Qt 实现简易串口助手

2023-11-03

界面预览：
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代码如下：
.h文件

#pragma once

#include <QtWidgets/QMainWindow>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>
#include <QTimer>

#include "ui_MainWin.h"

class MainWin : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWin(QWidget *parent = Q_NULLPTR);
private:
    void initUi();
    void initConnect();
    void sendDataProcess();
    void disconnectPort();
private slots:
    void updateLocalTime();
    void checkTimeout();
    void handleSerialError(QSerialPort::SerialPortError error);

    void onOpenPort();
    void onSendData();
    void onReadData();
    void onTimedData(bool checked);
    void onReceiveAreaStyle(bool checked);
    void onChangeReceivedDataFormat(bool checked);
    void onClearSendData();
    void onClearReceivedData();
    void onStopDisplay(bool checked);
    void onOpenCalculator();
    void onTimeCycleTextFormat();
    void modifySendDataFormatSlot();
    void sendDataChangeSlot();
private:
    Ui::MainWinClass ui;
    QList<QSerialPortInfo> m_portInfo;  // 可用端口列表
    QList<QString> m_portNames;         // 可用端口列表
    QSerialPort* m_pSerial;             // 连接串口端口
    QTimer m_timer;                     // 更新当前系统时间
    QTimer m_timedSend;                 // 定时发送
    QTimer m_serialPortTimer;           // 定时检测端口是否连接
    QString m_textData;                 // 文本数据缓冲区
    QString m_hexData;                  // 十六进制数据缓冲区
    bool linkState = false;             // 端口连接状态
    qint64 receiveByte = 0;             // 记录接收字节数
    qint64 sendByte = 0;                // 记录发送字节数
};

.cpp文件

#include "MainWin.h"

#include <QMessageBox>
#include <QTextCodec>
#include <QDataStream>
#include <QListView>
#include <QProcess>
#include <QTime>
#include <QDebug>

#if _MSC_VER > 1600
#pragma execution_character_set("utf-8")
#endif // _MSC_VER > 1600

MainWin::MainWin(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
{
    ui.setupUi(this);
    initUi();
}

void MainWin::initUi()
{
    setWindowTitle("串口助手");
    setWindowIcon(QIcon(":/image/logo.png"));
    ui.serialStateBtn->setIconSize(QSize(30, 30));
    ui.serialStateBtn->setIcon(QIcon(":/image/closeSerial.png"));
    // 设置初始接收区为，绿字黑底
    ui.receiveTxb->setStyleSheet("background-color: rgb(0, 0, 0);"
        "color: rgb(0, 255, 0);");
    m_pSerial = new QSerialPort;
    // 更新显示时间
    connect(&m_timer, &QTimer::timeout, this, &MainWin::updateLocalTime);
    m_timer.start(1000);

    // 检测端口是否连接
    connect(&m_serialPortTimer, &QTimer::timeout, this, &MainWin::checkTimeout);
    m_serialPortTimer.start(1000);
    connect(m_pSerial, QOverload<QSerialPort::SerialPortError>::of(&QSerialPort::error), this, &MainWin::handleSerialError);

    // 定时发送
    connect(&m_timedSend, &QTimer::timeout, this, [=]() {
        if ((ui.sendTxd->toPlainText() == "") || (linkState == false))
            return;
        this->sendDataProcess();
        });
    // 周期范围1-1000000
    ui.cycleLd->setValidator(new QIntValidator(1, 1000000, this));

