制作一个串口温湿度上位机
- 串口接收数据
- 文本框实时显示温湿度数据
- 绘制实时变化曲线
1、新建一个工程
1.1、打开QT软件（我的QT版本是QT5.9.0），点击“+New Project”新建一个新工程，项目选择“Application”，具体模板选择“Qt Widget Application”，然后点击“Choose…”；
1.2、设置项目名称和项目创建路径；
切记：名称和创建路径均不能出现中文字符。
1.3、Kit Selection选择“Desktop Qt 5.9.0 MinGW 32bit”；
1.4、类名自定义一个，由于用不到菜单栏，因此基类选择“QWidget”，当然“QDialog”也可以，具体看需要什么。下面来解释一下这三个基类的区别是啥：
（1）QMainWindow：主窗口类，主窗口具有主菜单栏、工具栏和状态栏，类似于一般的应用程序的主窗口；
（2）QWidget：所有具有可视界面类的基类，选择QWidget创建的界面对各种界面组件都可以支持；
（3）QDialog：对话框类，可建立一个基于对话框的界面。
1.5、最后点击完成即可生成一个新的工程；
2、具体设计
2.1、建立完新工程以后，先编译一遍，编译可以点击左下方的编译按键，也可以“CTRL+R”编译。编译完成后，便会出现一个空白界面（Widget）；
编译完成后，双击Forms下的widget.ui进入ui界面设置界面。
2.2、进行界面设计：
（1）、放置几个文本框用来显示温湿度数据；在这里使用到了QT的Line Edit控件；
然后对这两个文本框进行命名，方便编写代码的时候不会弄混淆；
首先双击需要更改的文本框（LineEdit），然后在属性那里将该文本框的值改为自己的；例如，我第一个需要显示温度数据，则将其改为line_Temp;第二个需要显示湿度数据，则将其改为line_Humi；
（2）、在两个文本框前面添加各自的标题：在这里需要用到QT的label控件；
双击添加的Label更改里面的文字信息；
同样为了方便编程将这两个label的属性名称依次改成lab_Temp、lab_Humi；
但是这样有些人又会觉得字太小了，字体也不是自己喜欢的类型（比如我就喜欢楷体），怎么办呢？
在这个地方可以设置文本框的长宽大小；
在这里可以设置字体的大小和字体类型：其中字体族设置字体类型，点大小设置字体大小。
（3）、为了整齐，咱们将这四个放一块。
首先先添加一个Group Box，并调节一下大小范围。
然后全选需要放进去的四个玩意；
将这四个全部放进Group Box里面，然后点击上面的栅格布局，然后自己调节一下范围。最后改一下GroupBox的名称：实时数据。具体的字体大小和字体类型同上面一样，自行设置即可；
(4)、设置串口相关的东西
首先添加一个Combo Box，这个效果是用来下拉选项，用来显示搜索到的端口号；
咱再添加两个按钮用来搜索串口和打开串口，这里用到了QT的Push Button控件，然后继续更改相关属性，改成咱们自己方便编程的；
咱们再添加一个label用来显示"端口号："；再和上面一样添加一个Group Box，将这四个玩意也放进去进行栅格布局一下，然后调节一下位置就行了。
最后添加一个退出按钮，用来关闭这个上位机（具体设置见我另一篇博客：Qt学习笔记一：按键关闭窗口）
最后编译一遍，显示效果如图。
（5）、添加坐标系用以绘制实时动态曲线
第一步：复制两个文件到工程目录下，也可以自己新建两个TXT文件，将代码复制进去然后改后缀；具体代码后面会一并粘贴；
第二步：点击“Headers”添加现有文件，点击“Sources”添加现有文件；
这时候如果直接编译会出现很多错误，这是因为.pro工程文件没有把这两个文件添加进去；
怎么弄呢？
先双击tempandhumi.pro打开工程文件代码，然后在QT += widgets 后面加上printsupport，这样再编译就不会出错了。
然后咱们再回到ui窗口设计界面。
首先添加一个Widget并调整一下大小。
然后右键将其提升为QCustomplot。
为了方便分别，咱们这里也同样将这个坐标系放进一个GroupBox里面；具体设置就不再赘述
设计完ui界面以后，编译一遍，结果如图所示；
2.3、代码设计编写
在开始前，咱们需要在.pro文件里面加上这样一句话
QT += serialport
（1）、双击widget.h。由于是串口通信，因此要用到QT自带的串口控件。
首先咱们先添加几个头文件；
/*------------------------用户代码头文件---------------------------*/
#include <QtSerialPort/QSerialPort>//串口
#include <QtSerialPort/QSerialPortInfo>//串口
#include <QDebug>//用于在控制台输出调试信息
#include <QTime>//定时器
#include <QPainter>//坐标系绘图
然后回到ui设计界面对两个按钮进行操作：右键点击搜索串口将其转到槽，选择信号为clicked（）；
然后在widget.h和widget.cpp里面就会出现这两个按键函数；
在widget.h的private slots下面添加两个新函数：
void AnalyzeData();//数据读取
void setupPlot();//初始化
同样在widget.cpp里面添加这两个函数；
在widget.h里面的private下添加这几句代码；
QSerialPort *myserial;//声明串口类，myserial是QSerialPort的实例
bool serial_flag,start_flag;//定义两个标志位
QByteArray alldata;//接收串口数据
