QT读取串口输出异常

Question

我正在使用 QT 和 QCustomPlot 创建一个实时绘图工具，绘图的数据是从 Arduino UNO 板读取的。我的应用程序在数据一团糟的情况下成功绘制。下面是我的代码（部分代码来自 QCustomPlot 网站）：

void Dialog::realtimeDataSlot()
{
    bool currentPortNameChanged = false;

    QString currentPortName;
    if (currentPortName != portName) {
        currentPortName = portName;
        currentPortNameChanged = true;
    }

    QString currentRequest = request;
    QSerialPort serial;

    if (currentPortNameChanged) {
        serial.close();
        serial.setPortName(currentPortName);

        if (!serial.open(QIODevice::ReadOnly)) {
            return;
        }
    }



    static QTime time(QTime::currentTime());
    // calculate two new data points:
    double key = time.elapsed()/1000.0; 
    static double lastPointKey = 0;
    if (key-lastPointKey > 0.002) // at most add point every 2 ms
    {
        // add data to lines:
        if(serial.waitForReadyRead(-1)){
            data = serial.readAll();
            QTextStream(stdout) << "HERE:" << data.toDouble() << endl;
            customPlot->graph(0)->addData(key, data.toDouble());
            customPlot->graph(0)->rescaleValueAxis();   //rescale value   (vertical) axis to fit the current data:
            lastPointKey = key;
            customPlot->xAxis->setRange(key, 8, Qt::AlignRight);
            customPlot->replot();
            static double lastFpsKey;
            static int frameCount;
            ++frameCount;
            if (key-lastFpsKey > 2) // average fps over 2 seconds
            {
                lastFpsKey = key;
                frameCount = 0;
            }
        }
    }


    // calculate frames per second:

    if (currentPortName != portName) {
        currentPortName = portName;
        currentPortNameChanged = true;
    } else {
        currentPortNameChanged = false;
    }

}

当我试图打印出从串口读取的数据时，我发现如下：

HERE:1
HERE:15
HERE:150
HERE:149
HERE:149
HERE:149
HERE:150
HERE:150
HERE:15
HERE:150
HERE:149
HERE:49
HERE:150
HERE:150
HERE:1
HERE:150

150左右的值是正常的，0、1到其他的则不是。也不是以稳定的速度打印出来。不知道这是怎么回事，感谢各位大神，如果有更好的实现方法，我将不胜感激。

Answer 1

这里的问题是不能保证串口传输一下子全部收到。所以最好让序列号在别的地方处理，比如：

// in the class definition
    QSerialPort serialPort;
private slots:
    void handleReadyRead();
private:
    QByteArray serialBuffer;
    volatile double lastSerialValue;

// In the initialization part (not the realtimeDataSlot function)
lastSerialValue = qQNaN();
serialPort.setPortName(currentPortName);
connect(&serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &Dialog::handleReadyRead, Qt::UniqueConnection);
if (!serialPort.open(QIODevice::ReadOnly)) {
    return;
}
serialBuffer.clear();

// Other functions:
void Dialog::realtimeDataSlot()
{
    ...
    if (key-lastPointKey > 0.002) // at most add point every 2 ms
    {
        if (!qIsNaN(lastSerialData))
        {
            // use lastSerialValue as the data.toDouble() you had before, then, at the end

            lastSerialValue = qQNaN();
        }
    ...
}

void Dialog::handleReadyRead()
{
    serialBuffer.append(serialPort.readAll());
    int serPos;
    while ((serPos = serialBuffer.indexOf('\n')) >= 0)
    {
        bool ok;
        double tempValue = QString::fromLatin1(serialBuffer.left(serPos)).toDouble(&ok);
        if (ok) lastSerialValue = tempValue;

        serialBuffer = serialBuffer.mid(serPos+1);
    }
}

说明：每当你从 arduino 收到一些东西时，字节就会附加到缓冲区中。然后解析字节数组以寻找终止符，如果找到则拆分并分析字节数组。当另一个函数需要数据时，它只是简单地拉取保存在变量中的最新数据。

注意1：我看到你使用了二进制传输。问题是您没有任何方法可以确定数据以这种方式开始和结束的位置。例如，如果您收到 0x01 0x02 0x03 0x04 并且您知道有 3 个字节，那么它们是 01..03 还是 02..04 或 03、04 以及缺少一个还是...？我实现的版本要求你发送带有 new-line 终止符的字符串格式的数据（最简单的版本，你只需要在 arduino 代码中写 Serial.println(doubleValue); ），但如果你需要我可以提供的二进制版本你一些提示

注意 2：我写的代码不是线程安全的。只有在同一个线程中调用 realtimeDataSlot 和 handleReadyRead 时，它才会起作用。请注意，如果它们属于同一对象并通过信号调用，则可以保证。

现在，这应该可以了。但我强烈建议您不要这样做。我不知道谁需要调用 realtimeDataSlot()，但我认为最正确的版本是这样的：

// in the class definition
    QSerialPort serialPort;
private slots:
    void handleReadyRead();
    void receivedData(double val);
private:
    QByteArray serialBuffer;
signals:
    void newData(double data);

// In the initialization part (not the realtimeDataSlot function)
serialPort.setPortName(currentPortName);
connect(&serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &Dialog::handleReadyRead, Qt::UniqueConnection);
connect(this, &Dialog::newData, this, &Dialog::receivedData, Qt::UniqueConnection);
if (!serialPort.open(QIODevice::ReadOnly)) {
    return;
}
serialBuffer.clear();

// Other functions:
void Dialog::receivedData(double val)
{
    double key = time.elapsed()/1000.0;
    static double lastPointKey = 0;
    if (key-lastPointKey > 0.002) // at most add point every 2 ms
    {
        QTextStream(stdout) << "HERE:" << data.toDouble() << endl;
        customPlot->graph(0)->addData(key, data.toDouble());
        customPlot->graph(0)->rescaleValueAxis();
        ...
    }
}

void Dialog::handleReadyRead()
{
    serialBuffer.append(serialPort.readAll());
    int serPos;
    while ((serPos = serialBuffer.indexOf('\n')) >= 0)
    {
        bool ok;
        double tempValue = QString::fromLatin1(serialBuffer.left(serPos)).toDouble(&ok);
        if (ok) emit newData(tempValue);

        serialBuffer = serialBuffer.mid(serPos+1);
    }
}

所以让图形响应事件（接收到新数据）而不是计时器。

还有一件事：我故意删除了端口更改。我建议你用另一种方式处理它：放置一个按钮来启动和停止串口，当串口启动时防止用户更改端口名称。这样，用户在需要更改端口时将明确需要将其关闭。但是，如果您想要您的版本，请不要将其包含在您的代码中，而是在您需要更改端口名称时自行创建一个插槽来调用：

void changeSerialPortName(QString newName)
{
    if (newName != serialPort.portName()) {
        if (serialPort.isOpen())
            serialPort.close();

        serialPort.setPortName(newName);

        if (!serialPort.open(QIODevice::ReadOnly)) {
            return;
        }
    }
}

QT读取串口输出异常

Abnormal output when reading from serial port in QT

c++

qt

arduino

arduino-uno