Qt子執行緒、多執行緒使用串口 QSerialPort QThread QObject

文章示例工程下載地址：
https://download.csdn.net/download/u014779536/13790253

1.創建工程

1.1 建立空白工程

工程名：Qt_MultiThread_SerialPort

1.2 添加控制元件

添加下圖所示的所有控制元件，并重新命名：

各控制元件命名如下：

2. 在主執行緒實作串口發送

實作串口發送我們需要進行以下幾個步驟：

• 查找可用串口
• 打開串口
• 通信發送
• 通信接收
• 關閉串口
• 字串轉16位元組（發送用）
• 16位元組轉字串（顯示用）

2.1 在.pro檔案和.h檔案中引入QSerialPort

QT       += serialport

#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>

void InitSerialPortName();

2.2 查找可用串口

我們在程式啟動時自動搜索電腦設備，并將可用的串口名稱添加到串口選擇框，

void MainWindow::InitSerialPortName()
{
    // 清空下拉框
    ui->box_portName->clear();

    //通過QSerialPortInfo查找可用串口
    foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())
    {
        QString showName = info.portName()+":"+info.description();
        qDebug() << showName.length();
        ui->box_portName->addItem(showName);
    }
}

2.3 打開&關閉串口

在manwindow.h中宣告串口

設定打開按鈕關閉槽函式：

void MainWindow::on_btn_openPort_clicked()
{
    if(ui->btn_openPort->text()==QString("打開串口"))
    {
        //設定串口名
        QString portName = (ui->box_portName->currentText()).split(":").at(0);
        qDebug() << portName;
        serial_1.setPortName(portName);

        //設定波特率
        serial_1.setBaudRate(ui->box_baudrate->currentText().toInt());

        //設定停止位
        if(ui->box_stopBit->currentText() == "1")
            serial_1.setStopBits(QSerialPort::OneStop);
        else if(ui->box_stopBit->currentText() == "1.5")
            serial_1.setStopBits(QSerialPort::OneAndHalfStop);
        else if(ui->box_stopBit->currentText() == "2")
            serial_1.setStopBits(QSerialPort::TwoStop);

        //設定資料位數
        if(ui->box_dataBits->currentText() == "8")
            serial_1.setDataBits(QSerialPort::Data8);
        else if(ui->box_dataBits->currentText() == "7")
            serial_1.setDataBits(QSerialPort::Data7);
        else if(ui->box_dataBits->currentText() == "6")
            serial_1.setDataBits(QSerialPort::Data6);
        else if(ui->box_dataBits->currentText() == "5")
            serial_1.setDataBits(QSerialPort::Data5);

        //設定奇偶校驗
        if(ui->box_parityBit->currentText() == "None")
            serial_1.setParity(QSerialPort::NoParity);
        else if(ui->box_parityBit->currentText() == "Even")
            serial_1.setParity(QSerialPort::EvenParity);
        else if(ui->box_parityBit->currentText() == "Odd")
            serial_1.setParity(QSerialPort::OddParity);

        //設定流控制
        serial_1.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);

        //打開串口
        if(!serial_1.open(QIODevice::ReadWrite))
        {
            QMessageBox::about(NULL, "提示", "無法打開串口！");
            return;
        }

        //下拉選單控制元件失能
        ui->box_portName->setEnabled(false);
        ui->box_baudrate->setEnabled(false);
        ui->box_dataBits->setEnabled(false);
        ui->box_parityBit->setEnabled(false);
        ui->box_stopBit->setEnabled(false);

        ui->btn_openPort->setText(QString("關閉串口"));
        //發送按鍵使能
        ui->btn_send->setEnabled(true);
    }
    else
    {
        //關閉串口
        serial_1.close();

        //下拉選單控制元件使能
        ui->box_portName->setEnabled(true);
        ui->box_baudrate->setEnabled(true);
        ui->box_dataBits->setEnabled(true);
        ui->box_parityBit->setEnabled(true);
        ui->box_stopBit->setEnabled(true);

        ui->btn_openPort->setText(QString("打開串口"));
        //發送按鍵失能
        ui->btn_send->setEnabled(false);
    }
}

