Qt之串口设计-线程实现（十二）

Qt开发 系列文章 - Serial-port（十二）

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目录
前言
一、SerialPort
二、实现方式
1.创建类
2.相干功能函数
3.用户使用
4.结果演示
5.拓展应用-实时刷新
总结

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前言

Qt作为一个跨平台的应用程序开发框架，在串口编程方面提供了方便易用的API，使得开发者能够轻松实现基于串口通讯的各种应用。
Qt框架中提供的一个串口通讯类QtSerialPort，它属于Qt自带的模块类，专门用于举行串行通讯，使用时只必要在工程文件pro内添加QT += serialport即可，这种实现方式封装程度高、使用简单，与Qt框架集成紧密，使用Qt的信号与槽机制举行事件处置惩罚采用，但给我的感觉在一些高速数据处置惩罚时，不是很好用。因此本文保举采用Windows API调用相干串口功能函数，用于从文件或设备中读取数据。

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一、SerialPort

在Qt平台中，调用window相干API，例如CreatFile、readFile、writeFile等函数，以实现串口通讯，并采用C语言实现。
二、实现方式

本文将采用线程实现对串口数据的收发，创建一个线程类，将该类作为主窗口的私有变量使用。
在该线程类中，通过Windows，串口被抽象为文件，对串口的读、写，现实上就是对文件的读写。
1.创建类

在Qt项目上创建一个串口类，属于线程public QThread，详细实现如下。

1. #include <QThread>
2. #include <stdio.h>
3. #include <windows.h>
4. //缓冲区大小
5. #define BUF_SIZE    1000
6. class comt4hread : public QThread
7. {  
8.     Q_OBJECT
9. public:
10.     comt4hread();
11.     ~comt4hread(){}
12.     bool start_flag;
13.     bool save_flag;
14.     QByteArray filebuf;
15.     QByteArray sendbuf;
16.     const char *ComName;
17.     int BaudValue;
18.     int BitValue;
19.     int ParitySelt;
20.     int StopSelt;
21. protected:
22.     HANDLE OpenSerial(const char *com, //串口名称，如COM1，COM2
23.         int baud,       //波特率：常用取值：CBR_9600、CBR_19200、CBR_38400、CBR_115200、CBR_230400、CBR_460800
24.         int byteSize,   //数位大小：可取值7、8；
25.         int parity,     //校验方式：可取值NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITY
26.         int stopBits);
27.     void run(void);
28.     void ProData(QByteArray);
29. };

复制代码

在上面代码中，必要添加头文件#include <Windows.h>，该函数的详细用法可以参考微软MS的官方文档Win32 应用 |Microsoft 学习，里面比力详细。
2.相干功能函数

该线程类的实现：首先在构造函数初始化相干变量；然后通过OpenSerial函数完成对串口的一系列设置，包罗波特率、校验位等；最后启动线程run后，在while循环中实现对串口的读（ReadFile函数）、写（WriteFile函数）。代码如下（示例）：

