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Qt QSerialPort串口编程

Qt 框架的Qt Serial Port 模块提供了访问串口的基本功能，包括串口通信参数配置和数据读写，使用 Qt Serial Port 模块就可以很方便地编写具有串口通信功能的应用程序。

Qt Serial Port模块简述

Qt Serial Port 模块用于串口通信编程，要在一个项目中使用 Qt Serial Port 模块，需要在项目配置文件中加入一行语句：QT += serialport
Qt Serial Port 模块中只包含有两个类：QSerialPortInfo 和 QSerialPort。

1.QSerialPortInfo类

QSerialPortInfo 类有两个静态函数可以用于获取系统中可用的串口列表，以及系统支持的串口通信波特率列表，这两个静态函数定义如下：
QList<QSerialPortInfo> QSerialPortInfo::availablePorts() //获取系统中的串口列表
QList<qint32> QSerialPortInfo::standardBaudRates() //获取目标平台支持的可用标准波特率列表
静态函数 availablePorts()返回一个 QSerialPortInfo对象的列表，列表中的每个 QSerialPortInfo对象代表一个串行端口，可以查询端口名称、系统位置、描述、制造商以及一些其他的硬件信息。QSerialPortInfo类也可以用作QSerialPort类的setPort（）方法的输入参数。

1.1示例用法

示例代码枚举所有可用的串行端口，并将其参数打印到控制台：

 const auto serialPortInfos = QSerialPortInfo::availablePorts();for (const QSerialPortInfo &portInfo : serialPortInfos) {qDebug() << "\n"<< "Port:" << portInfo.portName() << "\n"<< "Location:" << portInfo.systemLocation() << "\n"<< "Description:" << portInfo.description() << "\n"<< "Manufacturer:" << portInfo.manufacturer() << "\n"<< "Serial number:" << portInfo.serialNumber() << "\n"<< "Vendor Identifier:"<< (portInfo.hasVendorIdentifier()? QByteArray::number(portInfo.vendorIdentifier(), 16): QByteArray()) << "\n"<< "Product Identifier:"<< (portInfo.hasProductIdentifier()? QByteArray::number(portInfo.productIdentifier(), 16): QByteArray());}

2.QSerialPort类

QSerialPort是QT框架提供的一个用来操作串口设备接口的类，它封装了操作系统底层实现的串口API，同时提供了事件处理机制和信号槽机制，可以方便地读写串口数据和处理串口事件。QSerialPort 的父类是 QIODevice，所以它属于 I/O 设备类。

2.1设置串口参数

串口通信参数有波特率、数据位个数、停止位个数、奇偶校验位、流控制等，QSerialPort 类有如下几个函数用于设置和返回串口通信参数。
bool setBaudRate(qint32 baudRate, QSerialPort::Directions directions = AllDirections) //设置波特率
qint32 baudRate(QSerialPort::Directions directions = AllDirections)//获取波特率
bool setDataBits(QSerialPort::DataBits dataBits)//设置数据位个数
QSerialPort::DataBits dataBits() //获取数据位个数
bool setStopBits(QSerialPort::StopBits stopBits)//设置停止位个数
QSerialPort::StopBits stopBits() //获取停止位个数
bool setParity(QSerialPort::Parity parity)//设置奇偶校验
QSerialPort::Parity parity() //获取奇偶校验

bool setFlowControl(QSerialPort::FlowControl flowCongrol) //设置流控制
QSerialPort::FlowControl flowCongrol() //获取流控制

串口波特率枚举类型QSerialPort::BaudRate，下面列出了最常用的串口波特率

常量 值 描述 QSerialPort::Baud1200 1200 1200 baud. QSerialPort::Baud2400 2400 2400 baud. QSerialPort::Baud4800 4800 4800 baud. QSerialPort::Baud9600 9600 9600 baud. QSerialPort::Baud19200 19200 19200 baud. QSerialPort::Baud38400 38400 38400 baud. QSerialPort::Baud57600 57600 57600 baud. QSerialPort::Baud115200 115200 115200 baud.

数据位枚举类型QSerialPort::DataBits

奇偶校验位枚举类型QSerialPort::Parity ，有以下几种枚举常量。
QSerialPort::NoParity，对应数值 0，无校验位。
QSerialPort::EvenParity，对应数值 2，偶校验。
QSerialPort::OddParity，对应数值 3，奇校验

QSerialPort::SpaceParity，对应数值 4，偶校验。

QSerialPort:MarkParity，对应数值 5，奇校验。

停止位枚举类型 QSerialPort::StopBits ，有以下几种枚举常量。
QSerialPort::OneStop，对应数值 1，表示一个停止位。 QSerialPort::TwoStop，对应数值 2，表示两个停止位。 QSerialPort::OneAndHalfStop，对应数值 3，表示 1.5 个停止位。
串口通信参数一般是 8 个数据位，1 个停止位，无奇偶校验位。打开串口之前需要设置好这些串口通信参数。

void setPort(const QSerialPortInfo &serialPortInfo) //设置串口
void setPortName(const QString &name) //设置串口名称

