Qt上位機(jī)開發(fā)實戰(zhàn)案例

對于嵌入式開發(fā)的小伙伴，用Qt寫上位機(jī)是最常見的方法之一，對于有基礎(chǔ)的朋友來來說，相對還是比較簡單。 今天從編寫一個簡單的基于QT的上位機(jī)來體會體會上位機(jī)開發(fā)及認(rèn)識認(rèn)識QT。 我們本次實現(xiàn)的上位機(jī)的功能很簡單：上位機(jī)通過串口來控制開發(fā)板上的一個LED的亮滅。界面如：

演示視頻：

QT環(huán)境搭建

在開始編寫上位機(jī)之前我們先來一起搭建一下QT開發(fā)環(huán)境（不然就不是手把手了，哈哈）。

使用VS + QT

使用Qt Creator

這里我們選擇直接使用QT_Creator的方式。

Qt Creator是一個用于Qt開發(fā)的輕量級跨平臺集成開發(fā)環(huán)境。

Qt Creator可帶來兩大關(guān)鍵益處：

提供首個專為支持跨平臺開發(fā)而設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，并確保首次接觸Qt框架的開發(fā)人員能迅速上手和操作。

即使不開發(fā)Qt應(yīng)用程序，Qt Creator也是一個簡單易用且功能強(qiáng)大的IDE。

下面我們來一起安裝Qt Creator。

1、注冊qt賬號

我們需要先注冊一個QT賬號，后面安裝Qt Creator的時候會用到。注冊賬號的地址為：

https://www.qt.io/zh-cn/

2、下載QT_Creator并安裝

我們在Windows上進(jìn)行開發(fā)，安裝Windows版本的Qt Creator。下載地址：

https://download.qt.io/new_archive/qt/5.11/5.11.3/

下載得到qt-opensource-windows-x86-5.11.3.exe。然后雙擊安裝，第二步需要輸入賬號密碼，把我們上面注冊好的賬號密碼填入即可。

接下來還需要選擇安裝組件，根據(jù)自己需要進(jìn)行選擇安裝，我安裝的組件如：

安裝完成之后我們桌面上并沒有Qt Creator的快捷方式，需要自己創(chuàng)建。找到Qt Creator的安裝路徑，然后把Qt Creator發(fā)送到桌面快捷方式即可。如：

3、驗證QT_Creator是否安裝成功

我們創(chuàng)建一個簡單的C++工程來驗證一下Qt Creator是否安裝成功。

Qt Creator搭建好之后我們接下來開始編寫我們的上位機(jī)。

編寫一個簡單的上位機(jī)

編寫這個簡單的上位機(jī)我們需要經(jīng)過一下幾個步驟：

上位機(jī)界面設(shè)計。

上位機(jī)邏輯代碼編寫。

添加上位機(jī)圖標(biāo)。

上位機(jī)程序的打包。

上位機(jī)測試驗證。

1、新建一個serial_led工程

這里需要注意的一點是：工程名及工程路徑不要有中文字符。

另外，QT中有三種基類，這里我們選擇QWidget類。QT的三個基類如：

QMainWindow類：提供一個帶有菜單條，工具條和一個狀態(tài)條的主應(yīng)用程序窗口。

QWidget類：所有用戶界面對象的基類，窗口部件是用戶界面的一個基本單元，它從窗口系統(tǒng)接收鼠標(biāo)，鍵盤和其他消息，并在屏幕上繪制自己。

QDialog類：對話框窗口的基類，對話框窗口主要用于短期任務(wù)和用戶進(jìn)行短期通訊的頂級窗口，QDialog可以是模態(tài)對話框或者是非模態(tài)對話框。

我們創(chuàng)建的工程如：

其中，項目文件.pro文件是用來告訴qmake關(guān)于為這個應(yīng)用程序創(chuàng)建makefile所需要的細(xì)節(jié)。例如，一個源文件和頭文件的列表、任何應(yīng)用程序特定配置。例如，一個必需鏈接的額外庫或者一個額外的包含路徑、都應(yīng)該放到項目文件中。

