1.功能需求
通过QT，编写一个库。库的作用是上层直接调用库的函数，并且传参。库函数根据下位机的通信协议，将数据进行封装。通过串口将数据发送给下位机。下位机获得数据后，会对数据进行解析，再通过串口应答一帧数据。库函数再对数据进行解析，提取上层需要的数据，以返回值的形式传递给上层。
2.实现步骤
1.初始化并打开串口
2.根据下位机的通信协议，编写相对应的函数对数据进行封装。
3.库函数接收到一帧数据后，提取有效数据并返回给上层。
3.代码实现
3.1打开串口
/* 全局变量 */
QSerialPort *serial;
bool OpenCOM(const QString &name) { serial = new QSerialPort(); //port name serial->setPortName(name); //open serial->open(QIODevice::ReadWrite); if(serial->isOpen()) { serial->setBaudRate(115200); serial->setDataBits(QSerialPort::Data8); serial->setStopBits(QSerialPort::OneStop); serial->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); } else { return false; } return true; }
以上的程序就是实例化一个QSerialPort类的对象。上位机根据实际串口是COM几，以传参的形式传递进来。要先打开串口再对串口进行配置。
其中isOpen()用来检测设备是否打开。
这里需要说明一下流控制。通讯的双方A和B，假如A给B发送数据时，B反应过慢，A不管不顾的不停发送数据，结果会导致数据丢失。为了防止这种情况发生，可使用流控制（也叫握手）。
软件流控制（XON/XOFF）：通讯的一方（B）如果不能及时处理串口数据，会给对方（A）发送XOFF字符，对方接收到这个字符后，会停止发送数据；B不再忙的时候，会给A发送XON字符，A接收到这个字符后，会接着发送数据。软件流控制最大的问题就是不能传输XON和XOFF。
硬件流控制（RTS/CTS）：硬件流控制需要按下图连接两个串口设备的RTS和CTS。
通讯的一方（B）如果不能及时处理串口数据，会设置自己的RTS为低电平，B的RTS连着对方（A）的CTS，A发现自己的CTS为低电平，将停止发送数据；B不再忙的时候，会设置自己的RTS为高电平，A发现自己的CTS为高电平，将接着发送数据。
上面的代码中，设置流控制为无，其含义为：不管对方是否能够反应过来，这边只管发送数据。
if(serial->open(QIODevice::ReadWrite))
{
//成功打开串口
serial->setRequestToSend(true); //设置 RTS 为高电平
serial->setDataTerminalReady(true); //设置 DTR 为高电平
}
当流控制为硬件时，系统会自动管理RTS和DTR的状态。否则，应该设置RTS和DTR为高电平，通知对方可以发送串口数据了。
3.2 关闭串口
void CloseCom(void)
{
serial->clear();
serial->close();
serial->deleteLater(); //因为之前new了serial这个对象，所以在关闭串口的时候要销毁这个对象。不然会造成内存泄露
}
clear()用来清除输入输出缓冲区里面的数据。调用这个函数之前，串口必须已经被打开。
close()用来关闭串口设备。跟open相对应。
由于我们之前使用new创建了一个对象，会调用构造函数。就必须调用delete来销毁这个对象。这个是C++的规则。QT作为C++的库，也是一样的道理。但是QT可以不用delete，还可以使用deleteLater。从字面上的意思就是后面再删除。 （delete 和 new 必须 配对使用(一 一对应)：delete少了，则内存泄露，多了麻烦更大。）
deleteLater()并没有将对象立即销毁，而是向主消息循环发送了一个event，下一次主消息循环收到这个event之后才会销毁对象。 这样做的好处是可以在这些延迟删除的时间内完成一些操作，坏处就是内存释放会不及时。
3.3数据封装
void Open_Door(int addr, int which_door)
{
QByteArray tx_buf;
tx_buf.append(0xAA);
tx_buf.append(static_cast<char>(addr));
tx_buf.append(0x01);
tx_buf.append(static_cast<char>(which_door));
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(zero);
tx_buf.append(0xFF);
SendCmd(tx_buf);
}
3.4 通过串口下发数据
QByteArray SendCmd(QByteArray cmd)
{
serial->write(cmd);
serial->waitForBytesWritten(50000);
QByteArray data;
while(serial->waitForReadyRead(5000))
{
data = serial->readAll(); //读取串口数据
if(!data.isEmpty())
{
//读到数据了，退出循环
return data;
}
}
}
可以看到这边使用了waitForBytesWritten和waitForReadyRead函数。下面来解释一下这两个函数。
4. 串口发送接收的同步与异步
4.1 异步读取串口数据
m_port->readAll（函数QIODevice::readAll）用来读取串口数据。不过，它是异步执行的。什么是异步呢？那就是即使对方还没有发送串口数据，m_port->readAll也会立即返回，而不是傻傻的等着对方发送数据过来后再返回。
既然是异步的，那么何时读取串口数据就成为了关键。Qt提供的方案就是使用信号、槽。
connect(m_port,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slotReadData()));
