QT技巧之快速搭建串口收发平台
Qt 串口模块（QtSerialPort）是 Qt 框架中用于与串口设备通信的组件，提供了跨平台的串口访问能力。
QtSerialPort 模块包含两个核心类：
QSerialPort
- 提供对串口的配置和数据传输功能（打开 / 关闭串口、读写数据）。
- 支持异步和同步通信模式。
QSerialPortInfo
- 用于枚举系统中可用的串口设备（如 COM1、/dev/ttyUSB0）。
- 获取串口详细信息（描述、制造商、序列号等）。
一、环境配置
安装 Qt
下载并安装 Qt SDK（包含 Qt Creator IDE），推荐 Qt 5.15 或更高版本。启用串口模块
在项目的.pro文件中添加：QT += serialport包含必要头文件
#include <QSerialPort> // 串口类 #include <QSerialPortInfo> // 串口信息类
二、界面设计（UI 文件）
使用 Qt Designer 设计界面，通常包含：
串口设置区：
- 串口下拉框（选择 COM 口）
- 波特率下拉框（如 9600、115200）
- 数据位、停止位、校验位下拉框
- 打开 / 关闭串口按钮
数据收发区：
- 接收文本框（显示接收到的数据）
- 发送文本框（输入要发送的数据）
- 发送按钮
三、核心代码实现
1. 初始化串口管理类
// mainwindow.h
#include <QMainWindow>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();private slots:void on_pushButton_open_clicked(); // 打开/关闭串口按钮槽函数void on_pushButton_send_clicked(); // 发送数据按钮槽函数void readData(); // 读取串口数据的槽函数private:Ui::MainWindow *ui;QSerialPort *serialPort; // 串口对象指针
};2. 构造函数初始化
// mainwindow.cpp
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);serialPort = new QSerialPort(this);// 扫描并添加可用串口到下拉框foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {ui->comboBox_port->addItem(info.portName());}// 添加常用波特率选项ui->comboBox_baud->addItems({"9600", "115200", "19200", "38400"});// 设置默认选项ui->comboBox_baud->setCurrentText("115200");ui->comboBox_dataBits->setCurrentText("8");ui->comboBox_stopBits->setCurrentText("1");ui->comboBox_parity->setCurrentText("None");// 连接信号和槽connect(serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWindow::readData);
}3. 打开 / 关闭串口功能
void MainWindow::on_pushButton_open_clicked()
{if (serialPort->isOpen()) {// 关闭串口serialPort->close();ui->pushButton_open->setText("打开串口");ui->statusBar->showMessage("串口已关闭");} else {// 设置串口参数serialPort->setPortName(ui->comboBox_port->currentText());serialPort->setBaudRate(ui->comboBox_baud->currentText().toInt());// 设置数据位switch (ui->comboBox_dataBits->currentText().toInt()) {case 5: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data5); break;case 6: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data6); break;case 7: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data7); break;case 8: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8); break;default: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8); break;}// 设置停止位和校验位（类似逻辑）// ...// 尝试打开串口if (serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) {ui->pushButton_open->setText("关闭串口");ui->statusBar->showMessage("串口已打开");} else {ui->statusBar->showMessage("串口打开失败: " + serialPort->errorString());}}
}4. 数据接收功能
void MainWindow::readData()
{QByteArray data = serialPort->readAll();// 显示接收到的数据ui->textEdit_receive->append(data);
}5. 数据发送功能
void MainWindow::on_pushButton_send_clicked()
{if (serialPort->isOpen()) {QString sendData = ui->textEdit_send->toPlainText();serialPort->write(sendData.toUtf8());ui->statusBar->showMessage("数据已发送");} else {ui->statusBar->showMessage("请先打开串口");}
}四、完整实现示例
以下是一个完整的串口收发平台代码：
// mainwindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACEclass MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();private slots:void on_pushButton_open_clicked();void on_pushButton_send_clicked();void readData();private:Ui::MainWindow *ui;QSerialPort *serialPort;
};