//绘图函数
QDateTime mycurrenttime;//系统当前时间
QDateTime mystarttime;//系统开始时间
至此widget.h里面的代码已经写完了，接下来便是具体函数的编写。
点击打开widget.cpp；
（2）、在
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
}
里面添加这几句代码
myserial = new QSerialPort();
serial_flag = true;
start_flag = true;
setupPlot();//图形界面初始化函数
（3）、搜索串口代码
void Widget::on_btn_search_port_clicked()
{
foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())//读取串口信息
{
myserial->setPort(info);//这里相当于自动识别串口号之后添加到了cmb，如果要手动选择可以用下面列表的方式添加进去
if(myserial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
ui->comboBox->addItem(myserial->portName());//将串口号添加到cmb
myserial->close();//关闭串口等待人为(打开串口按钮)打开
}
}
}
（4）、打开串口代码
void Widget::on_btn_open_port_clicked()
{
if(serial_flag)
{
ui->comboBox->setDisabled(true); //禁止修改串口
myserial->setPortName(ui->comboBox->currentText()); //设置串口号
myserial->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200); //设置波特
myserial->setDataBits(QSerialPort::Data8); //设置数据位数
myserial->setParity(QSerialPort::NoParity);//设置奇偶校验
myserial->setStopBits(QSerialPort::OneStop);//设置停止位
myserial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);//非流控制
if(myserial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
connect(myserial,&QSerialPort::readyRead,this,&Widget::AnalyzeData);
mystarttime = QDateTime::currentDateTime();//图像横坐标初始值参考点，读取初始时间
qDebug()<<"串口打开成功";
}
else
{
qDebug()<<"串口打开失败";
//QMessageBox::warning(this,tr("waring"),tr("串口打开失败"),QMessageBox::Close);
}
ui->btn_open_port->setText("关闭串口");
serial_flag = false;//串口标志位置失效
}
else
{
ui->comboBox->setEnabled(true);//串口号下拉按钮使能工作
myserial->close();
ui->btn_open_port->setText("打开串口");//按钮显示“打开串口”
serial_flag = true;//串口标志位置工作
}
}
（5）、数据分析代码
首先咱们先对串口发送过来的数据进行定义；
QByteArray mytemp = myserial->readAll();//定义mytemp为串口读取的所有数据
为了方便在控制台进行观测，我加了一句（这一句可有可无）
qDebug()<<"mytemp:"<<mytemp;
当有数据传输过来时，咱们先对数据进行拆分，因为有两个数据：温度数据和湿度数据，因此咱们先对数据进行一个简单的协议设定：数据中T与P中间的是温度数据，H与I之间的是湿度数据；当然这个数据协议也得在下位机程序里面同样设定；
QString StrI1=tr(mytemp.mid(mytemp.indexOf("T")+1,mytemp.indexOf("P")-mytemp.indexOf("T")-1));//自定义了简单协议，通过前面字母读取需要的数据
QString StrI2=tr(mytemp.mid(mytemp.indexOf("H")+1,mytemp.indexOf("I")-mytemp.indexOf("H")-1));
这个是stm32程序里面对串口发送的数据的协议设定；
然后两个文本框显示相对应的实时数据；
ui->line_Temp->setText(StrI1);//显示读取温度值
ui->line_Humi->setText(StrI2);//显示读取湿度值
由于串口发送过来的是字符串，因此咱们需要将字符串穿换成浮点数的数据格式；
float dataI1=StrI1.toFloat();//将字符串转换成float类型进行数据处理
float dataI2=StrI2.toFloat();//将字符串转换成float类型进行数据处理
获取系统时间；
mycurrenttime = QDateTime::currentDateTime();//获取系统时间