    // 为了使下拉条目样式起效
    ui.portNumCbx->setView(new QListView);
    ui.baudCbx->setView(new QListView);
    ui.dataBitCbx->setView(new QListView);
    ui.stopBitCbx->setView(new QListView);
    ui.parityBitCbx->setView(new QListView);

    initConnect();
}

void MainWin::initConnect()
{
    // 打开端口
    connect(ui.serialStateBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onOpenPort);
    // 发送数据
    connect(ui.sendBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onSendData);
    // 清空发送数据
    connect(ui.clearSendBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onClearSendData);
    // 清空接收数据
    connect(ui.clearReceiveBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onClearReceivedData);
    // 停止接收数据显示
    connect(ui.displayStateBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onStopDisplay);
    // 定时发送数据
    connect(ui.timerChk, &QCheckBox::clicked, this, &MainWin::onTimedData);
    // 修改接收数据区样式
    connect(ui.receiveStyleChk, &QCheckBox::clicked, this, &MainWin::onReceiveAreaStyle);
    // 修改接收数据格式
    connect(ui.receiveFormatChk, &QCheckBox::clicked, this, &MainWin::onChangeReceivedDataFormat);
    // 修改接收数据格式
    connect(ui.sendFormatChk, &QCheckBox::clicked, this, &MainWin::modifySendDataFormatSlot);
    // 发送框数据变化
    connect(ui.sendTxd, &QTextEdit::textChanged, this, &MainWin::sendDataChangeSlot);
    // 打开计算器
    connect(ui.calculatorBtn, &QPushButton::clicked, this, &MainWin::onOpenCalculator);

    // 定时周期（文本格式）
    connect(ui.cycleLd, &QLineEdit::inputRejected, this, &MainWin::onTimeCycleTextFormat);
    connect(ui.cycleLd, &QLineEdit::textEdited, this, &MainWin::onTimeCycleTextFormat);
}

// 处理要发送的数据
void MainWin::sendDataProcess()
{
    if (ui.sendFormatChk->isChecked()) // 16进制
    {
        // 转换文本
        QString strHex = ui.sendTxd->toPlainText();
        strHex.remove(QRegExp("\\s"));  // 删除所有空格
        if (strHex.size() % 2 != 0)     // 奇数删掉最后一个字符
        {
            strHex = strHex.left(strHex.size() - 1);
        }

        // 是否加换行符
        if (ui.newLineChk->isChecked())
        {
            strHex += "0D 0A";
        }

        QByteArray text = QByteArray::fromHex(strHex.toUtf8());
        // 发送数据
        m_pSerial->write(text);
        m_pSerial->waitForBytesWritten();

        // 记录发送数据量
        sendByte += text.size();
        ui.sendByteLbl->setText("S:" + QString::number(sendByte));
    }
    else
    {
        QString data = ui.sendTxd->toPlainText();
        data.replace("\n", "\r\n");  // 将\n换成\r\n

        // 是否加换行符
        if (ui.newLineChk->isChecked())
        {
            data += "\r\n";
        }
        // 发送数据
        m_pSerial->write(data.toLocal8Bit());
        m_pSerial->waitForBytesWritten();

        // 记录发送数据量
        sendByte += data.toLocal8Bit().size();
        ui.sendByteLbl->setText("S:" + QString::number(sendByte));
    }
}

void MainWin::disconnectPort()
{
    ui.portNumCbx->setEnabled(true);
    ui.baudCbx->setEnabled(true);
    ui.dataBitCbx->setEnabled(true);
    ui.stopBitCbx->setEnabled(true);
    ui.parityBitCbx->setEnabled(true);
    linkState = false;
    m_pSerial->close();
    ui.serialStateBtn->setText("打开串口");
    ui.serialStateBtn->setIcon(QIcon(":/image/closeSerial.png"));
}

// 显示当前时间
void MainWin::updateLocalTime()
{
    ui.localTimeLbl->setText("当前时间:" + QTime::currentTime().toString("hh:mm:ss"));
}

// 串口连接中断开错误
void MainWin::handleSerialError(QSerialPort::SerialPortError error)
{
    //QSerialPort::ResourceError
    qDebug() << error;
    if (error == QSerialPort::PermissionError) {
        disconnectPort();
    }
}

