【PyQt】PyQt5進階——串口上位機及實時數(shù)據(jù)顯示

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0 前期教程

【Python】PyQt5入門

1 前言

??最近在用PyQt做一個串口上位機，需要串口通信和實時顯示曲線。這里簡單記錄一些關(guān)鍵點。

2 串口部分——QtSerialPort

??這個是在安裝PyQt5時自動安裝的組件，使用方法比較簡單，主要是兩個模塊：QSerialPort, QSerialPortInfo

# 導(dǎo)入包
from PyQt5.QtSerialPort import QSerialPort, QSerialPortInfo

#獲取當(dāng)前的所有串口，得到一個列表
portlist = QSerialPortInfo.availablePorts()
#獲取串口的名稱和描述
l = [x.portName()+x.description() for x in self.portlist] 
#建立一個串口，里面的參數(shù)可以填串口名或者就是串口類
ser = QSerialPort()
#接收數(shù)據(jù)對應(yīng)調(diào)用的函數(shù)
ser.readyRead.connect(recv_data)

#設(shè)置串口
def init_port(self, port:QSerialPort):
	port.setBaudRate(self.baud)
	port.setDataBits(QSerialPort.DataBits.Data8)
	port.setParity(QSerialPort.Parity.NoParity)
	port.setStopBits(QSerialPort.StopBits.OneStop)
	port.readyRead.connect(recv_data)

#數(shù)據(jù)接收
data = ser.readAll().data() #得到的是字節(jié)字符串

??以上就是串口部分的代碼，比較簡單，利用代碼提示基本沒有什么問題。

關(guān)于字節(jié)字符串的處理可以看一下這篇文章

【學(xué)習(xí)筆記】字節(jié)數(shù)據(jù)和字節(jié)字符串(b“ “)那些事

3 繪圖部分

??經(jīng)過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在Qt當(dāng)中繪制函數(shù)曲線，常用的有3個包，分別是QCustomPlot , QWT和QtChart，其中前兩者都是第三方包，后者是Qt官方做的，不過三者都兼容PyQt5就是了

3.1 QCustomPlot

??QCustomPlot目前在pypi上好像有好幾個版本

pyqt5串口上位機,# Python,pyqt,python,qtchart,QCustomPlot,Qwt

除此之外，如果直接運行pip install QCustomPlot2也是可以安裝的，而且用著感覺和QCustomPlot-PyQt5沒什么區(qū)別，所以也不知道啥有這么多的版本。

??不過這個包有一個最大的問題，那就是它對Python的支持不夠好。網(wǎng)上有很多關(guān)于這個包在C環(huán)境下的使用，但是Python環(huán)境下卻不支持代碼提示，安裝的包是一個編譯過的pyd文件。

??以下是一個例子

import sys
import math
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtGui import QPen, QBrush, QColor
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow

from QCustomPlot2 import QCustomPlot, QCP
#以上QCustomPlot2完全可以直接換成QCustomPlot-PyQt5

app = QApplication(sys.argv)
window = QMainWindow()
window.resize(800, 600)

customPlot = QCustomPlot()
window.setCentralWidget(customPlot)

graph0 = customPlot.addGraph()
graph0.setPen(QPen(Qt.blue))
graph0.setBrush(QBrush(QColor(0, 0, 255, 20)))

graph1 = customPlot.addGraph()
graph1.setPen(QPen(Qt.red))

x, y0, y1 = [], [], []
for i in range (251):
    x.append(i)
    y0.append(math.exp(-i/150.0)*math.cos(i/10.0))  # exponentially decaying cosine
    y1.append(math.exp(-i/150.0))                   # exponential envelope

graph0.setData(x, y0)
graph1.setData(x, y1) #除setData外，還有addData函數(shù)，即添加一個點

customPlot.rescaleAxes()
customPlot.setInteraction(QCP.iRangeDrag)
customPlot.setInteraction(QCP.iRangeZoom)
customPlot.setInteraction(QCP.iSelectPlottables)

window.show()
sys.exit(app.exec_())

以下是在類中的使用參考：

def initPlot(self):
    self.ui.widget

    self.ui.widget.setInteractions(QCP.iRangeDrag | QCP.iRangeZoom | QCP.iSelectAxes | QCP.iSelectLegend | QCP.iSelectPlottables)
    # self.ui.widget.axisRect().setRangeZoomAxes(, self.ui.widget.yAxis)
    self.ui.widget.xAxis.setLabel("t")
    self.ui.widget.yAxis.setLabel("accel")
    self.ui.widget.legend.setVisible(True)
    self.ui.widget.yAxis.setRange(-2,2)

    self.ui.widget.axisRect().insetLayout().setInsetAlignment(0, Qt.AlignLeft|Qt.AlignTop)

    self.ui.widget.addGraph()#添加第1條曲線
    self.ui.widget.graph(0).setName("x")#曲線名稱
    self.ui.widget.graph(0).setPen(QPen(Qt.red)) # line1 color red for second graph

