訊程序全程圖文講解

本文章原創於www.yafeilinux.com 轉載請註明出處。

(說明:咱們的編程環境是windows xp下，在Qt Creator中進行，若是在Linux下或直接用源碼編寫，程序稍有不一樣，請本身改動。)

在Qt中並無特定的串口控制類，如今大部分人使用的是第三方寫的qextserialport類，咱們這裏也是使用的該類。

源碼和範例均可以到咱們網站的資源下載頁面進行下載。

下載到的文件爲：qextserialport-1.2win-alpha.zip

其內容以下圖：

 

 

咱們在windows下只須要使用其中的6個文件：

qextserialbase.cpp和qextserialbase.h，qextserialport.cpp和qextserialport.h，win_qextserialport.cpp和win_qextserialport.h

若是在Linux下只需將win_qextserialport.cpp和win_qextserialport.h 換爲 posix_qextserialport.cpp和posix_qextserialport.h便可。

第一部分：

下面咱們將講述編程的詳細過程，這裏咱們先給出完整的程序，而後到第二部分再進行逐句分析。

1.打開Qt Creator，新建Qt4 Gui Application，工程名設置爲mycom，其餘使用默認選項。

（注意：創建的工程路徑不能有中文。）

2.將上面所說的6個文件複製到工程文件夾下，以下圖。

 

3.在工程中添加這6個文件。

在Qt Creator中左側的文件列表上，鼠標右擊工程文件夾，在彈出的菜單中選擇Add Existing Files，添加已存在的文件。以下圖：

 

選擇工程文件夾裏的那6個文件，進行添加。以下圖。

 

添加好後文件列表以下圖所示：

 

4.點擊mainwindow.ui，在窗口上加入一個Text Browser，用來顯示信息。以下圖。

 

5.在mainwindow.h的相應位置添加頭文件#include 「win_qextserialport.h」，添加對象聲明Win_QextSerialPort *myCom;添加槽函數聲明 void readMyCom();添加完後，以下圖。

 

6.在mainwindow.cpp的類的構造函數中添加以下語句。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)

: QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)

{

ui->setupUi(this);

struct PortSettings myComSetting = {BAUD9600,DATA_8,PAR_NONE,STOP_1,FLOW_OFF,500};

//定義一個結構體，用來存放串口各個參數

myCom = new Win_QextSerialPort(「com1″,myComSetting,QextSerialBase::EventDriven);

//定義串口對象，並傳遞參數，在構造函數裏對其進行初始化

myCom ->open(QIODevice::ReadWrite);

//以可讀寫方式打開串口

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));

//信號和槽函數關聯，當串口緩衝區有數據時，進行讀串口操做

}

在下面添加readMyCom()函數的定義，添加以下代碼。

void MainWindow::readMyCom() //讀串口函數

{

QByteArray temp = myCom->readAll();

//讀取串口緩衝區的全部數據給臨時變量temp

ui->textBrowser->insertPlainText(temp);

//將串口的數據顯示在窗口的文本瀏覽器中

}

添加完代碼後以下圖。

 

此時若是運行程序，已經能實現讀取串口數據的功能了。咱們將單片機採集的溫度信息由串口傳給計算機，效果以下圖。

 

這樣最簡單的串口通訊程序就完成了。能夠看到它只須要加入幾行代碼便可，很是簡單。
第二部分：

上一部分中已經介紹了實現最簡單的串口接收程序的編寫，下面將對程序內容進行分析。

1.首先應說明操做串口的流程。

步驟一：設置串口參數，如：波特率，數據位，奇偶校驗，中止位，數據流控制等。

步驟二：選擇串口，如windows下的串口1爲「com1」，Linux下爲「ttyS0」等，並打開串口。

步驟三：讀或寫串口。

步驟四：關閉串口。

（咱們上一個程序沒有寫串口和關閉串口的功能，打開串口也是在構造函數裏完成的，由於那只是爲了用最簡單的方法完成串口程序的編寫。在後面咱們將會對它進行修改和完善。）

2.下面咱們將按照上面的操做串口的流程，講解第一個程序的編寫。

第一，咱們在寫程序以前，應該瀏覽一下那6個文件，大概看一下它們裏面都是什麼內容，各個文件各個類之間有什麼聯繫。在win_qextserialport.cpp文件中，咱們看它的最後一個構造函數，會發現，串口能夠在這裏進行初始化。

