基于Qt5的MODBUS协议编程与实现

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1、基于Qt5的MODBUS协议编程与实现　　摘要：上位机软件编写在嵌入式系统开发中是很重要的一环，一直得到嵌入式工程师的广泛关注。文中介绍了采用最新Qt5库的串口模块解码MODBUS数据包的实现方案，详细阐述了Qt5的串口编程接口，和用有限状态机进行数据解码的实现方法，实践证明该方法编程简单、工作稳定可靠。　　关键词：QT；串口通信；有限状态机；MODBUS　　中图分类号：TP311.11文献标识码：A文章编号：1673-1069（2016）11-138-2　　0引言　　在“智能电子线路故障诊断实训装置”研制过程中，需要开发一款上位机控制软件，在一般的嵌入式

2、应用开发中，也总是会遇到各种上位机软件编写的任务，上位机软件编写的核心任务之一是串口通信。传统的上位机软件开发工具是VB6、VC++一类工具，但VB6过于陈旧不能较好支持微软新的操作系统，VC++又因为MFC的复杂而很难被嵌入式开发工程师掌握。因此本文将介绍采用Qt5的串口编程方法，既能轻松掌握，又功能强大。　　1Qt5的串口通信　　Qt是一个跨平台的C++和GUI开发框架，是一个模块化的C++类库，与VisualC++使用的MFC类库相比，Qt简单方便、功能完善、跨平台、扩展能力强，可以用于嵌入式开发。使用Qt编程的核心优势在于优美的信号槽机制和强大易用

3、的开发工具QtCreator。Qt目前最新版本为Qt5。Qt5中用于串口通信编程的模块是类QSerialPort和类QSerialPortInfo。　　1.1串口的枚举　　调用静态方法QSerialPortInfo：：availablePorts（）可以枚举系统中所有的串口，得到系统中可用串口的QSerialPortInfo对象列表，通过QSerialPortInfo类可以获取串口的有关信息，常用的有方法isBusy（）可用于判断串口是否处于忙碌状态，方法portName（）可用于获取串口的名称，也可将QSerialPortInfo对象作为输入参数调用QS

4、erialPort对象的setPort（）或setPortName（）方法，设置想要操作的串口设备。　　1.2串口的初始设置　　与在嵌入式设备上的串口开发一致，上位机中串口通信的第一步也是选择串口并对通信参数进行设置。Qt5中，用QSerialPort对象来抽象串口端口，封装串口有关的操作。构造一个QSerialPort对象后，通过setPort（）或setPortName（）方法选择想要操作的串口设备，然后使用open（）方法打开该端口，当打开成功后，QSerialPort会尝试检测串口的当前配置，并用作为自己的初始设置，也可使用setBaudRate（

5、），setDataBits（），setParity（），setStopBits（），andsetFlowControl（）方法来重新设置波特率、数据帧格式、流控模式等通信参数。将串口设置为19200波特率、8N1数据帧。　　1.3串口数据的读写　　串口通信的核心在于数据的收发，借助于强大的QSerialPort类，只需要使用简单的read（）或write（）方法，就可以读和写串口了。也可使用readLine（）、readAll（）读取串口接收到的数据，如果没有一次性读取完所有收到的数据，剩余的数据会存放在QSerialPort的内部数据缓存区中，新接收到的

6、数据会附加到数据缓冲区的尾部。可以使用setReadBufferSize（）方法限制内部读缓冲区的大小。串口数据读取的另一个关键是读取的时机的选择，这通常有两种选择，一是用一个循环不断的读取串口直到接收到所有需要的数据，但这会阻塞掉其他任务，一般只用于非GUI的应用；另一种选择是使用Qt强大的信号槽机制，连接QSerialPort的readyRead（）信号到自己的串口数据读取槽函数，这样串口一旦接收到数据，槽函数就会被调用，在这里可以编写串口接收数据的处理代码，可以在该函数中，将收到的数据存入一个数据队列，方便后续对数据的解包操作，可参考如下代码。　　v

7、oidserialRead（）　　{　　QByteArraybytes；　　while（！serial->atEnd（））{　　bytes+=serial->read（300）；　　}　　for（inti=0；i

8、经得到广泛的运用，下文就简要介绍一下MODBUS协议在Qt串口通信