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Python Qt GUI 设计：做一款串口调试助手（实战篇—1）
作者：不脱发的程序猿
- 2022 年 1 月 28 日
本文字数：6838 字
阅读完需：约 22 分钟
Python Qt GUI 设计系列博文终于到了实战篇，本篇博文将贯穿之前的基础知识点实现一款串口调试助手。
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1、UI 设计
UI 设计使用 Qt Creator 实现，组件布局如下所示：
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2、将 UI 文件转换为 Py 文件
这里使用 Python 脚本的方式将 UI 文件转换为 Python 文件，代码如下所示：
import osimport os.path dir ='./' #文件所在的路径 #找出路径下所有的.ui文件def listUiFile(): list = [] files = os.listdir(dir) for filename in files: #print(filename) if os.path.splitext(filename)[1] == '.ui': list.append(filename) return list #把扩展名未.ui的转换成.py的文件def transPyFile(filename): return os.path.splitext(filename)[0] + '.py' #通过命令把.ui文件转换成.py文件def runMain(): list = listUiFile() for uifile in list: pyfile = transPyFile(uifile) cmd = 'pyuic5 -o {pyfile} {uifile}'.format(pyfile=pyfile, uifile=uifile) os.system(cmd) if __name__ =="__main__": runMain()复制代码
3、逻辑功能实现
3.1、初始化程序
首先初始化一些组件和标志位的状态，设置信号与槽的关系，实现代码如下所示：
# 初始化程序 def __init__(self): super(Pyqt5_Serial, self).__init__() self.setupUi(self) self.init() self.ser = serial.Serial() self.port_check() # 设置Logo和标题 self.setWindowIcon(QIcon('Com.png')) self.setWindowTitle("串口调试助手 【公众号】美男子玩编程") # 设置禁止拉伸窗口大小 self.setFixedSize(self.width(), self.height()) # 发送数据和接收数据数目置零 self.data_num_sended = 0 self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended)) self.data_num_received = 0 self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received)) # 串口关闭按钮使能关闭 self.Pushbuttom3.setEnabled(False) # 发送框、文本框清除 self.Text1.setText("") self.Text2.setText("") # 建立控件信号与槽关系 def init(self): # 串口检测按钮 self.Pushbuttom2.clicked.connect(self.port_check) # 串口打开按钮 self.Pushbuttom1.clicked.connect(self.port_open) # 串口关闭按钮 self.Pushbuttom3.clicked.connect(self.port_close) # 定时发送数据 self.timer_send = QTimer() self.timer_send.timeout.connect(self.data_send) self.Checkbox7.stateChanged.connect(self.data_send_timer) # 发送数据按钮 self.Pushbuttom6.clicked.connect(self.data_send) # 加载日志 self.Pushbuttom4.clicked.connect(self.savefiles) # 加载日志 self.Pushbuttom5.clicked.connect(self.openfiles) # 跳转链接 self.commandLinkButton1.clicked.connect(self.link) # 清除发送按钮 self.Pushbuttom7.clicked.connect(self.send_data_clear) # 清除接收按钮 self.Pushbuttom8.clicked.connect(self.receive_data_clear)复制代码
3.2、串口检测程序
检测电脑上所有串口，实现代码如下所示：
# 串口检测 def port_check(self): # 检测所有存在的串口，将信息存储在字典中 self.Com_Dict = {} port_list = list(serial.tools.list_ports.comports()) self.Combobox1.clear() for port in port_list: self.Com_Dict["%s" % port[0]] = "%s" % port[1] self.Combobox1.addItem(port[0]) # 无串口判断 if len(self.Com_Dict) == 0: self.Combobox1.addItem("无串口")3.3、 设置及打开串口程序检测到串口后进行配置，打开串口，并且启动定时器一直接收用户输入，实现代码如下所示： # 打开串口 def port_open(self): self.ser.port = self.Combobox1.currentText() # 串口号 self.ser.baudrate = int(self.Combobox2.currentText()) # 波特率 flag_data = int(self.Combobox3.currentText()) # 数据位 if flag_data == 5: self.ser.bytesize = serial.FIVEBITS elif flag_data == 6: self.ser.bytesize = serial.SIXBITS elif flag_data == 7: self.ser.bytesize = serial.SEVENBITS else: self.ser.bytesize = serial.EIGHTBITS flag_data = self.Combobox4.currentText() # 校验位 if flag_data == "None": self.ser.parity = serial.PARITY_NONE elif flag_data == "Odd": self.ser.parity = serial.PARITY_ODD else: self.ser.parity = serial.PARITY_EVEN flag_data = int(self.Combobox5.currentText()) # 停止位 if flag_data == 1: self.ser.stopbits = serial.STOPBITS_ONE else: self.ser.stopbits = serial.STOPBITS_TWO flag_data = self.Combobox6.currentText() # 流控 if flag_data == "No Ctrl Flow": self.ser.xonxoff = False #软件流控 self.ser.dsrdtr = False #硬件流控 DTR self.ser.rtscts = False #硬件流控 RTS elif flag_data == "SW Ctrl Flow": self.ser.xonxoff = True #软件流控 else: if self.Checkbox3.isChecked(): self.ser.dsrdtr = True #硬件流控 DTR if self.Checkbox4.isChecked(): self.ser.rtscts = True #硬件流控 RTS try: time.sleep(0.1) self.ser.open() except: QMessageBox.critical(self, "串口异常", "此串口不能被打开！") return None # 串口打开后，切换开关串口按钮使能状态，防止失误操作 if self.ser.isOpen(): self.Pushbuttom1.setEnabled(False) self.Pushbuttom3.setEnabled(True) self.formGroupBox1.setTitle("串口状态（开启）") # 定时器接收数据 self.timer = QTimer() self.timer.timeout.connect(self.data_receive) # 打开串口接收定时器，周期为1ms self.timer.start(1)复制代码
3.4、定时发送数据程序
通过定时器，可支持 1ms 至 30s 之间数据定时，实现代码如下所示：
# 定时发送数据 def data_send_timer(self): try: if 1<= int(self.Lineedit1.text()) <= 30000: # 定时时间1ms~30s内 if self.Checkbox7.isChecked(): self.timer_send.start(int(self.Lineedit1.text())) self.Lineedit1.setEnabled(False) else: self.timer_send.stop() self.Lineedit1.setEnabled(True) else: QMessageBox.critical(self, '定时发送数据异常', '定时发送数据周期仅可设置在30秒内！') except: QMessageBox.critical(self, '定时发送数据异常', '请设置正确的数值类型！')复制代码
3.5、发送数据程序
可以发送 ASCII 字符和十六进制类型数据，并且可以在数据前显示发送的时间，在数据后进行换行，发送一个字节，TX 标志会自动累加，实现代码如下所示：
# 发送数据 def data_send(self): if self.ser.isOpen(): input_s = self.Text2.toPlainText() # 判断是否为非空字符串 if input_s != "": # 时间显示 if self.Checkbox5.isChecked(): self.Text1.insertPlainText((time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())) + " ") # HEX发送 if self.Checkbox1.isChecked(): input_s = input_s.strip() send_list = [] while input_s != '': try: num = int(input_s[0:2], 16) except ValueError: QMessageBox.critical(self, '串口异常', '请输入规范十六进制数据，以空格分开！') return None input_s = input_s[2:].strip() send_list.append(num) input_s = bytes(send_list) # ASCII发送 else: input_s = (input_s).encode('utf-8') # HEX接收显示 if self.Checkbox2.isChecked(): out_s = '' for i in range(0, len(input_s)): out_s = out_s + '{:02X}'.format(input_s[i]) + ' ' self.Text1.insertPlainText(out_s) # ASCII接收显示 else: self.Text1.insertPlainText(input_s.decode('utf-8')) # 接收换行 if self.Checkbox6.isChecked(): self.Text1.insertPlainText('\r\n') # 获取到Text光标 textCursor = self.Text1.textCursor() # 滚动到底部 textCursor.movePosition(textCursor.End) # 设置光标到Text中去 self.Text1.setTextCursor(textCursor) # 统计发送字符数量 num = self.ser.write(input_s) self.data_num_sended += num self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended)) else: pass复制代码
3.6、接收数据程序
可以接收 ASCII 字符和十六进制类型数据，并且可以在数据前显示发送的时间，在数据后进行换行，接收一个字节，RX 标志会自动累加，实现代码如下所示：
