测试串口 使用虚拟串口工具

以下是使用 虚拟串口工具（socat） 测试 Qt 串口程序的完整详细指南，包含代码示例和调试技巧：

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📦 第一步：安装 socat

在终端执行：

sudo apt install socat

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🔗 第二步：创建虚拟串口对

运行以下命令，创建一对相互连接的虚拟串口：

socat -d -d pty,raw,echo=0 pty,raw,echo=0

输出示例：

2023/07/20 14:30:00 socat[1234] N PTY is /dev/pts/2
2023/07/20 14:30:00 socat[1234] N PTY is /dev/pts/3

关键说明：

• 生成的虚拟端口是 /dev/pts/2（发送端）和 /dev/pts/3（接收端）
• 两个端口的数据完全互通，发送到 /dev/pts/2 的数据会立即出现在 /dev/pts/3

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🛠️ 第三步：Qt 程序配置（发送端）

在 Qt 中配置发送端串口：

#include <QSerialPort>
#include <QDebug>

// 在窗口类中声明
private:
    QSerialPort *serialSender;

// 初始化发送端
void SerialTest::initSender() {
    serialSender = new QSerialPort(this);
    
    // 配置参数（必须与接收端一致）
    serialSender->setPortName("/dev/pts/2"); // 使用虚拟发送端口
    serialSender->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200);
    serialSender->setDataBits(QSerialPort::Data8);
    serialSender->setParity(QSerialPort::NoParity);
    serialSender->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
    serialSender->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
    
    if (!serialSender->open(QIODevice::WriteOnly)) {
        qDebug() << "发送端打开失败:" << serialSender->errorString();
        return;
    }
    
    // 发送测试数据
    sendTestData();
}

// 发送数据函数
void SerialTest::sendTestData() {
    QByteArray data = "Hello Qt Serial!";
    qint64 bytesWritten = serialSender->write(data);
    
    if (bytesWritten != data.size()) {
        qDebug() << "发送数据不完整";
    } else {
        qDebug() << "已发送:" << data;
    }
    
    serialSender->flush(); // 确保数据全部发出
}

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📡 第四步：Qt 程序配置（接收端）

在 Qt 中配置接收端串口并验证数据：

#include <QSerialPort>
#include <QDebug>

// 在窗口类中声明
private:
    QSerialPort *serialReceiver;
    QByteArray expectedData;

// 初始化接收端
void SerialTest::initReceiver() {
    serialReceiver = new QSerialPort(this);
    
    // 配置参数（必须与发送端一致）
    serialReceiver->setPortName("/dev/pts/3"); // 使用虚拟接收端口
    serialReceiver->setBaudRate(QSerialPort::Baud115200);
    serialReceiver->setDataBits(QSerialPort::Data8);
    serialReceiver->setParity(QSerialPort::NoParity);
    serialReceiver->setStopBits(QSerialPort::OneStop);
    serialReceiver->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);
    
    if (!serialReceiver->open(QIODevice::ReadOnly)) {
        qDebug() << "接收端打开失败:" << serialReceiver->errorString();
        return;
    }
    
    // 连接信号槽
    connect(serialReceiver, &QSerialPort::readyRead, this, &SerialTest::handleReadyRead);
}

// 接收数据槽函数
void SerialTest::handleReadyRead() {
    QByteArray receivedData = serialReceiver->readAll();
    qDebug() << "接收到的数据:" << receivedData;
    
    // 验证数据一致性
    if (receivedData == expectedData) {
        qDebug() << "✅ 数据验证成功！";
    } else {
        qDebug() << "❌ 数据不匹配：" 
                 << "发送:" << expectedData 
                 << "接收:" << receivedData;
    }
}

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🔍 第五步：调试与验证

1. 手动验证（使用 CuteCom）

• 打开两个 CuteCom 窗口：
  • 窗口1：选择 /dev/pts/2（发送端）
  • 窗口2：选择 /dev/pts/3（接收端）
• 在窗口1输入数据，窗口2应立即显示相同内容

2. Qt 程序调试技巧

• 检查端口状态：

  qDebug() << "发送端状态:" 
  << (serialSender->isOpen() ? "已打开" : "未打开")
  << "错误:" << serialSender->errorString();

• 设置读写超时：

  serialSender->setReadTimeout(500); // 500ms 超时
  serialSender->setWriteTimeout(500);

• 使用字节填充验证：

  // 发送端
  QByteArray pattern(1024, 0xA5); // 填充 0xA5 字节
  serialSender->write(pattern);
  
  
  // 接收端
  if (receivedData.contains(0xA5)) {
      qDebug() << "填充模式验证通过";
  }

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⚠️ 常见问题排查

1. 端口不存在错误

• 现象：QSerialPort::open: Device not found
• 原因：socat 生成的端口号与代码中配置的不一致
• 解决：
  1. 重新运行 socat 命令获取最新端口号
  2. 在代码中使用动态获取端口的方式：

     // 查找可用虚拟端口
     QFile file("/dev/pts/");
     if (file.exists()) {
         QDir dir("/dev/pts");
         QStringList entries = dir.entryList(QDir::System);
         for (const QString &entry : entries) {
             if (entry.startsWith("pts")) {
                 qDebug() << "找到虚拟端口:" << entry;
             }
         }
     }

2. 数据不完整错误

• 现象：发送 10 字节数据，接收端仅收到 5 字节
• 原因：未调用 flush() 或串口缓冲区未清空
• 解决：

  // 发送端添加延迟和flush
  serialSender->write(data);
  serialSender->flush();
  QThread::msleep(50); // 等待硬件处理

3. 权限拒绝错误

• 现象：QSerialPort::open: Permission denied
• 解决：

  # 方法1：临时权限
  sudo chmod 666 /dev/pts/2 /dev/pts/3
  
  
  # 方法2：永久权限（推荐）
  sudo usermod -aG dialout $USER
  newgrp dialout # 立即生效

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📝 完整测试流程

1. 运行 socat 创建虚拟端口对
2. 启动 Qt 程序，初始化发送端和接收端
3. 在发送端调用 sendTestData()
4. 观察接收端的 handleReadyRead 输出
5. 验证数据一致性

通过以上步骤，您可以完整测试串口程序的发送和接收功能。虚拟串口方案无需硬件连接，适合快速迭代调试。

3.关联链接

关于串口测试的链接-优快云博客

4.关联知识