1. #include "com4thread.h"
2. comt4hread::comt4hread(){
3.     start_flag = false;
4.     ComName = "COM4";
5. }
6. HANDLE comt4hread::OpenSerial(const char *com, //串口名称，如COM1，COM2
7.     int baud,       //波特率：常用取值：CBR_9600、CBR_19200、CBR_38400、CBR_115200、CBR_230400、CBR_460800
8.     int byteSize,   //数位大小：可取值7、8；
9.     int parity,     //校验方式：可取值NOPARITY、ODDPARITY、EVENPARITY、MARKPARITY、SPACEPARITY
10.     int stopBits)   //停止位：ONESTOPBIT、ONE5STOPBITS、TWOSTOPBITS；
11. {
12.     DCB dcb;
13.     BOOL b = FALSE;
14.     COMMTIMEOUTS CommTimeouts;
15.     HANDLE comHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;
16.     //打开串口
17.     WCHAR wszClassName[10];
18.     memset(wszClassName, 0, sizeof(wszClassName));
19.     MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, com, int(strlen(com)+1), wszClassName,
20.         sizeof(wszClassName) / sizeof(wszClassName[0]));
21.     comHandle = CreateFile(wszClassName,            //串口名称
22.         GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,      //可读、可写
23.         0,            // No Sharing
24.         NULL,         // No Security
25.         OPEN_EXISTING,// Open existing port only
26. //        FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,            // Non Overlapped I/O
27.         0, //同步方式
28.         NULL);        // Null for Comm Devices
29.     if (INVALID_HANDLE_VALUE == comHandle) {
30.         qDebug() << "CreateFile fail.";
31.         return comHandle;
32.     }
33.     // 设置读写缓存大小
34.     b = SetupComm(comHandle, BUF_SIZE, BUF_SIZE);
35.     if (!b)
36.         qDebug() << "SetupComm fail.";
37.     //设定读写超时
38.     CommTimeouts.ReadIntervalTimeout = MAXDWORD;//读间隔超时
39.     CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;//读时间系数
40.     CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;//读时间常量
41.     CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 1;//写时间系数
42.     CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 1;//写时间常量
43.     b = SetCommTimeouts(comHandle, &CommTimeouts); //设置超时
44.     if (!b)
45.         qDebug() << "SetCommTimeouts fail.";
46.     //设置串口状态属性
47.     GetCommState(comHandle, &dcb); // 获取当前
48.     dcb.BaudRate = ulong(baud);           // 波特率
49.     dcb.ByteSize = uchar(byteSize);       // 每个字节有位数
50.     dcb.Parity   = uchar(parity);         // 无奇偶校验位
51.     dcb.StopBits = uchar(stopBits);       // 一个停止位
52.     b = SetCommState(comHandle, &dcb);//设置
53.     if (!b)
54.         qDebug() << "SetCommState fail.";
55.     return comHandle;
56. }
57. void comt4hread::run(void)
58. {
59.     BOOL err = FALSE;
60.     DWORD wRLen = 0;
61.     DWORD wWLen = 0;
62.     char buf[BUF_SIZE] = {0};
63.     HANDLE comHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;//串口句柄
64.     QByteArray tempbuf;
65.     //打开串口
66.     comHandle = OpenSerial(ComName, CBR_115200, 8, NOPARITY, ONESTOPBIT);
67.     //comHandle = OpenSerial(ComName, BaudValue, BitValue, ParitySelt, StopSelt);
68.     qDebug() << comHandle;
69.     if (INVALID_HANDLE_VALUE == comHandle) {
70.         qDebug() << "OpenSerial COM fail!";
71.         return;
72.     }
73.     qDebug() << "Open COM Successfully!";
74.     //循环接收消息，收到消息后将消息内容
75.     while(start_flag){
76.         wRLen = 0;
77.         //读串口消息
78.         err = ReadFile(comHandle, buf, sizeof(buf)-1, &wRLen, NULL);
79.         if (err && wRLen > 0) //读成功并且数据大小大于0
80.         {
81.             tempbuf.append(buf, int(wRLen));
82.             if(save_flag)
83.                 filebuf.append(tempbuf);
84.             //处理数据
85.             ProData(tempbuf);
86.             tempbuf.clear();
87.         }
88.         //写串口消息
89.         if(!sendbuf.isEmpty()){
90.             err = WriteFile(comHandle, sendbuf, size_t(sendbuf.size()), &wWLen, NULL);
91.             if (!err)
92.                 qDebug() << "SendData_WriteFile fail.";
93.             sendbuf.clear();
94.         }
95.     }
96. }