2.2打开串口

设置串口通信参数后，就可以打开串口进行数据读写。

bool open(QIODeviceBase::OpenMode mode) //打开串口

2.3数据读写

打开一个串口后，就可以使用 QSerialPort 的各种读写函数来读写串口的数据。串口数据读写有阻塞式和非阻塞式两种方式，非阻塞式又被称为异步方式。在 GUI 程序里一般使用异步方式，在非 GUI 程序或单独的线程里一般使用阻塞式。

异步方式读写数据相关的函数有如下这些:
qint64 bytesAvailable() //返回缓冲区中等待读取的数据字节数 QByteArray read(qint64 maxSize) //读取 maxSize 个字节的数据 QByteArray readAll() //读取缓冲区内的全部数据 bool canReadLine() //是否有可以按行读取的数据 //读取一行数据，最多读取 maxSize 个字节，行数据以换行符结束 QByteArray readLine(qint64 maxSize = 0) //将缓冲区的数据写入串口，最多写入 maxSize 个字节 qint64 write(const char *data, qint64 maxSize) //将缓冲区 data 的数据写入串口，以\0 结束，一般用于写字符串数据 qint64 write(const char *data) qint64 write(const QByteArray &data) //将字节数组 data 的内容写入串口
使用异步方式读写数据时，QSerialPort 有两个信号可表示缓冲区的数据变化。
void readyRead() //接收缓冲区有待读取的数据时，此信号被发射 void bytesWritten(qint64 bytes) //当发送缓冲区内的一批数据写入串口后，此信号被发射

QSerialPort 还有两个阻塞式的等待函数，定义如下：
bool waitForBytesWritten(int msecs = 30000) //最多等待 msecs ms，直到串口数据发送结束
bool waitForReadyRead(int msecs = 30000) //最多等待 msecs ms，直到串口接收到一批数据
例如，运行 waitForReadyRead()时将阻塞等待最多 30000ms，直到 QSerialPort 的接收缓冲区里有新的可以读取的数据且 readyRead()信号被发射后，函数 waitForReadyRead()才会退出，运行后续的代码。在运行 waitForReadyRead()时，应用程序的事件循环无法处理窗口事件，所以，可能会导致界面无响应的情况。所以，一般在非 GUI 程序，或独立的读写串口数据的线程里才使用这两个阻塞式函数

2.4关闭串口

不再需要进行串口通信时，要关闭串口。相关函数定义如下：

void close() //关闭串口

3.串口编程基本流程

添加模块QT += serialport;

声明变量QSerialPort *serialPort;

创建类实例 serialPort = new QSerialPort();

设置串口信息和通讯参数；

打开串口 serialPort->open(QIODevice::ReadWrite);

发送和接收数据；这里可以开线程进行数据发送和接收；

关闭串口serialPort->close()；

QSerialPort()`;

设置串口信息和通讯参数；

打开串口 serialPort->open(QIODevice::ReadWrite);

发送和接收数据；这里可以开线程进行数据发送和接收；

关闭串口serialPort->close()；

3.1 简单实例

以下是一个简单的例子，展示了如何使用QSerialPort类发送和接收数据。

首先，确保你的.pro文件中包含了serialport模块：

QT += serialport

然后，在你的代码中，你可以这样使用QSerialPort：

#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>// 创建一个QSerialPort对象
QSerialPort *serialPort = new QSerialPort(this);// 检测可用的串口并设置
foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {if (info.description() == "YourPortName") { // 替换为你的串口名称serialPort->setPort(info);break;}
}// 设置串口参数，例如波特率、数据位、停止位和奇偶校验
serialPort->setBaudRate(QSerialPort::Baud9600);
serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);
serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);// 打开串口
if (!serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) {qDebug() << "Error opening serial port";return;
}// 发送数据
serialPort->write("Hello Serial Port!\n");// 读取数据
while (serialPort->waitForReadyRead(1000)) { // 等待1秒QByteArray data = serialPort->readAll();// 处理接收到的数据qDebug() << "Received:" << data;
}// 关闭串口
serialPort->close();

确保你的硬件串口设备已经连接并且可用，替换"YourPortName"为实际的串口名称。波特率、数据位、停止位和奇偶校验参数应根据你的硬件设备进行相应设置。

这个例子展示了如何打开串口、设置串口参数、发送数据、读取数据以及关闭串口。在实际应用中，你可能需要使用信号和槽来处理数据的异步读写。