double xzb = mystarttime.msecsTo(mycurrenttime)/1000.0;//获取横坐标，相对时间就是从0开始
将转换好的数据发给坐标系显示；
ui->widget_plot->graph(0)->addData(xzb,dataI1);//添加数据1到曲线1
ui->widget_plot->graph(1)->addData(xzb,dataI2);//添加数据1到曲线1
最后设定横坐标显示范围；
if(xzb>30)
{
ui->widget_plot->xAxis->setRange((double)qRound(xzb-30),xzb);//设定x轴的范围
}
else ui->widget_plot->xAxis->setRange(0,30);//设定x轴的范围
ui->widget_plot->replot();//每次画完曲线一定要更新显示
（6）、坐标系的曲线显示代码
具体的就不分析了，里面都有注释；
void Widget::setupPlot()
{
//设置曲线一
ui->widget_plot->addGraph();//添加一条曲线
QPen pen;
pen.setWidth(1);//设置画笔线条宽度
pen.setColor(Qt::blue);
ui->widget_plot->graph(0)->setPen(pen);//设置画笔颜色
ui->widget_plot->graph(0)->setBrush(QBrush(QColor(0, 0, 255, 20))); //设置曲线画刷背景
ui->widget_plot->graph(0)->setName("0-100");
ui->widget_plot->graph(0)->setAntialiasedFill(false);
ui->widget_plot->graph(0)->setLineStyle((QCPGraph::LineStyle)1);//曲线画笔
ui->widget_plot->graph(0)->setScatterStyle(QCPScatterStyle(QCPScatterStyle::ssNone,5));//曲线形状
ui->widget_plot->addGraph();//添加一条曲线
pen.setColor(Qt::red);
ui->widget_plot->graph(1)->setPen(pen);//设置画笔颜色
ui->widget_plot->graph(1)->setBrush(QBrush(QColor(0, 0, 255, 20))); //设置曲线画刷背景
ui->widget_plot->graph(1)->setName("0-100");
ui->widget_plot->graph(1)->setAntialiasedFill(false);
ui->widget_plot->graph(1)->setLineStyle((QCPGraph::LineStyle)1);//曲线画笔
ui->widget_plot->graph(1)->setScatterStyle(QCPScatterStyle(QCPScatterStyle::ssNone,5));//曲线形状
//设置图表
ui->widget_plot->xAxis->setLabel(QStringLiteral("时间/s"));//设置x坐标轴名称
ui->widget_plot->xAxis->setLabelColor(QColor(20,20,20));//设置x坐标轴名称颜色
ui->widget_plot->xAxis->setAutoTickStep(false);//设置是否自动分配刻度间距
ui->widget_plot->xAxis->setTickStep(2);//设置刻度间距5
ui->widget_plot->xAxis->setRange(0,30);//设定x轴的范围
ui->widget_plot->yAxis->setLabel(QStringLiteral("PH & TDS"));//设置y坐标轴名称
ui->widget_plot->yAxis->setLabelColor(QColor(20,20,20));//设置y坐标轴名称颜色
ui->widget_plot->yAxis->setAutoTickStep(false);//设置是否自动分配刻度间距
ui->widget_plot->yAxis->setTickStep(10);//设置刻度间距1
ui->widget_plot->yAxis->setRange(0,100);//设定y轴范围
ui->widget_plot->axisRect()->setupFullAxesBox(true);//设置缩放，拖拽，设置图表的分类图标显示位置
ui->widget_plot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom| QCP::iSelectAxes);
ui->widget_plot->axisRect()->insetLayout()->setInsetAlignment(0,Qt::AlignTop | Qt::AlignRight);//图例显示位置右上
ui->widget_plot->legend->setVisible(true);//显示图例
ui->widget_plot->replot();
}
到此，所有代码就编写完成。运行一下：
如果咱们需要给它换个名称，便在ui->setupUi（this）；下面添加这么一句话即可；这样的话就可以更改标题了，至于更换软件图标（左上角那个东东），也很简单，自己去搜一下如何添加ico文件，我这里就不多说了；