复制代码

3.用户使用

创建完上面的线程类后，用户必要调用/使用它，首先在构造函数初始化串口、定时器相干变量，然后通过定时器实时获取串口，当串口有效时，启动串口，详细寄义实现如下。

1. #include "mainwindow.h"
2. #include "ui_mainwindow.h"
3. MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
4.     QMainWindow(parent),
5.     ui(new Ui::MainWindow){
6.     ui->setupUi(this);
7.     /****串口初始化*****/
8.     Initcomthread();   
9.     /****定时器初始化****/
10.     InitTimerEvent();
11. }
12. MainWindow::~MainWindow()
13. {
14.     delete ui;   
15. }
16. void MainWindow::Initcomthread(void)
17. {
18.     comth = new comt4hread();
19.     comth->start_flag = false;
20.     comth->save_flag = false;
21.     //comth->start(QThread::HighPriority);
22.     //connect(this, SIGNAL(comconfig(QStringList)), comth, SLOT(comconfig(QStringList)));
23. }
24. void MainWindow::InitTimerEvent(void)
25. {
26.     timecnt = 0;
27.     ftimer_flag = true;
28.     show_1s_flag = true;
29.     m_pluseTimeid = startTimer(100); // 100毫秒事件处理
30. }
31. //发送数据
32. void MainWindow::on_sendButton_clicked()
33. {   
34.     QByteArray temp = ui->textEdit->toPlainText().toLatin1();   
35.     comth->sendbuf.append(temp);
36. //    comth->send_flag = true;
37.     ui->listWidgetRecv->addItem("本地发送数据：" + temp.toHex(' ').toUpper());
38.     ui->listWidgetRecv->setCurrentRow(ui->listWidgetRecv->count() - 1);
39. }
40. void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent *t)
41. {
42.     if(t->timerId() == m_pluseTimeid) // 100毫秒事件处理
43.     {
44.         static quint8 cnt=0;
45.         cnt++;
46.         if(cnt == 10){
47.             //查找可用的串口
48.             if(ftimer_flag)
49.             {
50.                 if(!(ui->PortBox->currentText().isEmpty()))
51.                 {
52.                     ui->lineEdit_6->setText("获取可用串口");
53.                     ui->lineEdit_6->setStyleSheet("color:red;");
54.                     ftimer_flag = false;
55.                     show_1s_flag = true;
56.                 }
57.                 else
58.                 {
59.                     ui->lineEdit_6->setText(QString::number(timecnt));
60.                     timecnt++;
61.                     foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())
62.                     {
63.                         QSerialPort serialtemp;
64.                         serialtemp.setPort(info);
65.                         if(serialtemp.open(QIODevice::ReadWrite))
66.                         {
67.                             ui->PortBox->addItem(serialtemp.portName());
68.                             serialtemp.clear();
69.                             serialtemp.close();
70.                         }
71.                     }
72.                 }
73.             }
74.             else
75.             {
76.                 if(ui->PortBox->currentText().isEmpty()){
77.                     ftimer_flag = true;
78.                     timecnt = 0;
79.                 }
80.                 show_1s_flag = true;
81.             }
82.             cnt = 0;
83.         }
84.     }
85. }
86. void MainWindow::on_PortBox_activated(const QString &arg1)
87. {
88.     if(arg1.isEmpty())
89.         return;
90.     comth->ComName = ui->PortBox->currentText().toUtf8();
91.     comth->BaudValue = ui->BaudBox->currentText().toInt();
92.     comth->BitValue = ui->BitNumBox->currentText().toInt();
93.     comth->ParitySelt = ui->ParityBox->currentText().toInt();
94.     comth->StopSelt = ui->StopBox->currentText().toInt();
95.     comth->start(QThread::HighPriority);
96. }
97. void MainWindow::on_clear_clicked()
98. {
99.     ui->listWidgetRecv->clear();
100. }

复制代码

4.结果演示

软件搜刮到没有串口时，开始计时。

有串口时，选择相应串口，Qt输出栏提示Open COM Successful！

5.拓展应用-实时刷新

一样平常我们工业上使用串口，为了实现对数据实时采集、并通过曲线显示出来。这时我们一样平常采取的是，先在线程中将串口收到的数据举行剖析处置惩罚ProData，然后将剖析出来的结果值通过变量传递给主界面上，让其知晓，然后通过主窗口的定时器或者信号槽函数显示在UI界面上。
假如是要绘制曲线，可以参考博文Qt之第三方库QCustomPlot使用（二）-CSDN博客，了解曲线绘制的特性及使用方法。

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总结

博文中相应的工程代码Qt-Case.zip 使用Qt开发软件举行编的例程，为博文提供案例-CSDN文库。

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