基于WPF的c#上位机制作

前言

目前，根据前面winform做的上位机，我研究了下wpf下设计上位机，希望把界面做的更美观，目前实现了串口助手的功能，通讯协议初步支持了modbus和原本winform里面的协议，算法调取部分目前还未迁移完成，估计无限期延后，相关的源代码公开到github和gitee上面（搜索finhaz/fruit，里面的ocean工程就是wpf对应的设计），希望给大家提供思路。这里的思路主要是界面设计方面的思路，上位机设计的思想在前面的winform设计篇（点此）讲了，而上位机所需的通讯方面，则记录于modbus协议那篇博文（点此）。
wpf做的软件，表面上至少比winform的漂亮了，而且自适应框架的能力更强，就是相对费事。
目前不想继续开发下去的主要原因是我要去搞学术研究了，时间精力有限，暂时使用mthings作为调试用上位机。

界面设计思路

之前我在winform的设计思路下，主要考虑的是利用多个窗体，来管理多个不同的输入界面，这样在刚开始设计的时候很简单。
而在换了wpf进行界面设计时，我考虑的是做一个窗体，然后在页面之间切换，来选择不同的界面，并且切换界面使用的导航栏我考虑的是使用汉堡菜单。
同时，算法开发与界面设计分离，采用MVVM模式。
也就是软件本身一个mainwindows，对应xaml文件如下：

每个页面page对应一个page：

用汉堡菜单切换各个页面。

页面的窗口自适应

wpf的最方面的一个地方是利用xaml可以快速的实现自适应页面，有gird等控件可以辅助使用，网上相关界面很多，这里不再赘述。

MahApps-汉堡菜单的实现

在wpf里面想实现汉堡菜单时，没有原生的控件，因此这时候，通过查询网上，了解到有一个设计框架库MahApps.Metro。MahApps用户UI库帮助把uwp的特性可以被移植到wpf开发上,提供了很多控件/样式，利用Nuget可以安装该类库。
这里初步的界面效果是这样的

左侧是导航栏，点击按钮就会跳转到对应的页面，即每个page对应的xaml文件。
修改对应的xaml文件的方法，在ShellViewModel.cs之中，修改对应的xaml文件路径和名称

            // Build the menus
            this.Menu.Add(new MenuItem()
            {
                Icon = new PackIconFontAwesome() { Kind = PackIconFontAwesomeKind.BugSolid },
                Label = "Bugs",
                NavigationType = typeof(BugsPage),
                NavigationDestination = new Uri("UI/debug_serial.xaml", UriKind.RelativeOrAbsolute)
            });

公共资源放置

像导航菜单、上位机设计时需要读取的数据表，我建立了一个CommonRes类

    public class CommonRes
    {
        public static SerialPort mySerialPort = new SerialPort();

        public static DataTable dt1 = new DataTable();
        public static DataTable dt2 = new DataTable();
        public static DataTable dt3 = new DataTable();
    }

初始化时集中在了mainwindows对应的cs代码之中。

            this.navigationServiceEx = new Navigation.NavigationServiceEx();
            this.navigationServiceEx.Navigated += this.NavigationServiceEx_OnNavigated;
            this.HamburgerMenuControl.Content = this.navigationServiceEx.Frame;

            // Navigate to the home page.
            this.Loaded += (sender, args) => this.navigationServiceEx.Navigate(new Uri("Views/MainPage.xaml", UriKind.RelativeOrAbsolute));


            CommonRes.dt1 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_RUN");
            CommonRes.dt2 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_SET");
            CommonRes.dt3 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_FACTOR");

这样各个page读取时，就可跨越所有的页面使用。

表格控件的使用

这里对应上位机设计中的数据库部分，是比较关键的地方
读取access数据的方式和之前一样，相关的操作函数我写在database.cs文件之中。

CommonRes.dt1 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_RUN");
CommonRes.dt2 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_SET");
CommonRes.dt3 = DB_Access.GetDBTable("PARAMETER_FACTOR");

对应的显示控件是DataGrid，这里我是使用数据绑定的方式，让每个DataGrid绑定到一个datatable变量

 <DataGrid x:Name="datashow" 
           CellEditEnding="datashow_CellEditEnding" 
           BeginningEdit="datashow_BeginningEdit"
           ItemsSource="{Binding dtrun, Mode=TwoWay}">

 </DataGrid>

access读取的值赋值给page内的datatable，这样就把数据库内容显示到DataGrid之上。

dtrun = CommonRes.dt1;

dtset = CommonRes.dt2;

dtfactor = CommonRes.dt3;

DataGrid控件相比于winform的 datagridview，在数据操作上复杂，可利用datagrid变量的select_index属性来读取每个datagrid对应上你当前cell的所在行，返回值而且是int类型。

var x = dataset.SelectedIndex;

每次编辑后，利用单元格的endedit事件，将修改的结果返回给数据库读取时的datatable变量

private void dataset_CellEditEnding(object sender, DataGridCellEditEndingEventArgs e)
{
    newValue = (e.EditingElement as TextBox).Text;
    CommonRes.dt2 = dtset;
}

另外，增加了窗口关闭的事件，将datatable变量值用于更新表

 MessageBox.Show("数据将保存！");
 //DB_Access.UpdateDBTable(CommonRes.dt1, "PARAMETER_RUN");
 DB_Access.UpdateDBTable(CommonRes.dt2, "PARAMETER_SET");
 DB_Access.UpdateDBTable(CommonRes.dt3, "PARAMETER_FACTOR");

跨线程操作

这里，上位机的串口和UI是两个线程，通常我们会把报文数据显示到textbox的控件，这时候就需要委托了。我的textbox叫show_text，每个控件有Dispatcher属性，利用这一属性编写output函数，加载ouputAction操作。

private delegate void outputDelegate(string para);
private void output(string para)
{
  this.show_text.Dispatcher.Invoke(new outputDelegate(outputAction), para);
}
private void outputAction(string para)
{
  
  show_text.Text+=para;
}

操作控件时，使用的就是output函数在串口接受事件里面，传入参数就是你想要显示的数据。

 private void mySerialPort_DataReceived(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
 {
     Thread.Sleep(99);
     int n = CommonRes.mySerialPort.BytesToRead;
     byte[] buf = new byte[n];
     CommonRes.mySerialPort.Read(buf, 0, n);

     string txt = "RX:";
     for (int i = 0; i < n; i++)
     {
         if (Protocol_num == 0)
         {
             txt += Convert.ToString(buf[i], 16);
         }
         else if (Protocol_num == 1)
         {
             txt += Convert.ToString(buf[i], 16);
         }
         txt += ' ';
     }
     txt += '\r';
     txt += '\n';
     output(txt);
 }

每个页面的串口事件

由于我有调试串口和通信协议两个page都用到了串口，接受处理事件不一样，因此我在页面切换时，加了-=。

private void Page_Unloaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
  CommonRes.mySerialPort.DataReceived -= new SerialDataReceivedEventHandler(this.mySerialPort_DataReceived);
}