上位机和下位机的概念

上位机：指的是可以直接发送操作指令的计算机或者单片机，一般提供用户操作交互界面并向用户展示反馈数据。

典型设备：电脑、平板、手机、面板、触摸屏

下位机：指的是与机器相连接的计算机或者单片机，一般用于接收和反馈上位机的指令，并根据指令控制机器执行动作以及从机器传感器读取数据。

典型设备：PLC、stm32、51、FPGA、ARM等各类可编程芯片。

上位机软件：用于完成上位机操作交互的软件

• 上位机给下位机发送控制命令，下位机接收到此命令并执行相应的动作；
• 上位机给下位机发送状态获取命令，下位机接收到此命令后调用传感器测量，然后够转化为数字信息反馈给上位机。
• 下位机主动发送状态信息或者报警信息给上位机

为了实现以上过程，上位机和下位机都需要独立进行编程，都需要专门的开发人员在各自的平台上编写代码。

上位机和下位机之间进行通信，常见的是有线连接，比如485，串口，USB等等，当然利用无线连接也可以，上位机和下位机的关系也有点类似主机和从机，通常上位机是电脑或平板，下位机是单片机设备。

编写程序

开发环境的搭建参考以往的文章：QT C++入门学习(1) QT Creator安装和使用

这里我们选择串口作为电脑端上位机软件与下位机的通信方式，串口作为嵌入式领域最常用的通信方式被广泛使用。

通信协议我们定义：AT+LED=ON\r\n 和 AT+LED=OFF\r\n 分别是开灯和关灯（\r\n是回车换行符，用来指示命令结尾）

1、新建一个serial_led工程

更改名称：

基类选择QWidget：

后面都是默认点下一步即可。
创建项目有疑问可以查看https://blog.csdn.net/weixin_44788542/article/details/130413466

完成后项目文件结构默认如下：

2、上位机界面设计
Qt 有一个可视化的界面设计工具：Qt 设计器（Qt Designer）。我们双击widget.ui文件就可以进入Qt Designer，在Qt Designer中我们可以通过拖动控件的方式来设计我们的界面
分别添加两个Label，两个Combo Box，和四个PushButton控件布局成如下图所示：

选中所有控件，点击栅格布局，已经放置的控件就自动对齐了。

默认的界面太大了，拉小一点：

3、完善控件参数
双击波特率对应的Combo Box，点击加号新增两个常用的波特率9600和115200备选项

选中控件，然后在右下角的对象名称属性那里更改名称

逐一按下图更改对象名称：

4、编写程序：
打开serial_led.pro文件，在第一行添加serialport

QT       += core gui serialport

widget.h文件编写：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QSerialPort>
#include <QSerialPortInfo>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QSerialPort *serialPort;//定义串口指针
private slots:

    /*以下为widget.ui文件中点击“转到槽”自动生成的函数*/
    void on_openBt_clicked();

    void on_btnSerialCheck_clicked();

    void on_btnLedOn_clicked();

    void on_btnLedOff_clicked();

};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp文件编写：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QMessageBox>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    this->setWindowTitle("serial_led");

    QStringList serialNamePort;

    serialPort = new QSerialPort(this);

    ui->serailCb->clear();
    //通过QSerialPortInfo查找可用串口
    foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())
    {
        ui->serailCb->addItem(info.portName());
    }

}

//检测通讯端口槽函数
void Widget::on_btnSerialCheck_clicked()
{
    ui->serailCb->clear();
    //通过QSerialPortInfo查找可用串口
    foreach(const QSerialPortInfo &info, QSerialPortInfo::availablePorts())
    {
        ui->serailCb->addItem(info.portName());
    }
}

/*打开串口*/
void Widget::on_openBt_clicked()
{

    // 初始化串口属性，设置 端口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验位数
    serialPort->setPortName(ui->serailCb->currentText());
    serialPort->setBaudRate(ui->baundrateCb->currentText().toInt());
    serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);
    serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
    serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);

    // 根据初始化好的串口属性，打开串口
    // 如果打开成功，反转打开按钮显示和功能。打开失败，无变化，并且弹出错误对话框。
    if(ui->openBt->text() == "打开串口"){
        if(serialPort->open(QIODevice::ReadWrite) == true){
            ui->openBt->setText("关闭串口");
            // 让端口号下拉框不可选，避免误操作（选择功能不可用，控件背景为灰色）
            ui->serailCb->setEnabled(false);
        }else{
            QMessageBox::critical(this, "错误提示", "串口打开失败！！！\r\n该串口可能被占用\r\n请选择正确的串口");
        }
    }else{
        serialPort->close();
        ui->openBt->setText("打开串口");
        // 端口号下拉框恢复可选，避免误操作
        ui->serailCb->setEnabled(true);
    }

}

void Widget::on_btnLedOn_clicked()
{
    serialPort->write("AT+LED=ON\r\n");
}

void Widget::on_btnLedOff_clicked()
{
    serialPort->write("AT+LED=OFF\r\n");
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

main.cpp不需要改动。

5、添加上位机图标
在网上找一个相关的.ico后缀的图标下载放到我们的工程路径下，如：

免费的ico文件下载参考该文：https://zhuanlan.zhihu.com/p/431105940
推荐https://www.iconfinder.com/

然后在我们的serial_led.pro文件中添加如下一行代码：

RC_ICONS = serial_led.ico

注意后面的文件名就是放在工程目录下的ico文件名

点击三角符号运行程序

界面左上角的图标就是我们放入的ico图标

这个图标还将作为打包生成的exe文件的图标。

后续打包的过程在另一文章有介绍，这里不赘述。传送门：QT如何打包生成独立可执行.exe文件、

测试验证

实际工作中，我们自己开发好上位机，需要等下位机弄好后与之联调测试，如果下位机未准备好，我们可以自己先尽可能自测。
比如我这里用了两个USB转串口模块，两个模块的GND连接，TX和RX连接，两个模块都连接到电脑上，然后打开我们开发的上位机，选择其中一个端口进行连接，对于另一个模块，我们用常用的串口助手连接。这样我们点击开灯和关灯的按钮，正常会在另一个串口助手上收到相应的指令。
只要上位机这块的功能无误，下位机再按照这个指令去开发功能即可。