一套qt c++的串口通信

实现了创建线程使用串口的功能

具备功能:
1.线程使用串口
2.定时发送队列内容，防止粘包
3.没处理接收粘包，根据你的需求来，handleReadyRead函数中，可以通过m_receiveBuffer来缓存接收，然后拆分数据来处理

源码

serialportmanager.h

#ifndef SERIALPORTMANAGER_H
#define SERIALPORTMANAGER_H#include <QObject>
#include <QtSerialPort/QSerialPort>
#include <QtSerialPort/QSerialPortInfo>
#include <QObject>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>
#include <QThread> // 添加 QThread 头文件
#include <QMetaObject> // 添加 QMetaObject 头文件
#include <QQueue> // 添加 QQueue 头文件
#include <QTimer> // 添加 QTimer 头文件class SerialPortManager : public QObject
{Q_OBJECT
public:explicit SerialPortManager(QObject *parent = nullptr);~SerialPortManager();// 打开串口 (调用将在工作线程执行)Q_INVOKABLE bool openPort(const QString &portName, int baudRate, QSerialPort::DataBits dataBits = QSerialPort::Data8,QSerialPort::Parity parity = QSerialPort::NoParity, QSerialPort::StopBits stopBits = QSerialPort::OneStop);// 关闭串口 (调用将在工作线程执行)Q_INVOKABLE void closePort();// 写入数据 (调用将在工作线程执行)Q_INVOKABLE qint64 writeData(const QByteArray &data);Q_INVOKABLE qint64 writeString(const QString &str);//带参数的Q_INVOKABLE qint64 writeCommnd(const QString &baseCommad,QStringList strParas);// 检查串口是否打开 (调用将在工作线程执行)Q_INVOKABLE bool isOpen();// 获取可用串口列表 (静态方法，主线程安全)static QStringList availablePorts();signals:void dataReceived(const QByteArray &data);void portError(const QString &errorDescription);void portOpened();void portClosed();// 内部信号，用于触发工作线程中的初始化void initSerialPortSignal();public slots:void _closePortSlot();
private slots:// 这些槽函数将在工作线程中执行void _openPortSlot(const QString &portName, int baudRate, QSerialPort::DataBits dataBits,QSerialPort::Parity parity, QSerialPort::StopBits stopBits, bool *result);void _writeDataSlot(const QByteArray &data, qint64 *result);void _isOpenSlot(bool *result) const;void handleReadyRead();void handleError(QSerialPort::SerialPortError error);void _initSerialPort(); // 在工作线程中初始化串口对象void _cleanupSlot();    // 在工作线程退出前执行清理void sendDataFromQueue(); // 定时器超时槽函数，发送队列中的数据private:QSerialPort *m_serialPort; // 将在工作线程中创建和使用QThread *m_workerThread;   // 串口操作的工作线程QQueue<QByteArray> m_dataQueue; // 数据发送队列QTimer *m_sendTimer; // 发送定时器QByteArray m_receiveBuffer; // 接收数据缓冲区
};#endif // SERIALPORTMANAGER_H

