最詳細(xì)編寫上位機(jī)教程

嵌入式開發(fā)，基本都會(huì)用到有一些上位機(jī)工具，比如串口助手就是最常用的工具之一。

那么，今天分享有一篇由ZhengN整理的用Qt寫的簡(jiǎn)單上位機(jī)教程。

一、前言

大家好，我是ZhengN，本次來(lái)教大家編寫一個(gè)基于QT的簡(jiǎn)單的上位機(jī)。

學(xué)習(xí)一個(gè)新的東西我們都從最基礎(chǔ)地實(shí)例開始，比如學(xué)習(xí)C語(yǔ)言我們會(huì)從編寫一個(gè)hello程序開始、學(xué)習(xí)嵌入式我們從點(diǎn)燈開始。

同樣的，我們也從編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的基于QT的上位機(jī)來(lái)體會(huì)體會(huì)上位機(jī)開發(fā)及認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)QT。

我們本次實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)的功能很簡(jiǎn)單：上位機(jī)通過(guò)串口來(lái)控制開發(fā)板上的一個(gè)LED的亮滅。界面如：

二、QT環(huán)境搭建

在開始編寫上位機(jī)之前我們先來(lái)一起搭建一下QT開發(fā)環(huán)境（不然就不是手把手了，哈哈）。往期推文 QT | 詳解Qt的幾種開發(fā)方式 中有介紹到QT的兩種開發(fā)環(huán)境：

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(gè)用于Qt開發(fā)的輕量級(jí)跨平臺(tái)集成開發(fā)環(huán)境。

Qt Creator可帶來(lái)兩大關(guān)鍵益處：

提供首個(gè)專為支持跨平臺(tái)開發(fā)而設(shè)計(jì)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(gè)簡(jiǎn)單易用且功能強(qiáng)大的IDE。

下面我們來(lái)一起安裝Qt Creator。

1、注冊(cè)qt賬號(hào)

我們需要先注冊(cè)一個(gè)QT賬號(hào)，后面安裝Qt Creator的時(shí)候會(huì)用到。

2、下載QT_Creator并安裝

我們?cè)赪indows上進(jìn)行開發(fā)，安裝Windows版本的Qt Creator。

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(hào)密碼，把我們上面注冊(cè)好的賬號(hào)密碼填入即可。

接下來(lái)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(méi)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(yàn)證QT_Creator是否安裝成功

我們創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的C++++工程來(lái)驗(yàn)證一下Qt Creator是否安裝成功。

Qt Creator搭建好之后我們接下來(lái)開始編寫我們的上位機(jī)。

三、編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的上位機(jī)

編寫這個(gè)簡(jiǎn)單的上位機(jī)我們需要經(jīng)過(guò)一下幾個(gè)步驟：

上位機(jī)界面設(shè)計(jì)。

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(cè)試驗(yàn)證。

1、新建一個(gè)serial_led工程

這里需要注意的一點(diǎn)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(gè)基類如：

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

QWidget類：所有用戶界面對(duì)象的基類，窗口部件是用戶界面的一個(gè)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(duì)話框窗口的基類，對(duì)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(jí)窗口，QDialog可以是模態(tài)對(duì)話框或者是非模態(tài)對(duì)話框。

我們創(chuàng)建的工程如：

其中，項(xiàng)目文件.pro文件是用來(lái)告訴qmake關(guān)于為這個(gè)應(yīng)用程序創(chuàng)建makefile所需要的細(xì)節(jié)。例如，一個(gè)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(gè)必需鏈接的額外庫(kù)或者一個(gè)額外的包含路徑、都應(yīng)該放到項(xiàng)目文件中。

2、上位機(jī)界面設(shè)計(jì)

Qt 一個(gè)可視化的界面設(shè)計(jì)工具：Qt 設(shè)計(jì)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(guò)拖動(dòng)控件的方式來(lái)設(shè)計(jì)我們的界面，整個(gè)界面如：

我們從左側(cè)的控件區(qū)把我們需要的控件拖動(dòng)到界面編輯區(qū)中，我們這個(gè)簡(jiǎn)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(gè)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(dòng)到界面編輯器進(jìn)行修改、布局即可。

其中，布局可通過(guò)如下組件調(diào)整：

這幾個(gè)組件的功能如：

具體地用法大家可以自己去實(shí)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(duì)象管理區(qū)進(jìn)行操作。命名為有意義的名字，因?yàn)楹竺婢帉懘a會(huì)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(kù)、包含串口相關(guān)頭文件

