Python Qt GUI设计：做一款串口调试助手（实战篇—1）
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。
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：
import os
import 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()
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)
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)
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！')
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
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
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！')
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！')
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')
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))
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）")
