串口数据可视化工具：Serial Port Plotter 完全指南

Serial Port Plotter 是一个功能强大的 Windows 应用程序，专门用于实时显示来自串行端口的数据。该应用基于 Qt 框架和 QCustomPlot 库构建，为嵌入式开发者、硬件爱好者和实验研究人员提供了直观的数据可视化解决方案。

核心功能特性

• 无坐标轴限制：未知/新的通道数据会自动创建新图表并使用（14种循环颜色调色板）
• 无数据点限制：所有接收到的数据都会被保留，用户可以随时查看历史数据
• 无波特率限制：测试支持高达 912600 bps 的传输速率
• 鼠标缩放和拖拽：使用鼠标滚轮或点击进行缩放（仅限X轴）
• 实时坐标显示：在绘图区域移动鼠标时，状态栏会显示图表中对应点的X和Y值
• 通道名称图例：双击可修改通道名称
• 通道选择功能：点击图例文本即可选择对应通道
• 支持正负整数和浮点数
• PNG格式导出：可将图表保存为高质量PNG图片
• CSV格式导出：支持将采集数据导出为CSV格式进行后续分析
• 自动缩放可见图表：一键自动调整Y轴显示范围

应用界面展示

快速使用指南

数据发送格式要求

要向应用程序发送数据，必须遵循特定的格式以便区分不同数值。每条消息必须以'$'开始，以';'（分号）结束，内部整数需要用空格分隔。

C语言示例代码：

/* 示例：绘制两个数值 */
printf ("$%d %d;", data1, data2);

操作要点说明

• 在控件上使用鼠标滚轮可以改变其数值，在绘图区域使用滚轮可以进行缩放
• 当停止/暂停时，绘图区域可以被拖拽，文件保存功能会被启用
• 要启用文件保存功能，在开始绘图前点击文档按钮

通道管理技巧

在图形控制面板中双击通道可以隐藏/显示特定通道，这在进行多通道数据分析时特别有用。

项目架构解析

核心技术组件

• Qt框架：提供跨平台的GUI应用程序开发能力
• QCustomPlot库：专业的2D绘图库，支持高性能数据可视化
• 多线程处理：独立的串口读取和图形更新线程确保流畅性能

数据处理流程

应用程序采用状态机模式处理串口数据：

• 等待开始状态：检测数据流中的'$'起始符
• 消息处理状态：接收并解析有效数据
• 数据可视化：实时更新图表显示

安装与构建

获取源代码

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/se/serial_port_plotter
cd serial_port_plotter

项目依赖

• Qt 5.11.1 或更高版本
• QCustomPlot 2.0.1 库
• qDarkStyle 2.5.4 主题

构建说明

项目提供完整的 Qt 项目文件 SerialPortPlotter.pro，用户可以使用 Qt Creator 打开并构建项目。对于不想自行构建的用户，项目中包含独立的可执行文件。

实际应用场景

硬件开发调试

• 传感器数据实时监控（温度、湿度、压力等）
• 嵌入式系统输出数据可视化（Arduino、Raspberry Pi等）
• 产品原型验证过程中的数据趋势分析

科研与教育应用

• 实验室数据采集与实时显示
• STEM教学中的数据可视化演示
• 自动化测试系统中的关键指标记录

性能优化建议

根据要显示的数据量，可以调整数据点的数量。例如，如果从 mbed 的串口每 10 毫秒（100 Hz）发送数据，并且绘图仪设置为显示 500 个点，它将包含 5 秒的数据信息。

版本演进历史

项目自 2014 年发布以来，经历了多个重要版本的迭代：

• 1.3.0版本（2018-08-01）：新增COM端口刷新按钮、通道可见性控制、自动缩放功能和CSV保存支持。

• 1.2.2版本（2018-07-26）：新增UART调试文本框和文本过滤功能。

• 1.2.1版本（2017-09-24）：增加了对浮点数/双精度数的支持。

项目资源

图标资源

项目包含丰富的图标资源，位于 res/icons 目录下，包括：

• Line Icon Set 图标包（三种颜色变体）
• Lynny 图标包（三种颜色变体）

样式主题

提供多种界面样式选择，包括 qDarkStyle 暗色主题和自定义样式表，用户可以根据个人偏好进行选择。

Serial Port Plotter 作为一个成熟稳定的串口数据可视化工具，已经在众多硬件开发项目和科研实验中得到了广泛应用。其简洁的界面设计、强大的功能特性和稳定的性能表现，使其成为串口数据监控领域的首选解决方案。