2、上位機(jī)界面設(shè)計

Qt 一個可視化的界面設(shè)計工具：Qt 設(shè)計器（Qt Designer）。我們雙擊.ui文件就可以進(jìn)入Qt Designer，在Qt Designer中我們可以通過拖動控件的方式來設(shè)計我們的界面，整個界面如：

我們從左側(cè)的控件區(qū)把我們需要的控件拖動到界面編輯區(qū)中，我們這個簡單地上位機(jī)用到的控件如：

這里需要注意的是波特率這個下拉框需要雙擊設(shè)置一些備選配置，如：

大家可以在左邊地控件區(qū)找到這三種控件拖動到界面編輯器進(jìn)行修改、布局即可。

其中，布局可通過如下組件調(diào)整：

這幾個組件的功能如：

具體地用法大家可以自己去實操一下。

另外，我們需要給我們使用的控件重新命名，在右側(cè)的對象管理區(qū)進(jìn)行操作。命名為有意義的名字，因為后面編寫代碼會用到。有意義的名字利于編寫易懂的代碼。比如我們修改的名字如：

最后，控件的屬性可根據(jù)需要在屬性區(qū)進(jìn)行調(diào)整。

3、上位機(jī)邏輯代碼編寫

（1）添加串口庫、包含串口相關(guān)頭文件

在serial_led.pro文件添加串口庫：

QT+=coreguiserialport

在widget.h文件包含串口頭文件：

#include
#include

QSerialPort 類提供了操作串口的各種接口。

QSerialPortInfo 是一個輔助類，可以提供計算機(jī)中可用串口的各種信息。

（2）添加QSerialPort成員

在widget.h的Widget類中添加一個QSerialPort成員：

（3）創(chuàng)建串口對象、搜索所有可用串口

在Widget構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建一個串口對象并搜索所有可用串口：

Widget::Widget(QWidget*parent):
QWidget(parent),
ui(newUi::Widget)
{
QStringListserialNamePort;

ui->setupUi(this);
this->setWindowTitle("serial_led");

/*創(chuàng)建一個串口對象*/
serialPort=newQSerialPort(this);

/*搜索所有可用串口*/
foreach(constQSerialPortInfo&inf0,QSerialPortInfo::availablePorts()){
serialNamePort<serialBox->addItems(serialNamePort);
}

（4）編寫“打開串口”槽函數(shù)

信號和槽是用于對象之間的通信，它是Qt的核心機(jī)制。

當(dāng)某個事件發(fā)生之后，比如，按鈕檢測到自己被點擊了一下，它就會發(fā)出一個信號（signal）。如果有對象對這個信號感興趣，想要處理的信號和自己的一個函數(shù)（稱為槽（slot））綁定來處理這個信號。也就是說，當(dāng)信號發(fā)出時，被連接的槽函數(shù)會自動被回調(diào)。

這里，我們點擊打開串口按鈕會發(fā)出clicked信號，此時對應(yīng)槽函數(shù)on_openButton_clicked會被調(diào)用。下面我們來實現(xiàn)這個槽函數(shù)：

voidWidget::on_openButton_clicked()
{
/*串口設(shè)置*/
serialPort->setPortName(ui->serialBox->currentText());
serialPort->setBaudRate(ui->baudrateBox->currentText().toInt());
serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);
serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);

/*打開串口提示框*/
if(true==serialPort->open(QIODevice::ReadWrite))
{
QMessageBox::information(this,"提示","串口打開成功");
}
else
{
QMessageBox::critical(this,"提示","串口打開失敗");
}
}

這里我們寫死數(shù)據(jù)位、停止位、求校驗位；增加提示框。其中使用QMessageBox需要包含如下頭文件：

#include

（5）編寫“關(guān)閉串口”、“點燈”、“滅燈”槽函數(shù)

按照上面打開串口槽函數(shù)的方法編寫關(guān)閉串口、點燈、滅燈槽函數(shù)：

voidWidget::on_closeButton_clicked()
{
serialPort->close();
}

voidWidget::on_onButton_clicked()
{
serialPort->write("ON
");
qDebug("ON
");
}

voidWidget::on_offButton_clicked()
{
serialPort->write("OFF
");
qDebug("OFF
");
}