当对方发送串口数据后，将触发m_port的信号QIODevice::readyRead。上面的代码将信号readyRead与槽函数slotReadData连接了起来，因此槽函数slotReadData将被调用，其代码如下：
void Widget::slotReadData()
{
QByteArray data;
const int nMax = 64 * 1024;
for(;;)
{
data = m_port->readAll(); //读取串口数据
if(data.isEmpty())
{//没有读取到串口数据就退出循环
break;
}
//读取到的串口数据，加入到QByteArray m_dataCom
m_dataCom.append(data);
if(m_dataCom.size() > nMax)
{
//防止 m_dataCom 过长
m_dataCom = m_dataCom.right(nMax);
}
}
ui->txtRecv->setText(m_dataCom); //将 m_dataCom 显示到文本框
ui->txtRecv->moveCursor(QTextCursor::End); //移动文本框内的插入符
}
4.2 发送串口数据
m_port->write（函数QIODevice::write）用来发送串口数据，不过它也是异步的。也就是说：代码m_port->write("123");会立即返回，至于数据"123"何时会发送给对方，那是操作系统的事情。操作系统不忙的时候，才会做此项工作。
参考如下代码：
char szData[1024]; memset(szData,'1',sizeof(szData)); szData[sizeof(szData)-1]=' '; m_port->write(szData); m_port->close();
m_port->write(szData);会把1023字节的'1'发送出去。假如波特率为1200，则这些数据需要9秒才能发送完毕。因为m_port->write是异步执行的，所以m_port->write(szData)只是把数据提交给了操作系统就立即返回了。操作系统克隆了一份串口数据szData，在空闲的时候发送，还没发送完毕m_port->close()就被执行了。结果就是大部分的串口数据丢失。
为了保证上述代码不丢失串口数据，需要将异步通讯更改为同步通讯：
char szData[1024];
memset(szData,'1',sizeof(szData));
szData[sizeof(szData)-1]=' ';
m_port->write(szData);
m_port->waitForBytesWritten(10000);
m_port->close();
就增加了一行代码m_port->waitForBytesWritten(10000);其含义为：操作系统把串口数据发送出去后，m_port->waitForBytesWritten才会返回。不过，总不能无限制等下去吧？10000就是等待时间的最大值，其单位为毫秒，10000毫秒就是10秒。
4.3 同步读取串口数据
异步通讯的效率比较高，但是代码结构比较复杂。有时，需要同步读取。如：给对方发送字符串 Volt，对方回应电压值 5。
代码如下：
m_port->write("Volt");
m_port->waitForBytesWritten(5000);
QByteArray data;
for(;;)
{
data = m_port->readAll(); //读取串口数据
if(!data.isEmpty())
{
//读到数据了，退出循环
break;
}
}
通过一个无限循环，将异步读取变成了同步读取。不过，上述代码运行时，CPU占用率将会达到100%（单核CPU）。为此，需要改进代码：
m_port->write("Volt");
m_port->waitForBytesWritten(5000);
QByteArray data;
while(m_port->waitForReadyRead(3000))
{
data = m_port->readAll(); //读取串口数据
if(!data.isEmpty())
{
//读到数据了，退出循环
break;
}
}
修改了一行代码m_port->waitForReadyRead(3000)，其含义为等待对方发送串口数据过来。如果对方发送串口数据过来了，它返回true，然后使用m_port->readAll读取串口数据；如果对方在3秒内都没有发送串口数据过来，它返回false，退出循环。
注意：
如果使用waitForReadyRead这种同步的方式来读取串口数据，那么就不需要用connect来连接readyRead信号和槽函数。
这种方式使用场景是串口发送数据后，数据最好是能立马返回或者是固定多少时间返回。如果串口返回数据的时间不确定，不要用这种方式。还是用connect的异步方式。
5. 知识延伸“波特率”
在4.2中有谈到“把1023字节的'1'发送出去。假如波特率为1200，则这些数据需要9秒才能发送完毕”。
为什么是9秒呢？
首先需要明确几个概念：
波特率：
在消息传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，每秒通过信道传输的码元数称为码元传输速率，简称波特率。
所以波特率传输的单位是码元，而码元不是bit。是可以通过不同调制方法在一个符号上负载多个bit信息。
用人话来讲就是码元就理解为一帧数据。
数据帧：
电脑串口以及一般使用的开发板串口都是默认8个数据bit，一个停止bit，（起始1bit是必须的）默认无奇偶校验位，无流控。
那么实际上一帧数据其实是10bit，而不是8个bit。那么1200的波特率一秒就是能发送120帧数据，因为一帧里面只有1个字符。就是中间的8个有效数据（ASCII中可以转为为字符，8位就是char这种的数据类型）。
比特率：
比特率是每秒传输多少bit。以9600bps为例，就是每秒传输9600bit。
那么每个bit的时间就是1/9600秒=104.16666666666666666666666666666us，大约0.1ms。因此每个bit紧接着下个bit，不存在额外的间隔，不管是起始bit，数据bit，奇偶bit，停止bit。
所以波特率和比特率的传输单位是不同的。前者是码元后者是bit。
如果还有人认为那最后都是按照bit传输的啊，还是都一样啊。那我个人理解就是：你跟猪是一样的，毕竟都是细胞组成的。