最詳細編寫上位機教程

嵌入式開發(fā)，基本都會用到有一些上位機工具，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寫的簡單上位機教程。

一、前言

大家好，我是ZhengN，本次來教大家編寫一個基于QT的簡單的上位機。

學習一個新的東西我們都從最基礎地實例開始，比如學習C語言我們會從編寫一個hello程序開始、學習嵌入式我們從點燈開始。

同樣的，我們也從編寫一個簡單的基于QT的上位機來體會體會上位機開發(fā)及認識認識QT。

我們本次實現(xiàn)的上位機的功能很簡單：上位機通過串口來控制開發(fā)板上的一個LED的亮滅。界面如：

二、QT環(huán)境搭建

在開始編寫上位機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）。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可帶來兩大關鍵益處：

提供首個專為支持跨平臺開發(fā)而設計的集成開發(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應用程序，Qt Creator也是一個簡單易用且功能強大的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。

2、下載QT_Creator并安裝

我們在Windows上進行開發(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。

三、編寫一個簡單的上位機

編寫這個簡單的上位機我們需要經(jīng)過一下幾個步驟：

上位機界面設計。

上位機邏輯代碼編寫。

添加上位機圖標。

上位機程序的打包。

上位機測試驗證。

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，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和用戶進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關于為這個應用程序創(chuàng)建makefile所需要的細節(jié)。例如，一個源文件和頭文件的列表、任何應用程序特定配置。例如，一個必需鏈接的額外庫或者一個額外的包含路徑、都應該放到項目文件中。

2、上位機界面設計

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

我們從左側的控件區(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，在右側的對象管理區(qū)進行操作。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)進行調(diào)整。

3、上位機邏輯代碼編寫

（1）添加串口庫、包含串口相關頭文件

在serial_led.pro文件添加串口庫：

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 是一個輔助類，可以提供計算機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（new Ui：：Widget）

{

QStringList serialNamePort;

ui-》setupUi（this）;

this-》setWindowTitle（“serial_led”）;

/* 創(chuàng)建一個串口對象 */

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)

信號和槽是用于對象之間的通信，它是Qt的核心機制。

當某個事件發(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)：

void Widget：：on_openButton_clicked（）

{

/* 串口設置 */

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 《QMessageBox》

（5）編寫“關閉串口”、“點燈”、“滅燈”槽函數(shù)

按照上面打開串口槽函數(shù)的方法編寫關閉串口、點燈、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

”）;

}

以上就是上位機邏輯代碼的編寫。

4、添加上位機圖標

在網(wǎng)上找一個相關的.ico后綴的圖標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、上位機程序打包

我們上面運行的上位機都是在Qt Creator中編譯運行的，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)行如下命令進入打包目錄：

cd /d D:Qtqt_prjserial_ledserial_led_packet

然后執(zhí)行如下命令進行打包：

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、上位機測試驗證

上位機我們寫好了，接下來編寫下位機代碼來測試一下。

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

下位機是小熊派IOT開發(fā)板，測試代碼如：

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

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