以上就是上位機(jī)邏輯代碼的編寫。

4、添加上位機(jī)圖標(biāo)

在網(wǎng)上找一個相關(guān)的.ico后綴的圖標(biāo)下載放到我們的工程路徑下，如：

圖標(biāo)下載網(wǎng)址如：

https://www.iconfont.cn/

https://www.iconfont.cn/

然后在我們的serial_led.pro文件中添加如下一行代碼：

RC_ICONS=led.ico

5、上位機(jī)程序打包

我們上面運(yùn)行的上位機(jī)都是在Qt Creator中編譯運(yùn)行的，如果我們需要把編寫好的可執(zhí)行文件發(fā)送給別人使用的話還需要進(jìn)行打包。

上面我們的工程是Debug版本的：

打包之前，我們先把工程修改為Release版本：

然后在我們工程目錄下得到：

此時，雙擊release文件夾下的serial_led.exe文件是會報錯的，報錯原因是找不到一些相關(guān)的動態(tài)庫：

我們新建一個文件夾保存我們的打包文件，如：

把build-serial_led-Desktop_Qt_5_11_1_MinGW_32bit-Release elease路徑下的serial_led.exe文件拷貝至serial_led_packet文件夾中：

打開QT for Disktop工具：

執(zhí)行如下命令進(jìn)入打包目錄：

cd /d D:Qtqt_prjserial_ledserial_led_packet

然后執(zhí)行如下命令進(jìn)行打包：

windeployqt serial_led.exe

此時，serial_led_packet文件夾中的serial_led.exe文件就可以雙擊運(yùn)行了：

此時就完成了程序的打包。此時我們把這一整個文件夾壓縮發(fā)送給別人使用了。另外，我們也可以借助一些工具把這些文件打包成一個整體的.exe文件，這里不再介紹。

6、上位機(jī)測試驗證

上位機(jī)我們寫好了，接下來編寫下位機(jī)代碼來測試一下。

我們點擊上位機(jī)的點燈、滅燈按鈕，則會通過串口分別發(fā)送ON 、OFF ，我們編寫下位機(jī)代碼進(jìn)行接收，然后操控LED燈即可。

下位機(jī)是小熊派IOT開發(fā)板，測試代碼如：

intmain(void)
{
/*USERCODEBEGIN1*/

/*USERCODEEND1*/

/*MCUConfiguration----------------------------------------------------------*/

/*Resetofallperipherals,InitializestheFlashinterfaceandtheSystick.*/
HAL_Init();

/*USERCODEBEGINInit*/

/*USERCODEENDInit*/

/*Configurethesystemclock*/
SystemClock_Config();

/*USERCODEBEGINSysInit*/

/*USERCODEENDSysInit*/

/*Initializeallconfiguredperipherals*/
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/*USERCODEBEGIN2*/
printf("WelcometoUART1test!
");

/*USERCODEEND2*/

/*Infiniteloop*/
/*USERCODEBEGINWHILE*/
while(1)
{

/*USERCODEENDWHILE*/

/*USERCODEBEGIN3*/
if(HAL_UART_Receive(&huart1,&Rdata,1,0)==HAL_OK)
{
if(usart_rx_buf_index>USART1_RX_BUF_LEN-1)
{
usart_rx_buf_index=0;
}

if(Rdata==0x0A)
{
if(strcmp((char*)USART1_RX_BUF,"ON")==0)
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);
}
elseif(strcmp((char*)USART1_RX_BUF,"OFF")==0)
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);
}
usart_rx_buf_index=0;
memset(USART1_RX_BUF,0,USART1_RX_BUF_LEN);
}
else
{
USART1_RX_BUF[usart_rx_buf_index++]=Rdata;
}
}
}
/*USERCODEEND3*/

}

演示如文章開頭所見。

總結(jié)

以上就是手把手教你編寫一個簡單的點燈上位機(jī)的內(nèi)容，雖然實現(xiàn)的功能很簡單，但是QT上位機(jī)開發(fā)的步驟基本就是這些步驟，通過這個基礎(chǔ)實例把這些套路摸透我們就可以接著進(jìn)行后續(xù)更多QT程序地開發(fā)學(xué)習(xí)了。

審核編輯：黃飛