 
Win_QextSerialPort::Win_QextSerialPort(const QString & name, const PortSettings& settings, QextSerialBase::QueryMode mode) {

Win_Handle=INVALID_HANDLE_VALUE;

setPortName(name);

setBaudRate(settings.BaudRate);

setDataBits(settings.DataBits);

setStopBits(settings.StopBits);

setParity(settings.Parity);

setFlowControl(settings.FlowControl);

setTimeout(settings.Timeout_Millisec);

setQueryMode(mode);

init();

}

它共有三個參數，其中第一個參數const QString & name，應該是串口的名字，是QString類型，咱們能夠用串口1即「com1」，不用過多說明。下面咱們主要研究第二個和第三個參數。

第二，咱們查看第二個參數的位置。

在Qt Creator的菜單中選擇Edit->Find/Replace->All projects，以下圖。

 

在彈出的對話框中輸入要查找的內容PortSettings，以下圖。

 

點擊Search後，便能在下面顯示出整個工程中全部PortSettings的位置。以下圖。

 

咱們點擊第一條，能夠看到在qextserialbase.h文件中有一個struct PortSettings，以下圖。

 

咱們雙擊這一條，進入相應的文件。以下圖。

 

struct PortSettings

{

BaudRateType BaudRate;

DataBitsType DataBits;

ParityType Parity;

StopBitsType StopBits;

FlowType FlowControl;

long Timeout_Millisec;

};

能夠看到在這個結構體裏定義了串口初始化的各個參數，而對於BaudRateType等類型的定義，咱們在這個結構體的上面能夠看到，它們是多個枚舉變量。以下圖。 
 
這時咱們便應該明白了，這個結構體即是實現串口參數設置的。

第三，定義串口參數。

BaudRateType BaudRate;

波特率設置，咱們設置爲9600，即程序中用BAUD9600；

DataBitsType DataBits;

數據位設置，咱們設置爲8位數據位，即DATA_8；

ParityType Parity;

奇偶校驗設置，咱們設置爲無校驗，即PAR_NONE；

StopBitsType StopBits;

中止位設置，咱們設置爲1位中止位，即STOP_1；

FlowType FlowControl;

數據流控制設置，咱們設置爲無數據流控制，即FLOW_OFF；

long Timeout_Millisec;

延時設置，咱們設置爲延時500ms，即500；

這樣便寫出了程序中的那句：

struct PortSettings myComSetting = {BAUD9600,DATA_8,PAR_NONE,STOP_1,FLOW_OFF,500};

咱們定義了一個結構體變量myComSetting，並對其進行了初始化。

第四，設置第三個參數。

咱們先按上面的方法找到它的定義位置，在qextserialbase.h中，以下圖。

 

能夠看到查詢模式也是枚舉變量，有兩個選項，咱們選擇第二個EventDriven，事件驅動。

到這裏，咱們就能夠定義Win_QextSerialPort類的變量了，就是那句：

myCom = new Win_QextSerialPort(「com1″,myComSetting,QextSerialBase::EventDriven);

它完成了串口的選擇和串口的初始化。

第五，寫打開串口函數和讀串口函數。

查看win_qextserialport.h文件，咱們會發現Win_QextSerialPort類繼承自QextSerialBase類。

 

查看qextserialbase.h文件，咱們會發現QextSerialBase類繼承自QIODevice 類。

 

咱們在Qt的幫助中查看QIODevice 類，以下圖。

 

其部份內容以下圖。能夠看到其中有enum OpenModeFlag { NotOpen, ReadOnly, WriteOnly, ReadWrite, …, Unbuffered }，virtual bool open ( OpenMode mode )，QByteArray readAll ()等內容。

 

而下面的信號函數中有void readyRead ()；它能夠查看串口是否有新的數據傳來。

 

因此，咱們能夠用這個類裏的這些函數操做串口。

如程序中的語句：

myCom ->open(QIODevice::ReadWrite);

//咱們調用了其中的open函數，用ReadWrite可讀寫的方式進行打開串口，這個open函數在win_qextserialport.cpp中被重定義了

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));

//咱們關聯信號readyRead()，和本身寫的槽函數readMyCom()，當串口有數據傳來時進行讀串口操做

void MainWindow::readMyCom() //本身寫的讀串口函數

{

QByteArray temp = myCom->readAll();

