Python Qt GUI设计：做一款串口调试助手（实战篇—1）

目录

1、UI设计

2、将UI文件转换为Py文件

3、逻辑功能实现

3.1、初始化程序

3.2、串口检测程序

3.3、 设置及打开串口程序

3.4、定时发送数据程序

3.5、发送数据程序

3.6、接收数据程序

3.7、保存日志程序

3.8、加载日志程序

3.9、打开博客、公众号程序

3.10、清除发送和接收数据显示程序

3.11、关闭串口程序

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：

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：

  1. import os
  2. import os.path
  3.  
  4. dir ='./' #文件所在的路径
  5.  
  6. #找出路径下所有的.ui文件
  7. def listUiFile():
  8.     list = []
  9.     files = os.listdir(dir)
  10.     for filename in files:
  11.         #print(filename)
  12.         if os.path.splitext(filename)[1] == '.ui':
  13.             list.append(filename)
  14.     
  15.     return list
  16.  
  17. #把扩展名未.ui的转换成.py的文件
  18. def transPyFile(filename):
  19.     return os.path.splitext(filename)[0] + '.py'
  20.  
  21. #通过命令把.ui文件转换成.py文件
  22. def runMain():
  23.     list = listUiFile()
  24.     for uifile in list:
  25.         pyfile = transPyFile(uifile)
  26.         cmd = 'pyuic5 -o {pyfile} {uifile}'.format(pyfile=pyfile, uifile=uifile)
  27.         os.system(cmd)
  28.         
  29. if __name__ =="__main__":
  30.     runMain()

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：

  1.     # 初始化程序
  2.     def __init__(self):
  3.         super(Pyqt5_Serial, self).__init__()
  4.         
  5.         self.setupUi(self)
  6.         
  7.         self.init()
  8.         
  9.         self.ser = serial.Serial()
  10.         self.port_check()
  11.         
  12.         # 设置Logo和标题
  13.         self.setWindowIcon(QIcon('Com.png'))
  14.         self.setWindowTitle("串口调试助手 【公众号】美男子玩编程")
  15.         # 设置禁止拉伸窗口大小
  16.         self.setFixedSize(self.width(), self.height())
  17.         
  18.         # 发送数据和接收数据数目置零
  19.         self.data_num_sended = 0
  20.         self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended))
  21.         self.data_num_received = 0
  22.         self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received))
  23.  
  24.         # 串口关闭按钮使能关闭
  25.         self.Pushbuttom3.setEnabled(False)
  26.  
  27.         # 发送框、文本框清除
  28.         self.Text1.setText("")
  29.         self.Text2.setText("")
  30.         
  31.     # 建立控件信号与槽关系
  32.     def init(self):
  33.         # 串口检测按钮
  34.         self.Pushbuttom2.clicked.connect(self.port_check)
  35.         # 串口打开按钮
  36.         self.Pushbuttom1.clicked.connect(self.port_open)
  37.         # 串口关闭按钮
  38.         self.Pushbuttom3.clicked.connect(self.port_close)
  39.  
  40.         # 定时发送数据
  41.         self.timer_send = QTimer()
  42.         self.timer_send.timeout.connect(self.data_send)
  43.         self.Checkbox7.stateChanged.connect(self.data_send_timer)
  44.         
  45.         # 发送数据按钮
  46.         self.Pushbuttom6.clicked.connect(self.data_send)
  47.  
  48.         # 加载日志
  49.         self.Pushbuttom4.clicked.connect(self.savefiles)
  50.         # 加载日志
  51.         self.Pushbuttom5.clicked.connect(self.openfiles)
  52.         
  53.         # 跳转链接
  54.         self.commandLinkButton1.clicked.connect(self.link)
  55.  
  56.         # 清除发送按钮
  57.         self.Pushbuttom7.clicked.connect(self.send_data_clear)
  58.  
  59.         # 清除接收按钮
  60.         self.Pushbuttom8.clicked.connect(self.receive_data_clear)

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：

  1.     # 串口检测
  2.     def port_check(self):
  3.         # 检测所有存在的串口，将信息存储在字典中
  4.         self.Com_Dict = {}
  5.         port_list = list(serial.tools.list_ports.comports())
  6.         
  7.         self.Combobox1.clear()
  8.         for port in port_list:
  9.             self.Com_Dict["%s" % port[0]] = "%s" % port[1]
  10.             self.Combobox1.addItem(port[0])
  11.             
  12.         # 无串口判断
  13.         if len(self.Com_Dict) == 0:
  14.             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：