this->setWindowTitle(QString("温湿度监测系统")); //设置标题
3、测试结果
将制作的基于STM32的温湿度系统通过串口与电脑连接，打开上位机，点击搜索串口，然后点击打开串口，这样数据就会慢慢传递过来，同时也会绘制出两个参数的变化曲线；
效果如下
4、相关代码
4.1、tempandhumi.pro
#-------------------------------------------------
#
# Project created by QtCreator 2020-08-29T10:38:04
#
#-------------------------------------------------
QT += core gui
QT += serialport
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets printsupport
TARGET = tempandhumi
TEMPLATE = app
# The following define makes your compiler emit warnings if you use
# any feature of Qt which as been marked as deprecated (the exact warnings
# depend on your compiler). Please consult the documentation of the
# deprecated API in order to know how to port your code away from it.
DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
# You can also make your code fail to compile if you use deprecated APIs.
# In order to do so, uncomment the following line.
# You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000 # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0
SOURCES += \
main.cpp \
widget.cpp \
qcustomplot.cpp
HEADERS += \
widget.h \
qcustomplot.h
FORMS += \
widget.ui
4.2、widget.h
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include <QWidget>
/*------------------------用户代码头文件---------------------------*/
#include <QtSerialPort/QSerialPort>//串口
#include <QtSerialPort/QSerialPortInfo>//串口
#include <QDebug>//用于在控制台输出调试信息
#include <QTime>//定时器
#include <QPainter>//坐标系绘图
namespace Ui {
class Widget;
}
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit Widget(QWidget *parent = 0);
~Widget();
private slots:
void on_btn_search_port_clicked();
void on_btn_open_port_clicked();
void AnalyzeData();//数据读取
void setupPlot();//初始化
private:
Ui::Widget *ui;
QSerialPort *myserial;//声明串口类，myserial是QSerialPort的实例
bool serial_flag,start_flag;//定义两个标志位
QByteArray alldata;//接收串口数据
//绘图函数
QDateTime mycurrenttime;//系统当前时间
QDateTime mystarttime;//系统开始时间
};
#endif // WIDGET_H
4.3、main.cpp
#include "widget.h"
#include <QApplication>
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv);
Widget w;
w.show();
return a.exec();
}
4.4、widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QVector>
#include <QMessageBox>
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
this->setWindowTitle(QString("温湿度监测系统")); //设置标题
myserial = new QSerialPort();
serial_flag = true;
start_flag = true;
setupPlot();//图形界面初始化函数
}
Widget::~Widget()
{
delete ui;
}
void Widget::on_btn_search_port_clicked()
{
foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())//读取串口信息
{
myserial->setPort(info);//这里相当于自动识别串口号之后添加到了cmb，如果要手动选择可以用下面列表的方式添加进去
if(myserial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
ui->comboBox->addItem(myserial->portName());//将串口号添加到cmb
myserial->close();//关闭串口等待人为(打开串口按钮)打开
}
}
}
void Widget::on_btn_open_port_clicked()
{
if(serial_flag)
{
ui->comboBox->setDisabled(true); //禁止修改串口
myserial->setPortName(ui->comboBox->currentText()); //设置串口号
myserial->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200); //设置波特
myserial->setDataBits(QSerialPort::Data8); //设置数据位数
myserial->setParity(QSerialPort::NoParity);//设置奇偶校验
myserial->setStopBits(QSerialPort::OneStop);//设置停止位
myserial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);//非流控制
if(myserial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
connect(myserial,&QSerialPort::readyRead,this,&Widget::AnalyzeData);
mystarttime = QDateTime::currentDateTime();//图像横坐标初始值参考点，读取初始时间
qDebug()<<"串口打开成功";
}
else
{
qDebug()<<"串口打开失败";