serialportmanager.cpp

#include "serialportmanager.h"
#include <QDebug> // 用于调试SerialPortManager::SerialPortManager(QObject *parent) : QObject(nullptr), // 关键: 初始化时设置父对象为nullptr，以允许moveToThreadm_serialPort(nullptr), // 初始化为 nullptr，将在工作线程中创建m_workerThread(new QThread())  // m_workerThread 创建时不指定父对象，其生命周期将单独管理
{Q_UNUSED(parent); // 如果传递了parent，明确表示它在这里没有被使用来设置父子关系// 将 SerialPortManager 对象本身移动到工作线程this->moveToThread(m_workerThread);// 连接信号以在工作线程启动后初始化串口connect(m_workerThread, &QThread::started, this, &SerialPortManager::_initSerialPort);// 连接信号以在工作线程结束时自动删除 QThread 对象connect(m_workerThread, &QThread::finished, m_workerThread, &QObject::deleteLater);// 启动工作线程m_workerThread->start();
}SerialPortManager::~SerialPortManager()
{if (m_workerThread->isRunning()) {// 连接 cleanupSlot 以在线程完成前执行清理// 使用 Qt::DirectConnection 确保 _cleanupSlot 在 m_workerThread 中执行connect(m_workerThread, &QThread::finished, this, &SerialPortManager::_cleanupSlot, Qt::DirectConnection);// 请求退出线程m_workerThread->quit();// 等待线程结束，m_workerThread 会通过之前连接的 deleteLater 自行删除if (!m_workerThread->wait(5000)) { // 增加等待时间以确保清理完成qWarning() << u8"SerialPortManager: 工作线程未及时完成，尝试终止。";m_workerThread->terminate(); // 强制终止作为最后手段m_workerThread->wait();      // 等待终止完成}qDebug() << u8"SerialPortManager: 工作线程已完成。";} else {// 如果线程没有运行，但 m_workerThread 对象仍然存在，也应该安排删除// (虽然理论上 connect m_workerThread finished to deleteLater 应该处理了，但作为安全措施)if (m_workerThread) {m_workerThread->deleteLater();}}qDebug() << u8"SerialPortManager 已销毁。";
}void SerialPortManager::_cleanupSlot()
{if (m_serialPort && m_serialPort->isOpen()) {m_serialPort->close();qDebug() << u8"串口在 _cleanupSlot 中关闭。";}
}void SerialPortManager::_initSerialPort()
{// 这个函数在 m_workerThread 中执行m_serialPort = new QSerialPort(this); // parent 为 this，确保随 SerialPortManager 销毁connect(m_serialPort, &QSerialPort::readyRead, this, &SerialPortManager::handleReadyRead);connect(m_serialPort, &QSerialPort::errorOccurred, this, &SerialPortManager::handleError);m_sendTimer = new QTimer(this); // parent 为 this，确保随 SerialPortManager 销毁connect(m_sendTimer, &QTimer::timeout, this, &SerialPortManager::sendDataFromQueue);m_sendTimer->start(100); // 0.1秒 (100毫秒) 执行一次qDebug() << u8"SerialPortManager 在线程中初始化:" << QThread::currentThreadId();
}bool SerialPortManager::openPort(const QString &portName, int baudRate, QSerialPort::DataBits dataBits,QSerialPort::Parity parity, QSerialPort::StopBits stopBits)
{if (QThread::currentThread() == m_workerThread) {// 如果已经在工作线程，直接调用bool result = false;_openPortSlot(portName, baudRate, dataBits, parity, stopBits, &result);return result;}bool result = false;// 使用 BlockingQueuedConnection 确保调用完成并获取结果QMetaObject::invokeMethod(this, "_openPortSlot", Qt::BlockingQueuedConnection,Q_ARG(QString, portName),Q_ARG(int, baudRate),Q_ARG(QSerialPort::DataBits, dataBits),Q_ARG(QSerialPort::Parity, parity),Q_ARG(QSerialPort::StopBits, stopBits),Q_ARG(bool*, &result));return result;
}void SerialPortManager::_openPortSlot(const QString &portName, int baudRate, QSerialPort::DataBits dataBits,QSerialPort::Parity parity, QSerialPort::StopBits stopBits, bool *result)
{if (!m_serialPort) {*result = false;emit portError(u8"串口对象未初始化。");return;}if (m_serialPort->isOpen()) {m_serialPort->close();}m_serialPort->setPortName(portName);m_serialPort->setBaudRate(baudRate);m_serialPort->setDataBits(dataBits);m_serialPort->setParity(parity);m_serialPort->setStopBits(stopBits);m_serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);if (m_serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) {emit portOpened();*result = true;} else {emit portError(m_serialPort->errorString());*result = false;}
}void SerialPortManager::sendDataFromQueue()
{if (m_serialPort && m_serialPort->isOpen() && !m_dataQueue.isEmpty()) {QByteArray dataToSend = m_dataQueue.dequeue();qDebug() << u8"从队列发送数据:" << dataToSend;m_serialPort->write(dataToSend);}
}void SerialPortManager::closePort()
{if (QThread::currentThread() == m_workerThread) {_closePortSlot();return;}QMetaObject::invokeMethod(this, "_closePortSlot", Qt::QueuedConnection);}void SerialPortManager::_closePortSlot()
{m_dataQueue.clear(); // 清空队列中的剩余数据if (m_serialPort && m_serialPort->isOpen()) {m_serialPort->close();emit portClosed();}
}qint64 SerialPortManager::writeData(const QByteArray &data)
{if (QThread::currentThread() == m_workerThread) {qint64 result = -1;_writeDataSlot(data, &result);return result;}qint64 result = -1;QMetaObject::invokeMethod(this, "_writeDataSlot", Qt::BlockingQueuedConnection,Q_ARG(QByteArray, data),Q_ARG(qint64*, &result));return result;
}qint64 SerialPortManager::writeString(const QString &str)
{return writeData(str.toUtf8());
}qint64 SerialPortManager::writeCommnd(const QString &baseCommad, QStringList strParas)
{QString strSendData = "<";strSendData+=baseCommad;for(QString para : strParas){strSendData+=" ";strSendData +=para;}strSendData +=">";return writeString(strSendData);
}void SerialPortManager::_writeDataSlot(const QByteArray &data, qint64 *result)
{// 将数据添加到队列，而不是直接发送m_dataQueue.enqueue(data);qDebug() << u8"数据已添加到发送队列，当前队列大小:" << m_dataQueue.size();*result = data.size(); // 返回添加到队列的数据大小
}bool SerialPortManager::isOpen()
{if (QThread::currentThread() == m_workerThread) {bool localResult = false;_isOpenSlot(&localResult);return localResult;}bool result = false;// 使用 const_cast 是因为 invokeMethod 的槽函数参数不能是 const 的，但逻辑上是 constQMetaObject::invokeMethod(const_cast<SerialPortManager*>(this), "_isOpenSlot", Qt::BlockingQueuedConnection,Q_ARG(bool*, &result));return result;
}void SerialPortManager::_isOpenSlot(bool *result) const
{if (m_serialPort) {*result = m_serialPort->isOpen();} else {*result = false;}
}QStringList SerialPortManager::availablePorts()
{QStringList portNames;const auto infos = QSerialPortInfo::availablePorts();for (const QSerialPortInfo &info : infos) {portNames.append(info.portName());}return portNames;
}void SerialPortManager::handleReadyRead()
{if (!m_serialPort || !m_serialPort->isOpen() || !m_serialPort->bytesAvailable())return;QByteArray data = m_serialPort->readAll();if (data.isEmpty()) {return;}emit dataReceived(data);}
}void SerialPortManager::handleError(QSerialPort::SerialPortError error)
{if (!m_serialPort) return;// NoError 也是一个 error 枚举值，但通常我们只关心实际的错误if (error != QSerialPort::NoError) {emit portError(m_serialPort->errorString());}
}