在serial_led.pro文件添加串口庫(kù)：

QT += core gui serialport

在widget.h文件包含串口頭文件：

#include 《QSerialPort》

#include 《QSerialPortInfo》

QSerialPort 類提供了操作串口的各種接口。

QSerialPortInfo 是一個(gè)輔助類，可以提供計(jì)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(gè)QSerialPort成員：

（3）創(chuàng)建串口對(duì)象、搜索所有可用串口

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

Widget：：Widget（QWidget *parent） ：

QWidget（parent），

ui（new Ui：：Widget）

{

QStringList serialNamePort;

ui-》setupUi（this）;

this-》setWindowTitle（“serial_led”）;

/* 創(chuàng)建一個(gè)串口對(duì)象 */

serialPort = new QSerialPort（this）;

/* 搜索所有可用串口 */

foreach （const QSerialPortInfo &inf0， QSerialPortInfo：：availablePorts（）） {

serialNamePort《《inf0.portName（）;

}

ui-》serialBox-》addItems（serialNamePort）;

}

（4）編寫“打開串口”槽函數(shù)

信號(hào)和槽是用于對(duì)象之間的通信，它是Qt的核心機(jī)制。

當(dāng)某個(gè)事件發(fā)生之后，比如，按鈕檢測(cè)到自己被點(diǎn)擊了一下，它就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)（signal）。如果有對(duì)象對(duì)這個(gè)信號(hào)感興趣，想要處理的信號(hào)和自己的一個(gè)函數(shù)（稱為槽（slot））綁定來(lái)處理這個(gè)信號(hào)。也就是說(shuō)，當(dāng)信號(hào)發(fā)出時(shí)，被連接的槽函數(shù)會(huì)自動(dòng)被回調(diào)。

這里，我們點(diǎn)擊打開串口按鈕會(huì)發(fā)出clicked信號(hào)，此時(shí)對(duì)應(yīng)槽函數(shù)on_openButton_clicked會(huì)被調(diào)用。下面我們來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)槽函數(shù)：

void Widget：：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(yàn)位；增加提示框。其中使用QMessageBox需要包含如下頭文件：

#include 《QMessageBox》

（5）編寫“關(guān)閉串口”、“點(diǎn)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(diǎn)燈、滅燈槽函數(shù)：

void Widget：：on_closeButton_clicked（）

{

serialPort-》close（）;

}

void Widget：：on_onButton_clicked（）

{

serialPort-》write（“ON

”）;

qDebug（“ON

”）;

}

void Widget：：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(gè)相關(guān)的.ico后綴的圖標(biāo)下載放到我們的工程路徑下，如：

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(shí)，雙擊release文件夾下的serial_led.exe文件是會(huì)報(bào)錯(cuò)的，報(bào)錯(cuò)原因是找不到一些相關(guān)的動(dòng)態(tài)庫(kù)：

我們新建一個(gè)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(shí)，serial_led_packet文件夾中的serial_led.exe文件就可以雙擊運(yùn)行了：

此時(shí)就完成了程序的打包。此時(shí)我們把這一整個(gè)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(gè)整體的.exe文件，這里不再介紹。

6、上位機(jī)測(cè)試驗(yàn)證

上位機(jī)我們寫好了，接下來(lái)編寫下位機(jī)代碼來(lái)測(cè)試一下。

我們點(diǎn)擊上位機(jī)的點(diǎn)燈、滅燈按鈕，則會(huì)通過(guò)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(cè)試代碼如：

int main（void）

{

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

/* Reset of all peripherals， Initializes the Flash interface and the Systick. */

HAL_Init（）;

/* USER CODE BEGIN Init */

/* USER CODE END Init */

/* Configure the system clock */

SystemClock_Config（）;

/* USER CODE BEGIN SysInit */

/* USER CODE END SysInit */

/* Initialize all configured peripherals */

MX_GPIO_Init（）;

MX_DMA_Init（）;

MX_USART1_UART_Init（）;

/* USER CODE BEGIN 2 */

printf（“Welcome to UART1 test！

”）;

/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while （1）

{

/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

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）;

}

else if （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;

}

}

}

/* USER CODE END 3 */

}

演示如文章開頭所見。

四、總結(jié)

以上就是手把手教你編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)燈上位機(jī)的內(nèi)容，雖然實(shí)現(xiàn)的功能很簡(jiǎn)單，但是QT上位機(jī)開發(fā)的步驟基本就是這些步驟，通過(guò)這個(gè)基礎(chǔ)實(shí)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。