  1.     # 打开串口
  2.     def port_open(self):
  3.         self.ser.port        = self.Combobox1.currentText()      # 串口号
  4.         self.ser.baudrate    = int(self.Combobox2.currentText()) # 波特率
  5.  
  6.         flag_data = int(self.Combobox3.currentText())  # 数据位
  7.         if flag_data == 5:
  8.             self.ser.bytesize = serial.FIVEBITS
  9.         elif flag_data == 6:
  10.             self.ser.bytesize = serial.SIXBITS
  11.         elif flag_data == 7:
  12.             self.ser.bytesize = serial.SEVENBITS
  13.         else:
  14.             self.ser.bytesize = serial.EIGHTBITS
  15.  
  16.         flag_data = self.Combobox4.currentText()  # 校验位
  17.         if flag_data == "None":
  18.             self.ser.parity = serial.PARITY_NONE
  19.         elif flag_data == "Odd":
  20.             self.ser.parity = serial.PARITY_ODD
  21.         else:
  22.             self.ser.parity = serial.PARITY_EVEN
  23.  
  24.         flag_data = int(self.Combobox5.currentText()) # 停止位
  25.         if flag_data == 1:
  26.             self.ser.stopbits = serial.STOPBITS_ONE
  27.         else:
  28.             self.ser.stopbits = serial.STOPBITS_TWO
  29.  
  30.         flag_data = self.Combobox6.currentText()  # 流控
  31.         if flag_data == "No Ctrl Flow":
  32.             self.ser.xonxoff = False  #软件流控
  33.             self.ser.dsrdtr  = False  #硬件流控 DTR
  34.             self.ser.rtscts  = False  #硬件流控 RTS
  35.         elif flag_data == "SW Ctrl Flow":
  36.             self.ser.xonxoff = True  #软件流控
  37.         else:         
  38.             if self.Checkbox3.isChecked():
  39.                 self.ser.dsrdtr = True  #硬件流控 DTR
  40.             if self.Checkbox4.isChecked():
  41.                 self.ser.rtscts = True  #硬件流控 RTS
  42.         try:
  43.             time.sleep(0.1)
  44.             self.ser.open()
  45.         except:
  46.             QMessageBox.critical(self, "串口异常", "此串口不能被打开！")
  47.             return None
  48.  
  49.         # 串口打开后，切换开关串口按钮使能状态，防止失误操作        
  50.         if self.ser.isOpen():
  51.             self.Pushbuttom1.setEnabled(False)
  52.             self.Pushbuttom3.setEnabled(True)
  53.             self.formGroupBox1.setTitle("串口状态（开启）")
  54.  
  55.         # 定时器接收数据
  56.         self.timer = QTimer()
  57.         self.timer.timeout.connect(self.data_receive)
  58.         # 打开串口接收定时器，周期为1ms
  59.         self.timer.start(1)

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：

  1.     # 定时发送数据
  2.     def data_send_timer(self):
  3.         try:
  4.             if 1<= int(self.Lineedit1.text()) <= 30000:  # 定时时间1ms~30s内
  5.                 if self.Checkbox7.isChecked():
  6.                     self.timer_send.start(int(self.Lineedit1.text()))
  7.                     self.Lineedit1.setEnabled(False)
  8.                 else:
  9.                     self.timer_send.stop()
  10.                     self.Lineedit1.setEnabled(True)
  11.             else:
  12.                 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！')
  13.         except:
  14.             QMessageBox.critical(self, '定时发送数据异常', '请设置正确的数值类型！')

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：

  1.     # 发送数据
  2.     def data_send(self):
  3.         if self.ser.isOpen():
  4.             input_s = self.Text2.toPlainText()
  5.  
  6.             # 判断是否为非空字符串
  7.             if input_s != "":
  8.                 # 时间显示
  9.                 if self.Checkbox5.isChecked():
  10.                     self.Text1.insertPlainText((time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", 
  11.              time.localtime())) + " ")
  12.                     
  13.                 # HEX发送
  14.                 if self.Checkbox1.isChecked():  
  15.                     input_s = input_s.strip()
  16.                     send_list = []
  17.                     while input_s != '':
  18.                         try:
  19.                             num = int(input_s[0:2], 16)
  20.                         except ValueError:
  21.                             QMessageBox.critical(self, '串口异常', '请输入规范十六进制
  22.                  数据，以空格分开！')
  23.                             return None
  24.                         
  25.                         input_s = input_s[2:].strip()
  26.                         send_list.append(num)
  27.                         
  28.                     input_s = bytes(send_list)
  29.                 # ASCII发送
  30.                 else:  
  31.                     input_s = (input_s).encode('utf-8')
  32.                     
  33.                 # HEX接收显示
  34.                 if self.Checkbox2.isChecked():  
  35.                     out_s = ''
  36.                     for i in range(0, len(input_s)):
  37.                         out_s = out_s + '{:02X}'.format(input_s[i]) + ' '
  38.                         
  39.                     self.Text1.insertPlainText(out_s)
  40.                 # ASCII接收显示
  41.                 else:  
  42.                     self.Text1.insertPlainText(input_s.decode('utf-8')) 
  43.  
  44.                 # 接收换行              
  45.                 if self.Checkbox6.isChecked():
  46.                     self.Text1.insertPlainText('\r\n')
  47.  
  48.                 # 获取到Text光标
  49.                 textCursor = self.Text1.textCursor()
  50.                 # 滚动到底部
  51.                 textCursor.movePosition(textCursor.End)
  52.                 # 设置光标到Text中去
  53.                 self.Text1.setTextCursor(textCursor)
  54.             
  55.                 # 统计发送字符数量
  56.                 num = self.ser.write(input_s)
  57.                 self.data_num_sended += num
  58.                 self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended))
  59.         else:
  60.             pass