// 检测端口是否断开
void MainWin::checkTimeout()
{
    // 获取可用端口
    QList<QSerialPortInfo> portInfo = QSerialPortInfo::availablePorts();
    QList<QString> portNames;
    // 添加新增的端口
    foreach(QSerialPortInfo info, portInfo)
    {
        portNames.append(info.portName());
        // 跳过重复的
        if (-1 == ui.portNumCbx->findText(info.portName()))
        {
            ui.portNumCbx->addItem(info.portName());
            m_portNames.append(info.portName());
        }
    }
    // 移除已不存在的端口
    foreach(QString portName, m_portNames)
    {
        if (!portNames.contains(portName))
        {
            m_portNames.removeOne(portName);
            ui.portNumCbx->removeItem(ui.portNumCbx->findText(portName));
        }
    }
}

// 打开端口
void MainWin::onOpenPort()
{
    if (linkState == false)
    {
        // 设置端口号
        m_pSerial->setPort(QSerialPortInfo(ui.portNumCbx->currentText()));
        // 设置波特率
        m_pSerial->setBaudRate(ui.baudCbx->currentText().toInt());
        // 设置数据位
        switch (ui.dataBitCbx->currentIndex())
        {
        default:
        case 0:
            m_pSerial->setDataBits(QSerialPort::Data8);
            break;
        case 1:
            m_pSerial->setDataBits(QSerialPort::Data7);
            break;
        case 2:
            m_pSerial->setDataBits(QSerialPort::Data6);
            break;
        case 3:
            m_pSerial->setDataBits(QSerialPort::Data5);
            break;
        }
        // 设置停止位
        switch (ui.stopBitCbx->currentIndex())
        {
        default:
        case 0:
            m_pSerial->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
            break;
        case 1:
            m_pSerial->setStopBits(QSerialPort::OneAndHalfStop);
            break;
        case 2:
            m_pSerial->setStopBits(QSerialPort::TwoStop);
            break;
        }
        // 设置校验位
        switch (ui.parityBitCbx->currentIndex())
        {
            // 无校验
        default:
        case 0:
            m_pSerial->setParity(QSerialPort::NoParity);
            break;
            // 奇校验
        case 1:
            m_pSerial->setParity(QSerialPort::OddParity);
            break;
            //偶校验
        case 2:
            m_pSerial->setParity(QSerialPort::EvenParity);
            break;
        }
        if (!m_pSerial->open(QIODevice::ReadWrite))
        {
            //qDebug()<<m_pSerial->error();
            //QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口打开失败！！！\n串口被占用或者其它错误", "确定");
            QMessageBox msgbox(this);
            msgbox.setWindowFlags(Qt::CustomizeWindowHint | Qt::WindowTitleHint | Qt::Dialog);
            msgbox.setWindowTitle("错误");
            msgbox.setIcon(QMessageBox::Critical);
            msgbox.setText("串口打开失败！！！\n串口被占用或者其它错误");
            msgbox.addButton("确定", QMessageBox::AcceptRole);
            msgbox.setStyleSheet("QMessageBox {background-color: rgb(240,240,240);}QMessageBox QLabel#qt_msgbox_label{min-width: 180px;min-height: 40px;background-color:transparent;}");
            msgbox.exec();
            return;
        }
        ui.portNumCbx->setEnabled(false);
        ui.baudCbx->setEnabled(false);
        ui.dataBitCbx->setEnabled(false);
        ui.stopBitCbx->setEnabled(false);
        ui.parityBitCbx->setEnabled(false);
        connect(m_pSerial, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWin::onReadData);
        ui.serialStateBtn->setText("关闭串口");
        ui.serialStateBtn->setIcon(QIcon(":/image/openSerial.png"));
        linkState = true;
    }
    else
    {
        disconnectPort();
    }
}

// 发送数据
void MainWin::onSendData()
{
    // 无连接
    if (linkState == false)
    {
        //QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口没有打开！！！\n请打开串口", "确定");
        QMessageBox msgbox(this);
        msgbox.setWindowFlags(Qt::CustomizeWindowHint | Qt::WindowTitleHint | Qt::Dialog);
        msgbox.setWindowTitle("错误");
        msgbox.setIcon(QMessageBox::Critical);
        msgbox.setText("串口没有打开！！！\n请打开串口");
        msgbox.addButton("确定", QMessageBox::AcceptRole);
        msgbox.setStyleSheet("QMessageBox {background-color: rgb(240,240,240);}QMessageBox QLabel#qt_msgbox_label{min-width: 180px;min-height: 40px;background-color:transparent;}");
        msgbox.exec();
        return;
    }
    this->sendDataProcess();
}