2.4 將位元組序列轉換為對應的16進制字串

/*
 * @breif 將位元組序列轉換為對應的16進制字串
 */
QString MainWindow::ByteArrayToHexString(QByteArray data)
{
    QString ret(data.toHex().toUpper());
    int len = ret.length()/2;
    qDebug()<<len;
    for(int i=1;i<len;i++)
    {
        //qDebug()<<i;
        ret.insert(2*i+i-1," ");
    }

    return ret;
}

2.5 將16進制字串轉換為對應的位元組序列

/*
 * @breif 將16進制字串轉換為對應的位元組序列
 */
QByteArray MainWindow::HexStringToByteArray(QString HexString)
{
    bool ok;
    QByteArray ret;
    HexString = HexString.trimmed();
    HexString = HexString.simplified();
    QStringList sl = HexString.split(" ");

    foreach (QString s, sl) {
        if(!s.isEmpty())
        {
            char c = s.toInt(&ok,16)&0xFF;
            if(ok){
                ret.append(c);
            }else{
                qDebug()<<"非法的16進制字符："<<s;
                QMessageBox::warning(0,tr("錯誤："),QString("非法的16進制字符: \"%1\"").arg(s));
            }
        }
    }
    //qDebug()<<ret;
    return ret;
}

2.6 使用串口發送

/*
 * @breif 發送資料
 */
void MainWindow::on_btn_send_clicked()
{
    //獲取界面上的資料并轉換成utf8格式的位元組流
    QByteArray data;

    if(ui->check_hexSend->isChecked() == true)
        data = HexStringToByteArray(ui->edit_dataSend->toPlainText());
    else
        data = ui->edit_dataSend->toPlainText().toUtf8();

    serial_1.write(data);
}

/*
 * @breif 清空發送框
 */
void MainWindow::on_btn_clearSend_clicked()
{
    ui->edit_dataSend->clear();
}

效果演示：

2.7 使用串口接收

串口接收有兩種方式：

1. 主動查詢
2. 等待訊息接收中斷

我們這里介紹第二種，

[signal] void QIODevice::readyRead()

每當有新資料可用于從設備的當前讀取通道讀取時，都會發出此信號， 僅當有新資料可用時（例如，當網路套接字上有新的網路資料有效負載到達時，或將新的資料塊附加到設備上時），它才會再次發出，

readyRead（）不會遞回地發出； 如果您重新進入事件回圈或在連接到readyRead（）信號的插槽內呼叫waitForReadyRead（），則不會重新發出該信號（盡管waitForReadyRead（）可能仍回傳true），

對于實作從QIODevice派生的類的開發人員請注意：當新資料到達時，您應該始終發出readyRead（）（不要僅僅因為緩沖區中仍有待讀取的資料而發出它）， 在其他情況下不要發出readyRead（），

撰寫接收函式：

void MainWindow::serialPort_readyRead()
{
    // 獲取當前時間字串
    QDateTime current_date_time =QDateTime::currentDateTime();
    QString dateStr =current_date_time.toString("[yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz]");

    //從接識訓沖區中讀取資料
    QByteArray buffer = serial_1.readAll();
    QString bufferStr = ByteArrayToHexString(buffer);

    QString displayStr = dateStr+"\n"+bufferStr+"\n";

    //從界面中讀取以前收到的資料
    QString oldString = ui->browser_dataReceive->toPlainText();
    oldString = oldString + QString(displayStr);
    //清空以前的顯示
    ui->browser_dataReceive->clear();
    //重新顯示
    ui->browser_dataReceive->append(oldString);
}

在建構式關聯信號與槽：

//連接信號和槽
    connect(&serial_1, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWindow::serialPort_readyRead);