#endif // MAINWINDOW_H// mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);serialPort = new QSerialPort(this);// 扫描可用串口foreach (const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts()) {ui->comboBox_port->addItem(info.portName());}// 设置波特率选项ui->comboBox_baud->addItems({"9600", "115200", "19200", "38400"});ui->comboBox_baud->setCurrentText("115200");// 设置数据位选项ui->comboBox_dataBits->addItems({"5", "6", "7", "8"});ui->comboBox_dataBits->setCurrentText("8");// 设置停止位选项ui->comboBox_stopBits->addItems({"1", "1.5", "2"});ui->comboBox_stopBits->setCurrentText("1");// 设置校验位选项ui->comboBox_parity->addItems({"None", "Even", "Odd", "Space", "Mark"});ui->comboBox_parity->setCurrentText("None");// 连接信号和槽connect(serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWindow::readData);
}MainWindow::~MainWindow()
{if (serialPort->isOpen()) {serialPort->close();}delete ui;
}void MainWindow::on_pushButton_open_clicked()
{if (serialPort->isOpen()) {serialPort->close();ui->pushButton_open->setText("打开串口");ui->statusBar->showMessage("串口已关闭");} else {// 设置串口参数serialPort->setPortName(ui->comboBox_port->currentText());serialPort->setBaudRate(ui->comboBox_baud->currentText().toInt());// 设置数据位switch (ui->comboBox_dataBits->currentText().toInt()) {case 5: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data5); break;case 6: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data6); break;case 7: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data7); break;case 8: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8); break;default: serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8); break;}// 设置停止位if (ui->comboBox_stopBits->currentText() == "1") {serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);} else if (ui->comboBox_stopBits->currentText() == "1.5") {serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneAndHalfStop);} else if (ui->comboBox_stopBits->currentText() == "2") {serialPort->setStopBits(QSerialPort::TwoStop);}// 设置校验位if (ui->comboBox_parity->currentText() == "None") {serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);} else if (ui->comboBox_parity->currentText() == "Even") {serialPort->setParity(QSerialPort::EvenParity);} else if (ui->comboBox_parity->currentText() == "Odd") {serialPort->setParity(QSerialPort::OddParity);}// 打开串口if (serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) {ui->pushButton_open->setText("关闭串口");ui->statusBar->showMessage("串口已打开");} else {ui->statusBar->showMessage("串口打开失败: " + serialPort->errorString());}}
}void MainWindow::on_pushButton_send_clicked()
{if (serialPort->isOpen()) {QString sendData = ui->textEdit_send->toPlainText();serialPort->write(sendData.toUtf8());ui->statusBar->showMessage("数据已发送");} else {ui->statusBar->showMessage("请先打开串口");}
}void MainWindow::readData()
{QByteArray data = serialPort->readAll();ui->textEdit_receive->append(data);
}// main.cpp
#include "mainwindow.h"
#include <QApplication>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);MainWindow w;w.show();return a.exec();
}五、关键特性技巧
1. 异步通信
- 通过信号槽机制处理数据接收（推荐方式）：
connect(&serial, &QSerialPort::readyRead, this, [&]() {// 处理接收到的数据 });
2. 同步通信
- 使用
waitForReadyRead()、waitForBytesWritten()等阻塞函数（不推荐在 UI 线程中使用）：if (serial.waitForReadyRead(1000)) {QByteArray data = serial.readAll(); }
3. 错误处理
- 通过
error()信号或errorString()获取错误信息：connect(&serial, &QSerialPort::errorOccurred, this, [](QSerialPort::SerialPortError error) {qDebug() << "串口错误:" << error; });
4. 超时设置
- 可设置读写超时时间（仅对同步模式有效）：
serial.setReadBufferSize(1024); // 设置接收缓冲区大小
六、注意事项
跨平台兼容性：
QtSerialPort 支持 Windows、Linux、macOS 等，但不同系统的串口名称格式不同（如 COM1、/dev/ttyUSB0）。线程安全：
串口数据接收是异步的，在复杂应用中需注意线程安全问题（可使用信号槽机制）。性能优化：
大量数据收发时，需考虑缓冲区处理和界面刷新频率，避免 UI 卡顿。