码上通QT实战20--监控页面12-获取灯珠状态

1、前言

Modbus功能码01 ：读取线圈状态

功能描述

Modbus功能码01（0x01）用于读取远程设备中线圈（Coils）的开关状态。线圈是Modbus协议中的二进制输出，每个线圈占用1位（0或1），通常对应实际设备的继电器、指示灯等开关量输出。

常见应用场景

• PLC控制中读取继电器状态
• 工业自动化设备监控开关量输出
• 能源管理系统采集设备开关信号

请求格式

请求报文包含以下字段（以Modbus RTU为例）：

• 设备地址：1字节（从站地址）

• 功能码：1字节（0x01）

• 起始地址：2字节（大端序，线圈的起始地址）

• 线圈数量：2字节（大端序，需读取的线圈数量）

示例请求帧（读取地址0x0000开始的10个线圈）：
[设备地址][0x01][0x00][0x00][0x00][0x0A][CRC校验]

响应格式

响应报文包含以下字段：

• 设备地址：1字节
• 功能码：1字节（0x01）
• 字节计数：1字节（表示后续数据字节数）
• 线圈状态：N字节（每个字节包含8个线圈状态，LSB优先）

示例响应帧（前10个线圈状态为0xCD即1100 1101）：
[设备地址][0x01][0x02][0xCD][0x01][CRC校验]

解析：

• 字节1：1100 1101（线圈1=1，线圈2=0，线圈3=1...线圈8=1）
• 字节2：0000 0001（线圈9=1，线圈10=0，其余未使用）

操作实例

2、加油干

1、组装功能码

2、解析数据

#include "mainwindow.h"
#include "systemutils.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QMessageBox>
#include <QMouseEvent>
#include <QThread>
#include <QtConcurrent/QtConcurrentRun>
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 1.设置窗口无边框和窗口透明
    this->setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint);
    this->setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground);


    // 设置相关阴影效果
    SystemUtils * utils=new SystemUtils();
    utils->SetDropShadowEffect(ui->wdg_root,Qt::gray,10);

    //设置关闭，最小，最大的图标
    // 设置相关字体图标
    QFont font=QFont(QString("zx_icons"),9);
    // 关闭
    ui->pb_close->setFont(font);
    ui->pb_close->setText(QChar(0xe653));
    // 最大化
    ui->pb_max->setFont(font);
    ui->pb_max->setText(QChar(0xe694));
    // 最小化
    ui->pb_min->setFont(font);
    ui->pb_min->setText(QChar(0xe7e6));
    //设置第二行消息的图标
    ui->lbl_message_icon->setFont(font);
    ui->lbl_message_icon->setText(QChar(0xe7ff));

    //设置标题字体
    QFont font2=QFont(QString("钉钉进步体"),14);
    ui->lbl_title->setFont(font2);

    //设置"实时监控"按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_monitor,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置"趋势图表"导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_trend,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置"异常报警"导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_alarm,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));
    //设置"系统设置"导航按钮的信号和槽函数
    connect(ui->nb_settings,SIGNAL(onClicked(int)),SLOT(onNavClicked(int)));

    //绑定监控页面Monitor的信号和槽函数关联，即monitor页面中的信号函数onConnect由本页面的槽函数onConnect响应处理
    connect(ui->Monitor,SIGNAL(onConnect(QString,QString,QString,QString,QString)),SLOT(onConnect(QString,QString,QString,QString,QString)));
    //绑定监控页面Monitor的信号和槽函数关联，即monitor页面中的信号函数onTextSend由本页面的槽函数onTextCompleted响应处理
    connect(ui->Monitor,SIGNAL(onTextSend(QString)),this,SLOT(onTextCompleted(QString)));


