qt linux串口编程

一、基础概念

串口（Serial Port）
- 串口是一种异步通信接口，用于在计算机与外部设备（如传感器、单片机等）之间传输数据。它按照一定的波特率（数据传输速率）、数据位、停止位和奇偶校验位等参数来传输数据。

Qt中的串口编程
- 在Qt框架中，提供了QSerialPort类来进行串口相关的操作。这个类封装了串口的打开、关闭、配置（如设置波特率、数据位等）以及数据的读取和写入等功能。

二、相关优势

跨平台性
- Qt本身是跨平台的，使用Qt进行Linux下的串口编程，可以方便地将代码移植到其他支持Qt的操作系统（如Windows、macOS等），减少开发成本。

易于使用
- QSerialPort类提供了简单直观的接口函数。例如，设置波特率只需要调用setBaudRate()函数，读取数据可以用readAll()函数等。
集成方便
- 可以很容易地与其他Qt模块集成，如将串口接收到的数据显示在Qt的图形界面组件（如QTextEdit）中。

三、类型（这里指串口相关概念类型）

波特率类型
- 常见的波特率有9600、19200、38400等。不同的设备可能需要设置不同的波特率才能正常通信。

数据位类型
- 一般为5、6、7或8位数据位。例如，很多设备使用8位数据位。
停止位类型
- 通常有1、1.5或2个停止位。1个停止位是最常见的设置。
奇偶校验位类型
- 包括无校验、奇校验和偶校验。用于检测数据传输过程中的错误。

四、应用场景

工业控制
- 在自动化生产线中，计算机通过串口与各种工业设备（如PLC - 可编程逻辑控制器）通信，发送控制指令并接收设备状态信息。

物联网设备连接
- 许多低功耗的物联网传感器通过串口与网关设备连接，网关设备使用类似Qt的串口编程来获取传感器数据并进一步处理。

五、可能遇到的问题及解决方法

无法打开串口
- 原因：
  - 可能是串口已经被其他程序占用。例如，在Linux系统中，可能有另一个进程已经打开了该串口。
  - 权限不足。普通用户可能没有权限访问某些串口设备（如/dev/ttyS*或/dev/ttyUSB*）。
- 解决方法：
  - 使用命令（如lsof /dev/ttyUSB0查看是否有其他进程占用该串口，如果有则停止相关进程或者选择其他未被占用的串口。
  - 对于权限不足的问题，可以将当前用户添加到相应的用户组（如dialout组，在Linux下执行sudo usermod -aG dialout $USER，然后重新登录），或者使用sudo权限运行程序（但不推荐长期使用这种方式）。

数据读取错误
- 原因：
  - 波特率等串口参数设置不匹配。如果计算机设置的波特率与外部设备不一致，会导致数据读取错误。
  - 数据格式问题，如数据位、停止位、奇偶校验位设置错误。
- 解决方法：
  - 仔细核对并确保串口参数与外部设备的要求一致。例如，如果设备手册要求波特率为115200、8位数据位、1位停止位、无校验，那么在Qt程序中要准确设置QSerialPort的相关属性：

#include <QCoreApplication>
#include <QSerialPort>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    QSerialPort serial;
    serial.setPortName("/dev/ttyUSB0");
    serial.setBaudRate(QSerialPort::Baud115200);
    serial.setDataBits(QSerialPort::Data8);
    serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop);
    serial.setParity(QSerialPort::NoParity);
    if (serial.open(QIODevice::ReadWrite)) {
        qDebug() << "Serial port opened successfully";
        // 这里可以进行数据的读写操作
        serial.close();
    } else {
        qDebug() << "Failed to open serial port";
    }
    return a.exec();
}

数据传输不稳定
- 原因：
  - 电磁干扰。如果串口线缆过长或者周围有强电磁干扰源，可能会导致数据传输错误。
  - 硬件故障。如串口接口损坏或者线缆有问题。
- 解决方法：
  - 缩短串口线缆长度，使用屏蔽良好的线缆，并且尽量避免线缆靠近强电磁干扰源。
  - 检查硬件设备，更换串口接口或者线缆。