//QMessageBox::warning(this,tr("waring"),tr("串口打开失败"),QMessageBox::Close);
}
ui->btn_open_port->setText("关闭串口");
serial_flag = false;//串口标志位置失效
}
else
{
ui->comboBox->setEnabled(true);//串口号下拉按钮使能工作
myserial->close();
ui->btn_open_port->setText("打开串口");//按钮显示“打开串口”
serial_flag = true;//串口标志位置工作
}
}
void Widget::AnalyzeData()
{
QByteArray mytemp = myserial->readAll();//定义mytemp为串口读取的所有数据
qDebug()<<"mytemp:"<<mytemp;
if(!mytemp.isEmpty())
{
QString StrI1=tr(mytemp.mid(mytemp.indexOf("T")+1,mytemp.indexOf("P")-mytemp.indexOf("T")-1));//自定义了简单协议，通过前面字母读取需要的数据
QString StrI2=tr(mytemp.mid(mytemp.indexOf("H")+1,mytemp.indexOf("I")-mytemp.indexOf("H")-1));
ui->line_Temp->setText(StrI1);//显示读取温度值
ui->line_Humi->setText(StrI2);//显示读取湿度值
float dataI1=StrI1.toFloat();//将字符串转换成float类型进行数据处理
float dataI2=StrI2.toFloat();//将字符串转换成float类型进行数据处理
mycurrenttime = QDateTime::currentDateTime();//获取系统时间
double xzb = mystarttime.msecsTo(mycurrenttime)/1000.0;//获取横坐标，相对时间就是从0开始
qDebug()<<"xzb:"<<xzb;
//注：下位机每隔10ms发送一次数据
ui->widget_plot->graph(0)->addData(xzb,dataI1);//添加数据1到曲线1
ui->widget_plot->graph(1)->addData(xzb,dataI2);//添加数据1到曲线1
if(xzb>30)
{
ui->widget_plot->xAxis->setRange((double)qRound(xzb-30),xzb);//设定x轴的范围
}
else ui->widget_plot->xAxis->setRange(0,30);//设定x轴的范围
ui->widget_plot->replot();//每次画完曲线一定要更新显示
}
}
void Widget::setupPlot()
{
//设置曲线一
ui->widget_plot->addGraph();//添加一条曲线
QPen pen;
pen.setWidth(1);//设置画笔线条宽度
pen.setColor(Qt::blue);
ui->widget_plot->graph(0)->setPen(pen);//设置画笔颜色
ui->widget_plot->graph(0)->setBrush(QBrush(QColor(0, 0, 255, 20))); //设置曲线画刷背景
ui->widget_plot->graph(0)->setName("0-100");
ui->widget_plot->graph(0)->setAntialiasedFill(false);
ui->widget_plot->graph(0)->setLineStyle((QCPGraph::LineStyle)1);//曲线画笔
ui->widget_plot->graph(0)->setScatterStyle(QCPScatterStyle(QCPScatterStyle::ssNone,5));//曲线形状
ui->widget_plot->addGraph();//添加一条曲线
pen.setColor(Qt::red);
ui->widget_plot->graph(1)->setPen(pen);//设置画笔颜色
ui->widget_plot->graph(1)->setBrush(QBrush(QColor(0, 0, 255, 20))); //设置曲线画刷背景
ui->widget_plot->graph(1)->setName("0-100");
ui->widget_plot->graph(1)->setAntialiasedFill(false);
ui->widget_plot->graph(1)->setLineStyle((QCPGraph::LineStyle)1);//曲线画笔
ui->widget_plot->graph(1)->setScatterStyle(QCPScatterStyle(QCPScatterStyle::ssNone,5));//曲线形状
//设置图表
ui->widget_plot->xAxis->setLabel(QStringLiteral("时间/s"));//设置x坐标轴名称
ui->widget_plot->xAxis->setLabelColor(QColor(20,20,20));//设置x坐标轴名称颜色
ui->widget_plot->xAxis->setAutoTickStep(false);//设置是否自动分配刻度间距
ui->widget_plot->xAxis->setTickStep(2);//设置刻度间距5
ui->widget_plot->xAxis->setRange(0,30);//设定x轴的范围
ui->widget_plot->yAxis->setLabel(QStringLiteral("PH & TDS"));//设置y坐标轴名称
ui->widget_plot->yAxis->setLabelColor(QColor(20,20,20));//设置y坐标轴名称颜色
ui->widget_plot->yAxis->setAutoTickStep(false);//设置是否自动分配刻度间距
ui->widget_plot->yAxis->setTickStep(10);//设置刻度间距1
ui->widget_plot->yAxis->setRange(0,100);//设定y轴范围
ui->widget_plot->axisRect()->setupFullAxesBox(true);//设置缩放，拖拽，设置图表的分类图标显示位置
ui->widget_plot->setInteractions(QCP::iRangeDrag | QCP::iRangeZoom| QCP::iSelectAxes);
ui->widget_plot->axisRect()->insetLayout()->setInsetAlignment(0,Qt::AlignTop | Qt::AlignRight);//图例显示位置右上
ui->widget_plot->legend->setVisible(true);//显示图例
ui->widget_plot->replot();
}
鉴于qcustomplot.h和qcustomplot.cpp代码太长因此我将它俩放在我的百度网盘里面，请自行下载。
链接：https://pan.baidu.com/s/1wICZSL4GgmBggYi8IuV7mg
提取码：65yg
项目源代码：温湿度上位机
我也是个初学者，有什么问题可以互相讨论互相学习，如果觉得这篇文章对你有用请点赞评论一波谢谢。
转载：https://blog.csdn.net/qq_39542860/article/details/108291462
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