    //创建线程及对象，处理串口
    thread=new QThread();
    worker=new QWorker();
    //1、本页面的信号函数onOpen由worker对象的槽函数openPort响应处理
    connect(this,SIGNAL(onOpen(QString,QString,QString,QString,QString)),worker,SLOT(openPort(QString,QString,QString,QString,QString)));
    //2、worker对象中的信号函数openCompleted由本页面的onSetopenState槽函数响应处理
    connect(worker,SIGNAL(openCompleted(bool)),this,SLOT(onSetopenState(bool)));
    //3、本页面的信号函数onSend由worker对象的槽函数sendData响应处理
    connect(this,SIGNAL(onSend(QByteArray,int)),worker,SLOT(sendData(QByteArray,int)));
    //4、worker对象中的信号函数sendCompleted由本页面的槽函数onSendCompleted响应处理
    connect(worker,SIGNAL(sendCompleted(QByteArray,int)),this,SLOT(onSendCompleted(QByteArray,int)));



    worker->moveToThread(thread);//把对象worker放在多线程中
    thread->start();//启动线程

    //f1=QtConcurrent::run(this,&MainWindow::onMonitor);//这是qt5.X的写法，这个写法在6.x中不支持
    //实例化异步任务
    f1 = QtConcurrent::run([this]() {
        this->onMonitor(); // 替换为你的成员函数名
    });
}

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

//监控事件
void MainWindow::onMonitor()
{
    while(this->isMonitor){
        if(m_isConnected){
            // 从设备中获取到相关数据
            QByteArray bytes;
            bytes.resize(6);
            bytes[0]=0x01;//设备地址
            bytes[1]=0x03;//功能码
            bytes[2]=0x00;//开始地址
            bytes[3]=0x00;
            bytes[4]=0x00;//请求数量
            bytes[5]=0x03;

            // CRC16算法
            auto crc=this->CRC16(bytes);
            uint8_t hi=uint8_t(crc>>8);
            uint8_t lo=uint8_t(crc);
            bytes.resize(8);
            bytes[6]=lo;//crc校验码
            bytes[7]=hi;

            // 需要给QWorker对象发送一个信号
            emit onSend(bytes,1);//向传感器发送信号

            QByteArray bytes2;
            bytes2.resize(6);
            bytes2[0]=0x01;//设备地址
            bytes2[1]=0x01;//功能码
            bytes2[2]=0x00;//开始地址
            bytes2[3]=0x00;
            bytes2[4]=0x00;//请求数量
            bytes2[5]=0x05;

            // CRC16算法
            auto crc2=this->CRC16(bytes2);
            uint8_t hi2=uint8_t(crc2>>8);
            uint8_t lo2=uint8_t(crc2);
            bytes2.resize(8);
            bytes2[6]=lo2;//crc校验码
            bytes2[7]=hi2;

            emit onSend(bytes2,2);//向灯珠发送信号
        }
        QThread::msleep(3000);
    }
}

//鼠标按下事件
void MainWindow::mousePressEvent(QMouseEvent *event){
    if (event->button() == Qt::LeftButton) {  // 如果按下左边按钮
        m_drag = true;//表示要移动
        // 获取当前光标的位置
        m_dragPos = event->pos();
        // 当前鼠标点相对于桌面屏幕左上角的坐标(0,0)，全局坐标；
        m_resizeDownPos = event->globalPosition().toPoint();
        // 获取当前窗口的相关参数，包括位置，大小等等各种参数
        m_mouseDownRect = this->rect();
    }
}

//鼠标移动事件
void MainWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event){
    // 如果是鼠标在拖动时，当前窗口是全屏，不做任何处理
    if (isFullScreen()) {
        return;
    }
    if (m_move) {
        move(event->globalPosition().toPoint() - m_dragPos);
        return;
    }

    setCursor(Qt::ArrowCursor);
    if (m_drag && (event->buttons() & Qt::LeftButton)) {
        m_move = true;
        move(event->globalPosition().toPoint() - m_dragPos);
    }
}

//鼠标释放事件
void MainWindow::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event){
    Q_UNUSED(event)
    m_drag = false;
    if (m_move) {
        m_move = false;
    }
    setCursor(Qt::ArrowCursor);
}

//关闭事件
void MainWindow::on_pb_close_clicked()
{
    QMessageBox::StandardButton ret=QMessageBox::question(this,tr("关闭系统运行"),tr("您确定要退出系统吗？"),QMessageBox::Yes | QMessageBox::No,QMessageBox::Yes );
    if(ret== QMessageBox::Yes){
        this->isMonitor=false;
        this->close();
    }

}

//最大化
void MainWindow::on_pb_max_clicked()
{
    this->showFullScreen();  // 全屏展示
}
//最小化
void MainWindow::on_pb_min_clicked()
{
    this->showMinimized();
}