// 接收数据
void MainWin::onReadData()
{
    QByteArray msg = m_pSerial->readAll();
    // 记录接收数据量
    receiveByte += msg.size();
    ui.receiveByteLbl->setText("R:" + QString::number(receiveByte));
    // 停止显示
    if (ui.displayStateBtn->isChecked())
        return;

    // 将数据写入文本缓冲区 msg编码是本地编码(ANSI) 通过fromLocal8Bit()解码成Unicode(UTF-16)
    QString textMsg(QString::fromLocal8Bit(msg));
    //qDebug()<<textMsg;
    m_textData.append(textMsg);

    // 将数据写入十六进制缓冲区
    QString hexMsg;
    //QDataStream out(&msg, QIODevice::ReadWrite);
    //while (!out.atEnd())
    //{
    //    qint8 ch;
    //    out >> ch;
    //    hexMsg += QString("%1 ").arg(ch & 0xff, 2, 16, QLatin1Char('0'));
    //}
    //hexMsg = hexMsg.toUpper();// 转成大写

    hexMsg = msg.toHex(' ').toUpper();
    hexMsg.append(' ');
    m_hexData.append(hexMsg); 

    // 将光标移动到文本末尾，再插入数据
    //QTextCursor cursor = ui.receiveTextBrowser->textCursor();
    //cursor.movePosition(QTextCursor::End);
    //ui.receiveTextBrowser->setTextCursor(cursor);
    ui.receiveTxb->moveCursor(QTextCursor::End);

    // 十六进制显示
    if (ui.receiveFormatChk->isChecked())
    {
        ui.receiveTxb->insertPlainText(hexMsg);
    }
    else//文本显示
    {
        //转码并显示
        //ui->receiveTextBrowser->append(textMsg);  // 会自动加换行符
        ui.receiveTxb->insertPlainText(textMsg);
    }

    // 将光标移动到文本末尾
    ui.receiveTxb->moveCursor(QTextCursor::End);
}

// 定时发送数据
void MainWin::onTimedData(bool checked)
{
    if (checked)
    {
        int msec = ui.cycleLd->text().toInt();
        m_timedSend.start(msec);
        ui.cycleLd->setEnabled(false);
    }
    else
    {
        m_timedSend.stop();
        ui.cycleLd->setEnabled(true);
    }
}

// 接收区样式
void MainWin::onReceiveAreaStyle(bool checked)
{
    // 是否是白底黑字
    if (checked == true)
    {
        ui.receiveTxb->setStyleSheet("background-color: rgb(255, 255, 255);"
            "color: rgb(0, 0, 0);");
    }
    else
    {
        ui.receiveTxb->setStyleSheet("background-color: rgb(0, 0, 0);"
            "color: rgb(0, 255, 0);");
    }
}

// 更改接收数据格式
void MainWin::onChangeReceivedDataFormat(bool checked)
{
    // 清空使光标回到起始点
    ui.receiveTxb->clear();
    // 十六进制显示
    if (checked)
    {
        ui.receiveTxb->insertPlainText(m_hexData);
    }
    else// 文本显示
    {
        // 转码并显示
        ui.receiveTxb->insertPlainText(m_textData);
    }
}

// 清空发送数据
void MainWin::onClearSendData()
{
    sendByte = 0;
    ui.sendByteLbl->setText("S:" + QString::number(sendByte));
    ui.sendTxd->clear();
}

// 清空接收数据
void MainWin::onClearReceivedData()
{
    receiveByte = 0;
    ui.receiveByteLbl->setText("R:" + QString::number(receiveByte));
    ui.receiveTxb->clear();
    m_textData.clear();
    m_hexData.clear();
}