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：

  1.     # 接收数据
  2.     def data_receive(self):
  3.         try:
  4.             num = self.ser.inWaiting()
  5.             
  6.             if num > 0:
  7.                 time.sleep(0.1)
  8.                 num = self.ser.inWaiting()  #延时，再读一次数据，确保数据完整性
  9.         except:
  10.             QMessageBox.critical(self, '串口异常', '串口接收数据异常，请重新连接设备！')
  11.             self.port_close()
  12.             return None
  13.         
  14.         if num > 0:
  15.             data = self.ser.read(num)
  16.             num = len(data)
  17.             
  18.             # 时间显示
  19.             if self.Checkbox5.isChecked():
  20.                 self.Text1.insertPlainText((time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", 
  21.             time.localtime())) + " ")
  22.                 
  23.             # HEX显示数据
  24.             if self.Checkbox2.checkState():
  25.                 out_s = ''
  26.                 for i in range(0, len(data)):
  27.                     out_s = out_s + '{:02X}'.format(data[i]) + ' '
  28.                     
  29.                 self.Text1.insertPlainText(out_s)
  30.             # ASCII显示数据
  31.             else:
  32.                 self.Text1.insertPlainText(data.decode('utf-8'))
  33.  
  34.             # 接收换行              
  35.             if self.Checkbox6.isChecked():
  36.                 self.Text1.insertPlainText('\r\n')
  37.                     
  38.             # 获取到text光标
  39.             textCursor = self.Text1.textCursor()
  40.             # 滚动到底部
  41.             textCursor.movePosition(textCursor.End)
  42.             # 设置光标到text中去
  43.             self.Text1.setTextCursor(textCursor)
  44.  
  45.             # 统计接收字符的数量
  46.             self.data_num_received += num
  47.             self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received))
  48.         else:
  49.             pass

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：

  1.     # 保存日志
  2.     def savefiles(self):
  3.         dlg = QFileDialog()
  4.         filenames = dlg.getSaveFileName(None, "保存日志文件", None, "Txt files(*.txt)")
  5.  
  6.         try:
  7.             with open(file = filenames[0], mode='w', encoding='utf-8') as file:
  8.                 file.write(self.Text1.toPlainText())
  9.         except:
  10.             QMessageBox.critical(self, '日志异常', '保存日志文件失败！')

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：

  1.     # 加载日志
  2.     def openfiles(self):
  3.         dlg = QFileDialog()
  4.         filenames = dlg.getOpenFileName(None, "加载日志文件", None, "Txt files(*.txt)")
  5.  
  6.         try:
  7.             with open(file = filenames[0], mode='r', encoding='utf-8') as file:
  8.                 self.Text2.setPlainText(file.read())
  9.         except:
  10.             QMessageBox.critical(self, '日志异常', '加载日志文件失败！')

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：

  1.     # 打开博客链接和公众号二维码
  2.     def link(self):
  3.         dialog = QDialog()
  4.         label_img = QLabel()
  5.             
  6.         label_img.setAlignment(Qt.AlignCenter)    
  7.         label_img.setPixmap(QPixmap("./img.jpg"))
  8.  
  9.         vbox = QVBoxLayout()
  10.         vbox.addWidget(label_img)
  11.         dialog.setLayout(vbox)
  12.         
  13.         dialog.setWindowTitle("快扫码关注公众号吧~")
  14.         dialog.setWindowModality(Qt.ApplicationModal)
  15.         dialog.exec_()
  16. 		
  17.         webbrowser.open('https://blog.csdn.net/m0_38106923')

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：

  1.     # 清除发送数据显示
  2.     def send_data_clear(self):
  3.         self.Text2.setText("")
  4.  
  5.         self.data_num_sended = 0
  6.         self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended))
  7.  
  8.     # 清除接收数据显示
  9.     def receive_data_clear(self):
  10.         self.Text1.setText("")
  11.  
  12.         self.data_num_received = 0
  13.         self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received))

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：

  1.     # 关闭串口
  2.     def port_close(self):
  3.         try:
  4.             self.timer.stop()
  5.             self.timer_send.stop()
  6.             
  7.             self.ser.close()
  8.         except:
  9.             QMessageBox.critical(self, '串口异常', '关闭串口失败，请重启程序！')
  10.             return None
  11.  
  12.         # 切换开关串口按钮使能状态和定时发送使能状态
  13.         self.Pushbuttom1.setEnabled(True)
  14.         self.Pushbuttom3.setEnabled(False)
  15.         self.Lineedit1.setEnabled(True)
  16.         
  17.         # 发送数据和接收数据数目置零
  18.         self.data_num_sended = 0
  19.         self.Lineedit2.setText(str(self.data_num_sended))
  20.         self.data_num_received = 0
  21.         self.Lineedit3.setText(str(self.data_num_received))
  22.         
  23.         self.formGroupBox1.setTitle("串口状态（关闭）")

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