使用Qt基础类开发上位机程序：QGraphicView、QTable、QModbus等实践

在工业自动化领域中，上位机程序是一种常见的控制软件，用于监视和控制各种自动化设备和生产线。上位机程序通常需要实时显示大量数据和图形化界面，以便用户能够实时掌握设备状态并进行操作。

Qt是一种广泛使用的跨平台GUI应用程序开发框架，它提供了丰富的GUI组件和工具，以便开发人员快速构建功能丰富的用户界面。在本文中，我们将介绍如何使用Qt的基础类，包括QGraphicView、QTable、QModbus等来开发一个简单的上位机程序。

QGraphicView的使用

首先，我们将介绍如何使用QGraphicView类来显示图形化界面。QGraphicView是Qt中一个强大的图形显示类，可以显示各种图形元素，包括点、线、矩形、圆和文本等。通过使用QGraphicView，我们可以轻松地实现各种图形界面效果，例如流程图、拓扑图和设备布局图等。

QGraphicView是Qt中一个强大的图形显示类，可以显示各种图形元素，包括点、线、矩形、圆和文本等。通过使用QGraphicView，我们可以轻松地实现各种图形界面效果，例如流程图、拓扑图和设备布局图等。在开发上位机程序中，我们可以使用QGraphicView来显示实时数据的趋势图、设备状态的变化图等。

// 创建一个QGraphicsScene对象
QGraphicsScene* scene =newQGraphicsScene();// 创建一个QGraphicsView对象，并将其与QGraphicsScene关联
QGraphicsView* view =newQGraphicsView(scene);// 创建一个QGraphicsPathItem对象，用于显示趋势图
QGraphicsPathItem* item =newQGraphicsPathItem();// 创建一个QPainterPath对象，并将实时数据添加到其中
QPainterPath path;
path.moveTo(0,0);for(int i =0; i < data.size(); i++){
    path.lineTo(i, data[i]);}// 将QPainterPath对象设置为QGraphicsPathItem的路径
item->setPath(path);// 将QGraphicsPathItem添加到QGraphicsScene中
scene->addItem(item);

如下图：

QTableWidget的使用

QTableWidget是Qt中用于显示表格数据的控件，可以方便地显示多行、多列的数据，并支持对单元格进行编辑、选中、排序等操作。在开发上位机程序时，我们经常需要使用QTableWidget来显示和编辑数据，例如显示实时数据、历史数据、参数设置等。

QTableWidget支持以下常用操作：

1、设置表格行数和列数：

tableWidget->setRowCount(rowCount);// 设置表格行数
tableWidget->setColumnCount(columnCount);// 设置表格列数

2、插入或删除表格行或列：

tableWidget->insertRow(row);// 插入表格行
tableWidget->removeRow(row);// 删除表格行
tableWidget->insertColumn(column);// 插入表格列
tableWidget->removeColumn(column);// 删除表格列

3、设置表格内容：

tableWidget->setItem(row, column, item);// 设置表格单元格的内容
tableWidget->item(row, column)->setText(text);// 设置表格单元格的文本
tableWidget->item(row, column)->setData(Qt::UserRole, data);// 设置表格单元格的用户数据

4、获取表格内容：

QTableWidgetItem* item = tableWidget->item(row, column);// 获取表格单元格的指针
QString text = item->text();// 获取表格单元格的文本
QVariant data = item->data(Qt::UserRole);// 获取表格单元格的用户数据

5、选中表格单元格：

tableWidget->setCurrentCell(row, column);// 设置当前选中的表格单元格

下图：

QChart的使用

当开发上位机程序时，除了使用QTableWidget来显示表格数据外，有时我们还需要使用QChart来实现图表显示，以便更直观地展示数据趋势和统计信息。QChart是Qt提供的用于绘制图表的类，支持多种类型的图表，如折线图、柱状图、饼图等。

// 创建一个QChart对象
QChart *chart =newQChart();// 创建一个QLineSeries对象，用于绘制折线
QLineSeries *series =newQLineSeries();// 向折线图添加数据
series->append(x1, y1);
series->append(x2, y2);// 添加更多数据...// 将折线添加到图表中
chart->addSeries(series);// 创建一个QValueAxis对象，用于设置坐标轴
QValueAxis *axisX =newQValueAxis();
QValueAxis *axisY =newQValueAxis();// 设置坐标轴范围和标签
axisX->setRange(minX, maxX);
axisX->setTitleText("X Axis");

axisY->setRange(minY, maxY);
axisY->setTitleText("Y Axis");// 将坐标轴添加到图表中
chart->setAxisX(axisX, series);
chart->setAxisY(axisY, series);// 创建一个QChartView对象，并将图表显示在界面上
QChartView *chartView =newQChartView(chart);
chartView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);// 将QChartView添加到布局或窗口中
layout->addWidget(chartView);

通过上述代码，我们可以使用QChart和QLineSeries绘制折线图，并通过QValueAxis设置坐标轴的范围和标签。最后，将QChartView对象添加到布局或窗口中，即可在上位机程序中显示折线图。

除了折线图，QChart还支持绘制其他类型的图表，如柱状图、饼图、散点图等。我们可以根据需求选择合适的图表类型，并使用QChart提供的接口进行数据的添加和设置。这样，我们就能够通过QChart和其他Qt基础类实现丰富的图表功能，为上位机程序添加更多的数据可视化效果。

QModbusClient的使用

最后，我们将介绍如何使用QModbusClient类来实现Modbus通信。Modbus是一种常见的工业通信协议，广泛用于各种自动化设备之间的通信。通过使用QModbusClient，我们可以轻松地实现与QModbusClient设备的通信，例如读取和写入Modbus寄存器等操作。同时，QModbusClient还提供了丰富的错误处理和日志记录功能，可以帮助我们快速排查通信问题。

// 创建一个QModbusTcpClient对象
QModbusTcpClient* client =newQModbusTcpClient();// 设置Modbus设备的IP地址和端口号
client->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkAddressParameter,"192.168.0.1");
client->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkPortParameter,502);// 连接Modbus设备if(!client->connectDevice()){qWarning()<<"Failed to connect Modbus device:"<< client->errorString();return;}// 读取Modbus设备的数据寄存器
QModbusDataUnit readUnit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters, startAddress, numRegs);if(auto* reply = client->sendReadRequest(readUnit, slaveAddress)){if(!reply->isFinished()){// 等待读取完成
        reply->waitForFinished();}if(reply->error()== QModbusDevice::NoError){// 读取数据成功constauto& values = reply->result().values();for(int i =0; i < values.size(); i++){qInfo()<<"Value"<< i <<":"<< values[i];}}else{// 读取数据失败qWarning()<<"Failed to read data from Modbus device:"<< reply->errorString();}
    reply->deleteLater();}else{// 发送读取请求失败qWarning()<<"Failed to send read request to Modbus device:"<< client->errorString();}// 断开Modbus设备的连接
client->disconnectDevice();

综上所述，Qt提供了丰富的基础类和工具，可以帮助我们快速开发功能强大的上位机程序。通过使用QGraphicView、QTableWidget、QModbusClient等基础类，我们可以轻松地实现图形化界面、表格显示和Modbus通信等功能，从而满足各种工业自动化应用的需求。

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