效果演示：

3. 在子執行緒實作串口發送與接收

假如我們要對一個串口進行長時間的輪詢監控，我們不可能把它放在GUI執行緒處理，這樣會造成界面卡頓，此時，我們就需要在子執行緒使用串口，具體怎么使用呢？我們將串口指標傳入子執行緒進行處理，

3.1 建立串口事務處理子執行緒類:SerialWorker

點擊 “Add New":

選擇”C++ class“：

設定類屬性：

3.2 修改默認工程

1. 修改 serialworker.h

#ifndef SERIALWORKER_H
#define SERIALWORKER_H

#include <QObject>
#include <QSerialPort>

class SerialWorker : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit SerialWorker(QSerialPort *ser,QObject *parent = nullptr);

signals:

private:
    QSerialPort *serial;
};

#endif // SERIALWORKER_H

2. 修改 serialworker.cpp

3.3 增加子執行緒串口發送、接收槽函式、結果通知信號

.h檔案：

#ifndef SERIALWORKER_H
#define SERIALWORKER_H

#include <QObject>
#include <QSerialPort>

class SerialWorker : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit SerialWorker(QSerialPort *ser,QObject *parent = nullptr);

signals:
    void sendResultToGui(QString result);

public slots:
    void doDataSendWork(const QByteArray data);
    void doDataReciveWork();

private:
    QSerialPort *serial;
};

#endif // SERIALWORKER_H

cpp檔案：

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-6KWaX92P-1608952364444)(https://tangxing-markdown-pic.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/images/20201225162529.png"/>

在mainwindow.cpp 發送資料：

/*
 * @breif 發送資料
 */
void MainWindow::on_btn_send_clicked()
{
    //獲取界面上的資料并轉換成utf8格式的位元組流
    QByteArray data;

    if(ui->check_hexSend->isChecked() == true)
        data = HexStringToByteArray(ui->edit_dataSend->toPlainText());
    else
        data = ui->edit_dataSend->toPlainText().toUtf8();

    // 在主執行緒發送
    //serial_1.write(data);

    // 在子執行緒發送
    emit serialDataSend(data);
    qDebug() <<  "主執行緒發送信號，執行緒ID：" << QThread::currentThreadId();
}

在mainwindow.cpp 結果結果：

void MainWindow::handleResults(QString &result)
{
    qDebug() <<  "主執行緒收到結果資料：" << result << "執行緒ID：" << QThread::currentThreadId();
}

3.5 在GUI執行緒中添加串口子執行緒

在mainwindow.h定義子執行緒：

QThread serialThread_1; // 定義子執行緒

在mainwindow.h使用串口子執行緒：

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    InitSerialPortName();

    // 1.新建串口處理子執行緒
    SerialWorker *serialWorker = new SerialWorker(&serial_1);
    serialWorker->moveToThread(&serialThread_1);

    // 2.連接信號和槽
    connect(&serialThread_1, &QThread::finished,
            serialWorker, &QObject::deleteLater);           // 執行緒結束，自動洗掉物件
    connect(this, &MainWindow::serialDataSend,
            serialWorker, &SerialWorker::doDataSendWork);   // 主執行緒串口資料發送的信號
    connect(&serial_1, &QSerialPort::readyRead,
            serialWorker, &SerialWorker::doDataReciveWork); // 主執行緒通知子執行緒接收資料的信號
    connect(serialWorker, &SerialWorker::sendResultToGui,
            this, &MainWindow::handleResults);              // 主執行緒收到資料結果的信號

    // 3.開始運行子執行緒
    serialThread_1.start();                   // 執行緒開始運行

    // 在主執行緒接收串口資料
    //connect(&serial_1, &QSerialPort::readyRead, this, &MainWindow::serialPort_readyRead);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    // 退出串口1子執行緒
    serialThread_1.quit();
    serialThread_1.wait();

    delete ui;
}

3.6 效果演示

文章示例工程下載地址：
https://download.csdn.net/download/u014779536/13790253