//咱們調用readAll()函數，讀取串口中全部數據，在上面能夠看到其返回值是QByteArray類型

ui->textBrowser->insertPlainText(temp);

//調用insertPlainText()函數，是窗口上的文本瀏覽器中連續輸出數據，而不是每次寫數據前都清除之前的

//數據，能夠在Qt的幫助裏查看這個函數的說明

}

這樣咱們便寫完了全部的語句，最後只須要在mainwindow.h文件中加入相應的頭文件，對象聲明，函數聲明便可。

      這裏須要說明的是咱們必定要學會查看文件和使用幫助文檔，將咱們不懂得知識一點一點搞明白。
第三部分：

下面的程序在第一部分中所寫的程序上進行了一些改進。加入打開和關閉串口，發送數據等功能。

1.加入了「打開串口」，「關閉串口」「傳送數據」三個按鈕，加入了一個行編輯框Line Edit。它們的命名以下：

「打開串口」按鈕命名爲：openMyComBtn

「關閉串口」按鈕命名爲：closeMyComBtn

「傳送數據」按鈕命名爲：sendMsgBtn

要傳送數據的行編輯框命名爲：sendMsgLineEdit

界面以下圖。

 

2.在「打開串口」按鈕上右擊，選擇Go to slot選項，而後選擇clicked()選項，進入它的單擊事件槽函數中，將上個程序中在構造函數裏寫的語句所有剪切到這裏。而後加入幾句按鈕的狀態設置語句。以下：

void MainWindow::on_openMyComBtn_clicked()

{

struct PortSettings myComSetting = {BAUD9600,DATA_8,PAR_NONE,STOP_1,FLOW_OFF,500};

//定義一個結構體，用來存放串口各個參數

myCom = new Win_QextSerialPort(「com1″,myComSetting,QextSerialBase::EventDriven);

//定義串口對象，並傳遞參數，在構造函數裏對其進行初始化

myCom ->open(QIODevice::ReadWrite);

//以可讀寫方式打開串口

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));

//信號和槽函數關聯，當串口緩衝區有數據時，進行讀串口操做

ui->openMyComBtn->setEnabled(false); //打開串口後「打開串口」按鈕不可用

ui->closeMyComBtn->setEnabled(true); //打開串口後「關閉串口」按鈕可用

ui->sendMsgBtn->setEnabled(true); //打開串口後「發送數據」按鈕可用

}

在構造函數裏也添加幾句按鈕初始狀態設置語句，以下：

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)

: QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)

{

ui->setupUi(this);

ui->closeMyComBtn->setEnabled(false); //開始「關閉串口」按鈕不可用

ui->sendMsgBtn->setEnabled(false); //開始「發送數據」按鈕不可用

}

更改後程序以下圖所示： 
 

這時運行程序，效果以下：

 

3.按上面的方法進入「關閉串口」按鈕和「發送數據」按鈕的單擊事件的槽函數，更改以下。

void MainWindow::on_closeMyComBtn_clicked()      //關閉串口槽函數

{

myCom->close(); //關閉串口，該函數在win_qextserialport.cpp文件中定義

ui->openMyComBtn->setEnabled(true); //關閉串口後「打開串口」按鈕可用

ui->closeMyComBtn->setEnabled(false); //關閉串口後「關閉串口」按鈕不可用

ui->sendMsgBtn->setEnabled(false); //關閉串口後「發送數據」按鈕不可用

}

/***********************************/

void MainWindow::on_sendMsgBtn_clicked()       //發送數據槽函數

{

myCom->write(ui->sendMsgLineEdit->text().toAscii());

//以ASCII碼形式將行編輯框中的數據寫入串口

}

程序以下圖： 
 

最終效果以下：

(將數據x發送給單片機，單片機返回you send message is : x) 
 
第四部分：

本文一開始先講解對程序的改進，在文章最後將要講解一些重要問題。

1.在窗口中加入一些組合框Combo Box，它們的名稱及條目以下：

串口：portNameComboBox，條目爲：COM1，COM2

波特率：baudRateComboBox，條目爲：9600，115200

數據位：dataBitsComboBox，條目爲：8，7

校驗位：parityComboBox，條目爲：無，奇，偶

中止位：stopBitsComboBox，條目爲：1，2

（注：在窗口上的Combo Box上雙擊，在彈出的對話框上按「+」號，可添加條目。咱們只是爲了演示，因此只加了這幾個條目，你能夠根據本身的須要添加。）

改好的窗口以下所示：

 