//窗体双击事件
void MainWindow::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *event)
{
    Q_UNUSED(event); // 标记参数未使用，消除警告
    if (isFullScreen()) {
        showNormal();  // 如果是全屏，就恢复到非全屏
    } else {
        showFullScreen();  // 否则就变成全屏的
    }
}

//导航按钮的点击响应事件
void MainWindow::onNavClicked(int index)
{
    ui->sw_pages->setCurrentIndex(index);
}

//连接串口设备
void MainWindow::onConnect(QString port, QString baud, QString parity, QString data, QString stop)
{
    //执行串口对象的连接动作，动作必须在后台线程中处理
    //触发信号，让qworker这个对象来接收信号
    emit onOpen(port,baud,parity,data,stop);
}

//串口连接状态
void MainWindow::onSetopenState(bool state)
{
    m_isConnected=true;
    //接收到worker对象中的打开状态信号
    ui->Monitor->setOpenState(state);

}

//计算CRC校验码
uint16_t MainWindow::CRC16(QByteArray bytes)
{
    int len=bytes.size();
    uint16_t wcrc=0XFFFF;//预置16位crc寄存器，初值全部为1
    uint8_t temp;//定义中间变量
    int i=0,j=0;//定义计数

    for(i=0;i<len;i++)//循环计算每个数据
    {
        temp=bytes.at(i);
        wcrc^=temp;
        for(j=0;j<8;j++){
            //判断右移出的是不是1，如果是1则与多项式进行异或。
            if(wcrc&0X0001){
                wcrc>>=1;//先将数据右移一位
                wcrc^=0XA001;//与上面的多项式进行异或
            }
            else//如果不是1，则直接移出
                wcrc>>=1;//直接移出
        }
    }
    temp=wcrc;//crc的值
    return wcrc;
}


//发送完成后
void MainWindow::onSendCompleted(QByteArray bytes, int flag)
{
    if(flag==1){
        if(bytes.length()>3&&(bytes[1]&0x80)==0){//这个条件说明返回的数据没有问题，这里只是一个简单的判断
            bool ok;
            //截取指定位置指定长度的数据，转换成16进制，再转换成10进制
            uint16_t temp=bytes.mid(3,2).toHex().toUInt(&ok,16);
            uint16_t humi=bytes.mid(5,2).toHex().toUInt(&ok,16);
            uint16_t bright=bytes.mid(7,2).toHex().toUInt(&ok,16);
            // qDebug()<<"温度："<<temp;
            // qDebug()<<"湿度："<<humi;
            // qDebug()<<"亮度："<<bright;
            ui->Monitor->setValue(temp,humi,bright);
        }
    }else if(flag==2){
        //处理灯珠状态
        if(bytes.length()>3&&(bytes[1]&0x80)==0){
            bool ok;
            //解析状态数据
            bool s1=bytes[3]&1;
            bool s2=bytes[3]&2;
            bool s3=bytes[3]&4;
            bool s4=bytes[3]&8;
            bool s5=bytes[3]&16;
            ui->Monitor->setStatus(s1,s2,s3,s4,s5);//将数据交给界面显示
        }
    }
}

//发送指令
void MainWindow::onTextCompleted(QString text)
{
    QByteArray data(text.toLatin1());
    uint16_t len=data.size();
    uint16_t count=len/2;
    if(len%2>0) count+=1;


    // 将前面文本数据拼接在一起发给设备
    QByteArray req;
    req.resize(7);
    req[0]=0x01;
    req[1]=0x10;
    req[2]=0x00;
    req[3]=0x08;
    req[4]=uint8_t(count>>8);
    req[5]=uint8_t(count);
    req[6]=len;

    req.append(data);

    auto crc=this->CRC16(req);
    uint8_t hi=uint8_t(crc>>8);
    uint8_t lo=uint8_t(crc);
    req.append(lo);
    req.append(hi);

    // 将指定数据指令发到QWorker里处理
    emit onSend(req,3);
}

3、显示数据

4、运行测试

5、小结

Modbus功能码01（0x01）用于读取远程设备中线圈（Coils）的开关状态。线圈是Modbus协议中的二进制输出，每个线圈占用1位（0或1），通常对应实际设备的继电器、指示灯等开关量输出。

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