# 接收数据 def data_receive(self): try: num = self.ser.inWaiting() if num > 0: time.sleep(0.1) num = self.ser.inWaiting() #延时，再读一次数据，确保数据完整性 except: QMessageBox.critical(self, '串口异常', '串口接收数据异常，请重新连接设备！') self.port_close() return None if num > 0: data = self.ser.read(num) num = len(data) # 时间显示 if self.Checkbox5.isChecked(): self.Text1.insertPlainText((time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())) + " ") # HEX显示数据 if self.Checkbox2.checkState(): out_s = '' for i in range(0, len(data)): out_s = out_s + '{:02X}'.format(data[i]) + ' ' self.Text1.insertPlainText(out_s) # ASCII显示数据 else: self.Text1.insertPlainText(data.decode('utf-8')) # 接收换行 if self.Checkbox6.isChecked(): self.Text1.insertPlainText('\r\n') # 获取到text光标 textCursor = self.Text1.textCursor() # 滚动到底部 textCursor.movePosition(textCursor.End) # 设置光标到text中去 self.Text1.setTextCursor(textCursor) # 统计接收字符的数量 self.data_num_received += num self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received)) else: pass复制代码
3.7、保存日志程序
将接收框中收发的数据保存到 TXT 文本中，实现代码如下所示：
# 保存日志 def savefiles(self): dlg = QFileDialog() filenames = dlg.getSaveFileName(None, "保存日志文件", None, "Txt files(*.txt)") try: with open(file = filenames[0], mode='w', encoding='utf-8') as file: file.write(self.Text1.toPlainText()) except: QMessageBox.critical(self, '日志异常', '保存日志文件失败！')复制代码
3.8、加载日志程序
加载保存到 TXT 文本中的数据信息到发送框中，实现代码如下所示：
# 加载日志 def openfiles(self): dlg = QFileDialog() filenames = dlg.getOpenFileName(None, "加载日志文件", None, "Txt files(*.txt)") try: with open(file = filenames[0], mode='r', encoding='utf-8') as file: self.Text2.setPlainText(file.read()) except: QMessageBox.critical(self, '日志异常', '加载日志文件失败！')复制代码
3.9、打开博客、公众号程序
点击按钮，打开我的公众号二维码和博客主页，实现代码如下所示：
# 打开博客链接和公众号二维码 def link(self): dialog = QDialog() label_img = QLabel() label_img.setAlignment(Qt.AlignCenter) label_img.setPixmap(QPixmap("./img.jpg")) vbox = QVBoxLayout() vbox.addWidget(label_img) dialog.setLayout(vbox) dialog.setWindowTitle("快扫码关注公众号吧~") dialog.setWindowModality(Qt.ApplicationModal) dialog.exec_() webbrowser.open('https://blog.csdn.net/m0_38106923')复制代码
3.10、清除发送和接收数据显示程序
清除发送数据框和接收数据框的内容和计数次数，实现代码如下所示：
# 清除发送数据显示 def send_data_clear(self): self.Text2.setText("") self.data_num_sended = 0 self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended)) # 清除接收数据显示 def receive_data_clear(self): self.Text1.setText("") self.data_num_received = 0 self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received))复制代码
3.11、关闭串口程序
关闭串口，停止定时器，重置组件和标志状态，实现代码如下所示：
# 关闭串口 def port_close(self): try: self.timer.stop() self.timer_send.stop() self.ser.close() except: QMessageBox.critical(self, '串口异常', '关闭串口失败，请重启程序！') return None # 切换开关串口按钮使能状态和定时发送使能状态 self.Pushbuttom1.setEnabled(True) self.Pushbuttom3.setEnabled(False) self.Lineedit1.setEnabled(True) # 发送数据和接收数据数目置零 self.data_num_sended = 0 self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended)) self.data_num_received = 0 self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received)) self.formGroupBox1.setTitle("串口状态（关闭）")复制代码
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版权声明: 本文为 InfoQ 作者【不脱发的程序猿】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/84f8d163663e4f2709b864aab】。文章转载请联系作者。
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【研究方向】物联网、嵌入式、AI、Python 2018.02.09 加入
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