2.更改「打開串口」按鈕的單擊事件槽函數。

void MainWindow::on_openMyComBtn_clicked()

{

QString portName = ui->portNameComboBox->currentText(); //獲取串口名

myCom = new Win_QextSerialPort(portName,QextSerialBase::EventDriven);

//定義串口對象，並傳遞參數，在構造函數裏對其進行初始化

myCom ->open(QIODevice::ReadWrite); //打開串口

if(ui->baudRateComboBox->currentText()==tr(「9600″)) //根據組合框內容對串口進行設置

myCom->setBaudRate(BAUD9600);

else if(ui->baudRateComboBox->currentText()==tr(「115200″))

myCom->setBaudRate(BAUD115200);

//設置波特率

if(ui->dataBitsComboBox->currentText()==tr(「8″))

myCom->setDataBits(DATA_8);

else if(ui->dataBitsComboBox->currentText()==tr(「7″))

myCom->setDataBits(DATA_7);

//設置數據位

if(ui->parityComboBox->currentText()==tr(「無」))

myCom->setParity(PAR_NONE);

else if(ui->parityComboBox->currentText()==tr(「奇」))

myCom->setParity(PAR_ODD);

else if(ui->parityComboBox->currentText()==tr(「偶」))

myCom->setParity(PAR_EVEN);

//設置奇偶校驗

if(ui->stopBitsComboBox->currentText()==tr(「1″))

myCom->setStopBits(STOP_1);

else if(ui->stopBitsComboBox->currentText()==tr(「2″))

myCom->setStopBits(STOP_2);

//設置中止位

myCom->setFlowControl(FLOW_OFF); //設置數據流控制，咱們使用無數據流控制的默認設置

myCom->setTimeout(500); //設置延時

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));

//信號和槽函數關聯，當串口緩衝區有數據時，進行讀串口操做

ui->openMyComBtn->setEnabled(false); //打開串口後「打開串口」按鈕不可用

ui->closeMyComBtn->setEnabled(true); //打開串口後「關閉串口」按鈕可用

ui->sendMsgBtn->setEnabled(true); //打開串口後「發送數據」按鈕可用

ui->baudRateComboBox->setEnabled(false); //設置各個組合框不可用

ui->dataBitsComboBox->setEnabled(false);

ui->parityComboBox->setEnabled(false);

ui->stopBitsComboBox->setEnabled(false);

ui->portNameComboBox->setEnabled(false);

}

這裏咱們先獲取串口的名稱，而後調用另外一個構造函數對myCom進行定義，這個構造函數裏沒有串口的設置參數。而後打開串口。而後獲取串口的設置數據，用setBaudRate();等一系列函數進行串口的設置，這些函數都在win_qextserialport.cpp文件中定義，以下圖。 
 

看完前面幾部分的內容，對於這幾個函數應該很好理解，這裏再也不解釋。在最後咱們對添加的那幾個組合框進行了不可用設置，使其在串口打開的狀況下不能選擇。

程序以下：

 

3.更改「關閉串口」按鈕單擊事件的槽函數。

void MainWindow::on_closeMyComBtn_clicked()

{

myCom->close();

ui->openMyComBtn->setEnabled(true); //關閉串口後「打開串口」按鈕可用

ui->closeMyComBtn->setEnabled(false); //關閉串口後「關閉串口」按鈕不可用

ui->sendMsgBtn->setEnabled(false); //關閉串口後「發送數據」按鈕不可用

ui->baudRateComboBox->setEnabled(true); //設置各個組合框可用

ui->dataBitsComboBox->setEnabled(true);

ui->parityComboBox->setEnabled(true);

ui->stopBitsComboBox->setEnabled(true);

ui->portNameComboBox->setEnabled(true);

}

這裏只是加入了一些使組合框在「關閉串口」按鈕按下後變爲可用的語句。

程序以下： 
 

4.更改main.cpp文件。

#include

#include //加入頭文件

#include 「mainwindow.h」

int main(int argc, char *argv[])

{

QApplication a(argc, argv);

QTextCodec::setCodecForTr(QTextCodec::codecForLocale());

//使程序可處理中文

MainWindow w;

w.show();

return a.exec();