    self.ui.widget.addGraph()#添加第2條曲線
    self.ui.widget.graph(1).setName("y")#曲線名稱
    self.ui.widget.graph(1).setPen(QPen(Qt.blue)) # line1 color red for second graph

    self.ui.widget.addGraph()#添加第3條曲線
    self.ui.widget.graph(2).setName("z")#曲線名稱
    self.ui.widget.graph(2).setPen(QPen(Qt.green)) # line1 color red for second graph

    self.ui.widget.addGraph()#添加第4條曲線
    self.ui.widget.graph(3).setName("norm")#曲線名稱
    self.ui.widget.graph(3).setPen(QPen(Qt.cyan)) # line1 color red for second graph

    self.key_init = QDateTime.currentDateTime().toMSecsSinceEpoch()/1000

def fresh(self, x=0, y=0, z=0, norm=0):
    key = QDateTime.currentDateTime().toMSecsSinceEpoch()/1000 - self.key_init
    self.ui.widget.graph(0).addData(key, x)
    self.ui.widget.graph(1).addData(key, y)
    self.ui.widget.graph(2).addData(key, z)
    self.ui.widget.graph(3).addData(key, norm)
    self.ui.widget.rescaleAxes()

    # self.ui.widget.xAxis.setRange(self.x, 8, Qt.AlignRight)
    self.ui.widget.replot()

3.2 QtChart

??使用前先安裝：pip install PyQtChart，在使用這個包時，要注意其基本的邏輯。顯示的類為QChartView, 但是QChartView需要關(guān)聯(lián)一個QChart，而每個QChart可以包含一個或多個series，即一條或多條曲線，當(dāng)然series類型有很多，這個和曲線計算方式和想要繪制圖形的類型有關(guān)。看個例子。

import sys
from PyQt5.QtGui import QPainter
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QWidget, QVBoxLayout
from PyQt5.QtChart import QLineSeries, QChart, QChartView
def create_chart():
    # 創(chuàng)建折線圖的數(shù)據(jù)
    series = QLineSeries()
    series.append(0, 0)
    series.append(1, 1)
    series.append(2, 2)
    series.append(3, 3)
    chart = QChart()
    chart.addSeries(series)
    chart.setTitle('Chart Example') # 設(shè)置圖表標(biāo)題
    chart.setAnimationOptions(QChart.SeriesAnimations) # 設(shè)置動畫效果
    return chart
class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self, parent=None):
        super(MainWindow, self).__init__(parent)
        self.setWindowTitle('QtChart Example')
        chart_view = QChartView(create_chart())

        chart_view.setRenderHint(QPainter.Antialiasing) # 設(shè)置渲染方式
        self.setCentralWidget(chart_view)
if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

//2023.5.16
這個有一點需要注意的是，序列，坐標(biāo)系，圖表的建立要遵循一定的順序，具體可以參考這篇博客中的代碼。

3.3 QWT

??這個沒有用過，但是感覺還行，也有代碼提示，安裝方法：

# 一定要安裝這個包，否則無法使用
pip install pyqt5-tools
# 再安裝對應(yīng)的包
pip install PythonQwt

這里給一個pypi官網(wǎng)提供的例子：

from qtpy import QtWidgets as QW
import qwt
import numpy as np

app = QW.QApplication([])
x = np.linspace(-10, 10, 500)
plot = qwt.QwtPlot("Trigonometric functions")
plot.insertLegend(qwt.QwtLegend(), qwt.QwtPlot.BottomLegend)
qwt.QwtPlotCurve.make(x, np.cos(x), "Cosinus", plot, linecolor="red", antialiased=True)
qwt.QwtPlotCurve.make(x, np.sin(x), "Sinus", plot, linecolor="blue", antialiased=True)
plot.resize(600, 300)
plot.show()
app.exec_()

3.4 Qt Designer中如何使用

??在上面的前期教程當(dāng)中，有提到PyQt常用的開發(fā)方式，就是在Qt Designer中設(shè)計ui，然后轉(zhuǎn)換成py文件，再另寫一個py文件進行界面的顯示和處理。那這些曲線怎么在Qt Designer中設(shè)計呢？

??在需要顯示的位置放置一個Widget控件：

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然后右鍵該控件，選擇“提升為”

pyqt5串口上位機,# Python,pyqt,python,qtchart,QCustomPlot,Qwt

這里主要是填兩個空，即提升的類名稱和頭文件，由于Python當(dāng)中沒有頭文件，實際填的是模塊名。即保證結(jié)構(gòu)是from B import A，其中A應(yīng)該是一個顯示的類，具體應(yīng)該填什么根據(jù)使用的包決定。比如如果使用的是QtChart，那么應(yīng)該是from PyQt5.QtChart import QChartView文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-528747.html