// 停止显示
void MainWin::onStopDisplay(bool checked)
{
    if (checked)
    {
        ui.displayStateBtn->setText("继续显示");
    }
    else
    {
        ui.displayStateBtn->setText("停止显示");
    }
}

// 定时周期格式
void MainWin::onTimeCycleTextFormat()
{
    if (ui.cycleLd->hasAcceptableInput() == false)
    {
        //QMessageBox::warning(this, "提示", "输入格式不正确！\n请输入数字（1-1000000）", "确定");
        QMessageBox msgbox(this);
        msgbox.setWindowFlags(Qt::CustomizeWindowHint | Qt::WindowTitleHint | Qt::WindowCloseButtonHint | Qt::Dialog );
        msgbox.setWindowTitle("提示");
        msgbox.setIcon(QMessageBox::Warning);
        msgbox.setText("输入格式不正确！\n请输入数字（1-1000000）");
        msgbox.addButton("确定", QMessageBox::AcceptRole);
        msgbox.setStyleSheet("QMessageBox {background-color: rgb(240,240,240);}QMessageBox QLabel#qt_msgbox_label{min-width: 180px;min-height: 40px;background-color:transparent;}");
        msgbox.exec();
        ui.cycleLd->setText("1000");
    }
}

// 修改发送区数据
void MainWin::modifySendDataFormatSlot()
{
    if (ui.sendFormatChk->isChecked()) 
    {
        // 转成16进制
        QString strText = ui.sendTxd->toPlainText().replace('\n', "\r\n");
        QByteArray hex = strText.toLocal8Bit().toHex(' ').toUpper();
        ui.sendTxd->setPlainText(hex);
    }
    else
    {
        // 转成文本
        QString strHex = ui.sendTxd->toPlainText();
        strHex.remove(QRegExp("\\s"));  // 删除所有空格
        if (strHex.size() % 2 != 0)     // 奇数删掉最后一个字符
        {
            strHex = strHex.left(strHex.size() - 1);
        }
        QByteArray text = QByteArray::fromHex(strHex.toUtf8());
        ui.sendTxd->setPlainText(QString::fromLocal8Bit(text));
    }
}

void MainWin::sendDataChangeSlot()
{
    if (ui.sendFormatChk->isChecked())
    {  
        QString data = ui.sendTxd->toPlainText();
        if (data.isEmpty())
                return;

        QRegExp rx("[0-9a-fA-F ]+$");
        if (!rx.exactMatch(data))
        {
            ui.sendTxd->textCursor().deletePreviousChar();  //删除光标前的字符
            QMessageBox msgbox(this);
            msgbox.setWindowFlags(Qt::CustomizeWindowHint | Qt::WindowTitleHint | Qt::Dialog);
            msgbox.setWindowTitle("提示");
            msgbox.setText("请输入正确格式0-9a-fA-F 例如 01 0a 0b");
            msgbox.addButton("确定", QMessageBox::AcceptRole);
            msgbox.setStyleSheet("QMessageBox {background-color: rgb(240,240,240);}QMessageBox QLabel#qt_msgbox_label{min-width: 310px;min-height: 40px;background-color:transparent;}");
            msgbox.exec();
        }
    }
}

// 打开计算器
void MainWin::onOpenCalculator()
{
    QProcess::startDetached("calc\n");
}

.ui文件
在这里插入图片描述

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>MainWinClass</class>
 <widget class="QMainWindow" name="MainWinClass">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>910</width>
    <height>740</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="minimumSize">
   <size>
    <width>910</width>
    <height>740</height>
   </size>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string>MainWin</string>
  </property>
  <property name="styleSheet">
   <string notr="true">QWidget{
	color:  #000000;
	font:  16px &quot;SimHei&quot;;
}
QComboBox{
	 padding-left: 8px;
}
 QAbstractItemView {
    outline: 0;
    font: 16px &quot;SimHei&quot;;
	min-height:36px;
}
QAbstractItemView::item {
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QAbstractItemView::item:selected {
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              <string>串口操作：</string>
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              <string>打开串口</string>
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