}

由於上面的程序中用到了中文，爲了能使程序識別中文，咱們須要在主函數中加入這些語句。

程序以下： 
 

5.運行程序。

打開後程序界面以下。 
 

正常發送1後效果以下。 
 

設置爲「奇校驗」，發送完1的效果以下圖。（接收到的是亂碼） 
 

到這裏，整個程序就寫完了。
重要問題說明：

（下面所說的第一個程序是指第一部分中寫的那個程序，第二個程序是指第三部分更改完後的程序，第三個程序是指第四部分更改完後的程序。）

問題一：更改第一個程序中的代碼。

struct PortSettings myComSetting = {BAUD9600,DATA_8,PAR_NONE,STOP_1,FLOW_OFF,500};

myCom = new Win_QextSerialPort(「com1″,myComSetting,QextSerialBase::EventDriven);

這兩行代碼若是換爲下面一行：

myCom = new Win_QextSerialPort(「com1″,QextSerialBase::EventDriven);

你再運行一下程序，是否是還能用？那是說明咱們的串口設置的結構體myComSetting沒有用嗎？你能夠把上面的結構體裏的波特率由9600改成115200，若是這個結構體有用，那麼程序不可能再接收到數據，不過，你再運行一下程序，是這樣嗎？

如此看來，咱們對串口進行的設置果然沒用，那默認的串口設置是什麼呢？咱們先看下一個問題。

問題二：同時打開第三個程序和第二個程序。

（注意：兩個程序的串口不能同時打開，因此打開一個程序的串口時要將另外一個程序的串口關閉。）

咱們先在第三個程序上按默認設置打開串口，發送數據1。而後關閉串口，在第二個程序上打開串口，發送數據1。能夠看到兩個程序上接受到的信息都正確。以下圖。

咱們關閉第二個程序上的串口，再將第三個程序上設置爲奇校驗，而後打開串口，發送數據1，能夠看到其收到的數據顯示亂碼。這時咱們關閉第三個程序上的串口，打開第二個程序上的串口，發送數據1，你會驚奇地發現，它收到的信息也是亂碼。以下圖。

這究竟是怎麼回事呢？咱們也能夠去網上下載其餘的串口助手進行實驗，也能夠改變波特率進行實驗。由全部的結果得出的結論只能是：咱們用那個結構體做爲參數傳過去後，並無對串口進行設置，而程序運行使用的串口設置是系統之前保留的設置。那麼，爲何會這樣呢？咱們看下面的一個問題。

問題三：更改第三個程序中的代碼。

myCom ->open(QIODevice::ReadWrite);

放到設置串口的語句以後，

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));

這句以前，而後再運行程序。你會發現程序的串口設置功能已經不起做用了。如今知道緣由了吧？！

       其實，上面的三個問題是一個問題，它的結論是，寫串口程序時，要先打開串口再對它進行設置，否則設置就不會起做用。因此，這裏應該說明，第一個和第二個程序都是不太正確的，正確的方法應該是像第三個程序同樣，先定義Win_QextSerialPort類對象，而後打開串口，再用那幾個設置函數對串口進行設置。

       到這裏，整篇文章就結束了。對於其中的一些問題也只是我我的的觀點，因爲水平有限，因此理解上可能會有誤差，或者錯誤，還請廣大網友批評指正。我寫這篇文章的目的只是想讓Qt初學者能更輕鬆的用Qt寫出串口通訊程序，及掌握Qt寫程序時的一些技巧。若是你從個人文章中學到了一個知識點，那麼個人這篇文章就有它的意義了。

      最後，若是你喜歡個人寫做風格，而且初學Qt，能夠在個人空間查看Qt Creator系列教程，但願能對你的入門有所幫助。

附錄：

1.在Linux下寫串口通訊程序。

首先portName應該改成/dev/ttyS0, 而後QextSerialBase::EventDriven須要改成QextSerialBase::Polling，
也就是說，Linux下不支持事件驅動，這就是麻煩所在，這樣下面就不能再用

connect(myCom,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readMyCom()));這條語句了。

要想讀取串口內容，就要寫一個while（1）{}一直讀取串口內容，這樣就能顯示出串口的內容了。
固然能夠把它放到一個線程中去。不過就算這樣，也不能像windows下那樣很好的讀取串口的內容。還有阻塞等問題。

若是誰很好的解決問題了，很高興能分享出來。

2.網友寫的文章：讓串口能夠自動分辨一幀數據