QT开发（五十）——QT串口编程基础

一、QtSerialPort简介

1、串口通信基础

目前使用最广泛的串口为DB9接口，适用于较近距离的通信。一般小于10米。DB9接口有9个针脚。

串口通信的主要参数如下：

A、波特率：衡量通信速度的参数，表示每秒钟传送的bit的个数。例如9600波特表示每秒钟发送9600个bit。

B、数据位：衡量通信中实际数据位的参数，当计算机发送一个信息包，实际包含的有效数据位个数。

C、停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1和2位。

D、奇偶校验位：串口通信中一种检错方式。常用的检错方式有：偶、奇校验。

2、QtSerialPort模块简介

QtSerialPort模块是QT5中附加模块的一个模块，为硬件和虚拟的串口提供统一的接口。

串口由于其简单和可靠，目前在像嵌入式系统、机器人等工业中依旧用得很多。使用QtSerialPort模块，开发者可以大大缩短开发串口相关的应用程的周期。

Qt SerialPort提供了基本的功能，包括配置、I/O *** 作、获取和设置RS-232引脚的信号。

Qt SerialPort模块暂不支持以下特性：

A、终端的特性，例如回显，控制CR/LF等等

B、文本模式

C、读或写 *** 作的超时和延时配置

D、当RS-232引脚信号变化通知

#include <QtSerialPort/QtSerialPort>

要链接QtSerialPort模块，需要在.pro文件中添加如下内容：

QT += serialport

二、QSerialPort

1、QSerialPort简介

QSerialPort提供了访问串口的接口函数。使用辅助类QSerialPortInfo可以获取可用的串口信息。将QSerialPortInfo辅助类对象做为参数，使用setPort()或setPortName()函数可以设置要访问的串口设备。

设置好端口后，可以使用open()函数以只读、只写或读写的模式打开使用。

注意，串口使用独占方式打开。

使用close()函数关闭串口并且取消IO *** 作。

串口成功打开后，QSerialPort会尝试确定串口的当前配置并初始化。可以使用setBaudRate()、setDataBits()、setParity()、setStopBits()和setFlowControl()函数重新配置端口设置。

有一对名为QSerialPort::dataTerminalReady、QSerialPort::requestToSend的属性

QSerialPort提供了中止正在调用线程直到信号触发的一系列函数。这些函数用于阻塞串口。

waitForReadyRead()：阻塞调用，直到有新的数据可读

waitForBytesWritten()：阻塞调用，直到数据以及写入串口

阻塞串口编程与非阻塞串口编程完全不同。阻塞串口不会要求时间循环并且通常会简化代码。然而，在GUI程序中，为了避免冻结用户界面，阻塞串口编程只能用于非GUI线程。

QSerialPort也能使用QTextStream和QDataStream的流 *** 作符。在试图使用流 *** 作符>>读时，需要确保有足够可用的数据。

2、QSerialPort成员函数

QSerialPort::QSerialPort(QObject *parent = Q_NULLPTR)

QSerialPort::QSerialPort(const QString &name, QObject *parent = Q_NULLPTR)

QSerialPort::QSerialPort(const QSerialPortInfo &serialPortInfo, QObject *parent = Q_NULLPTR)

[virtual] bool QSerialPort::atEnd() const

[signal] void QSerialPort::baudRateChanged(qint32 baudRate, QSerialPort::Directions directions)

[virtual] qint64 QSerialPort::bytesAvailable() const

[virtual] qint64 QSerialPort::bytesToWrite() const

[virtual] void QSerialPort::close()

void QSerialPort::setPort(const QSerialPortInfo &serialPortInfo)

void QSerialPort::setPortName(const QString &name)

三、QSerialPortInfo

1、QSerialPortInfo简介

QSerialPortInfo类提供已有串口设备的信息。使用QSerialPortInfo类的静态成员函数生成QSerialPortInfo对象的链表。链表中的每个QSerialPortInfo对象代表一个串口，每个串口可以使用端口名、系统定位、描述、制造商查询。QSerialPortInfo类对象也可以用做QSerialPort类的setPort()成员函数的参数。

2、QSerialPortInfo成员函数

QSerialPortInfo::QSerialPortInfo(const QSerialPort &port)

QSerialPortInfo::QSerialPortInfo(const QString &name)

QSerialPortInfo::QSerialPortInfo(const QSerialPortInfo &other)

[static] QList<QSerialPortInfo>QSerialPortInfo::availablePorts()

QString QSerialPortInfo::description() const

bool QSerialPortInfo::hasProductIdentifier() const

bool QSerialPortInfo::hasVendorIdentifier() const

bool QSerialPortInfo::isBusy() const

QString QSerialPortInfo::manufacturer() const

QString QSerialPortInfo::portName() const

quint16 QSerialPortInfo::productIdentifier() const

QString QSerialPortInfo::serialNumber() const

[static] QList<qint32>QSerialPortInfo::standardBaudRates()

void QSerialPortInfo::swap(QSerialPortInfo &other)

QString QSerialPortInfo::systemLocation() const

quint16 QSerialPortInfo::vendorIdentifier() const

3、QSerialPortInfo显示串口信息实例

串口时钟使能，GPIO 时钟使能

2) 串口复位

3) GPIO 端口模式设置

4) 串口参数初始化

5) 开启中断并且初始化 NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）

6) 使能串口

7) 编写中断处理函数

.串口时钟使能。串口是挂载在 APB2 下面的外设，所以使能函数为：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1)；

2.串口复位。当外设出现异常的时候可以通过复位设置，实现该外设的复位，然后重新配置

这个外设达到让其重新工作的目的。一般在系统刚开始配置外设的时候，都会先执行复位该外

设的 *** 作。复位的是在函数 USART_DeInit()中完成：

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx)//串口复位

比如我们要复位串口 1，方法为：

USART_DeInit(USART1)//复位串口 1

3.串口参数初始化。串口初始化是通过 USART_Init()函数实现的，

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)；

这个函数的第一个入口参数是指定初始化的串口标号，这里选择 USART1。

第二个入口参数是一个 USART_InitTypeDef 类型的结构体指针，这个结构体指针的成员变量用

来设置串口的一些参数。一般的实现格式为：

USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound//一般设置为 9600

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b//字长为 8 位数据格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1//一个停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No//无奇偶校验位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl

= USART_HardwareFlowControl_None//无硬件数据流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx

//收发模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure)//初始化串口

从上面的初始化格式可以看出初始化需要设置的参数为：波特率，字长，停止位，奇偶校验位，

硬件数据流控制，模式（收，发）。我们可以根据需要设置这些参数。

4.数据发送与接收。STM32 的发送与接收是通过数据寄存器 USART_DR 来实现的，这是

一个双寄存器，包含了 TDR 和 RDR。当向该寄存器写数据的时候，串口就会自动发送，当收

到数据的时候，也是存在该寄存器内。

STM32 库函数 *** 作 USART_DR 寄存器发送数据的函数是：

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)

通过该函数向串口寄存器 USART_DR 写入一个数据。

STM32 库函数 *** 作 USART_DR 寄存器读取串口接收到的数据的函数是：

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)

通过该函数可以读取串口接受到的数据。

5.串口状态。串口的状态可以通过状态寄存器 USART_SR 读取。USART_SR 的各位描述如

这里我们关注一下两个位，第 5、6 位 RXNE 和 TC。

RXNE（读数据寄存器非空），当该位被置 1 的时候，就是提示已经有数据被接收到了，并

且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR，通过读 USART_DR 可以将

该位清零，也可以向该位写 0，直接清除。

TC（发送完成），当该位被置位的时候，表示 USART_DR 内的数据已经被发送完成了。如

果设置了这个位的中断，则会产生中断。该位也有两种清零方式：1）读 USART_SR，写

USART_DR。2）直接向该位写 0。

状态寄存器的其他位我们这里就不做过多讲解，大家需要可以查看中文参考手册。

在我们固件库函数里面，读取串口状态的函数是：

FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG)；

这个函数的第二个入口参数非常关键，它是标示我们要查看串口的哪种状态，比如上面讲解的

RXNE(读数据寄存器非空)以及 TC(发送完成)。例如我们要判断读寄存器是否非空(RXNE)， ***

作库函数的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)

我们要判断发送是否完成(TC)， *** 作库函数的方法是：

USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)

这些标识号在 MDK 里面是通过宏定义定义的：

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