虚拟串口与真实物理地址串口

本文所说的“串口”是指RS-232或者RS-485/RS-422口，但是由于RS-485（或RS-422）口一般都是从PC机的RS-232口转换而来，其软件是通用的，所以本文评论的“串口”一般就指PC机的RS-232口。这里所说的“虚拟串口”是指通过USB/串口转换器生成的串口。有人在使用USB/串口转换器时发现某些以前在传统RS-232口上运行正常的软件却不能够使用，因而就说通过USB转换出来的串口不是真正的串口。这里所谓的“传统RS-232口”是指从PC机的主板或者从总线，比如台式机的PCI或者ISA总线、笔记本的PCMCIA总线上扩展出来的RS-232口，是有真实物理地址的串口。

USB的全称是通用串行总线，它与PCI之类的并行总线有本质的区别。USB口没有分配固定的总线I/O地址也没有固定中断号，它的地址是通过软件来虚拟的，而传统的RS-232口有固定的I/O地址以及中断号。这就是某些通信软件在传统RS-232口可以运行而在USB/串口转换器的RS-232口上不能够运行的原因。如果通信软件内有直接I/O读写语句，那么肯定无法在USB/串口转换器的串口上运行。另外还有一个原因就是对RTS/CTS、DTR/DSR这些握手信号的操作，即使是通过虚拟读写不是通过直接I/O读写来操作这些握手信号，但由于USB/串口转换器对这些握手信号的虚拟读写过程的初始化往往比较耗时，所以容易导致握手信号读写失败。

现在的台式计算机大部分还都保留有一个真实物理地址的RS-232口，一般是COM1口。如果在计算机的背后有一个DB-9针的口，那就是COM1串口。COM1串口的基地址为3FC，COM2串口的基地址为2FC。在WINDOWS me以及以前版本操作系统下可以直接进行物理地址的I/O读写操作，比如 BASIC语言为OUT &H3FC，2 汇编语言为OUT 3FC，2 PASCAL语言为port[$3fc]:=2; C语言为outportb (0x3fc,2); VC 语言为：_outp (0x3fc,2); 在Windows XP以及以后版本操作系统下，上面的语句已经禁止执行，但是可以将I/O操作指令编为动态连接库来调用，可以达到一样的I/O操作效果。

USB/串口转换器的虚拟串口代替传统的RS-232、RS-485、RS-422口是必然的发展趋势，就象PCI总线代替ISA总线、Windows代替DOS一样，尽管后者都更加适合工业通信和工业测控。Windows操作系统从来不是优先考虑工业通信和工业测控的实时性要求，反而越来越抛弃工业通信和工业测控。只有CPU、总线等硬件速度的改进使延时减小从而接近实时性。由于通过虚拟I/O操作代替物理的固定I/O读写是解决Windows可靠性的一条基本原则，所以用户越来越远离Windows内核的操作。事实上，从Windows XP开始就没有了直接I/O读写指令，甚至Windows me的直接I/O读写也是通过将DOS的I/O读写指令编辑成为动态连接库然后来调用的。Windows XP下的直接I/O读写是通过动态连接库的调用来实现，参见波仕电子网站的软件。另外减少USB虚拟串口对RTS/CTS、DTR/DSR这些握手信号的虚拟操作的延时也是一个技术难点，这主要是由USB/串口转换器内部UART的信号初始化处理延时导致的。避免频繁使用最好不要使用这些握手信号是较好的解决方法。波仕电子所有产品的RS-485接口均使用了零延时自动收发转换技术，这就保证转换过程中不需要任何握手信号来控制收与发的切换。

如果你的计算机的RS-232口是从USB转换出来的，那么肯定地说，这个RS-232口一定是虚拟串口。这是由USB的特性决定的。虚拟串口由于没有真实物理地址所以是不能够进行以上的对COM口地址（比如3FC、2FC）的I/O读写操作，包括用调用动态连接库的方法。USB口当然是可以进行其他地址的I/O操作的，可以参考波仕的U46BL、U812BL产品说明书。

如果你的计算机串口是从台式计算机的PCI插卡扩展出来的，那么目前的产品我们还没有见到虚拟串口的，也就是说现在的PCI串口卡都是真实物理地址的串口。由于PCI串口卡的电路板是没有壳子的，所以我们也很容易地从电路板上的元件型号看出来。从原理上来讲，也可以从PCI口先扩展出USB口再将这个USB转换出RS-232口。我们现在的许多笔记本的内置光驱就已经采用了USB口（不是指外挂的光驱！）。当你准备拔下U盘，按照要求用鼠标点击左面右下脚的“安全删除硬件”，如果同时出现USB光驱的提示就是说明你的笔记本光驱是USB接口的，虽然实际物理接口可能是一排插针的插卡。

唯一有可能混淆的是PCMCIA串口卡以及改进型EXPRESS CARD串口卡扩展出的RS-232口。大部分PCMCIA串口卡扩展的RS-232口都是真实物理地址的，否则就失去了它相对USB的优势。PCMCIA对于笔记本的作用就象PCI对于台式计算机一样。波仕的PCMCIA、EXPRESS CARD串口卡扩展出来的都是真实物理地址的串口。EXPRESS CARD是PCMCIA的一种改进，有L形和条形，见波仕PCMCIA232的说明书。EXPRESS CARD 与PCMCIA并不兼容。最近已经出现了某些EXPRESS CARD串口卡扩展出来的RS-232口并不是真实物理地址的串口，而是先将EXPRESS CARD转换成为USB然后再转换出RS-232口。如果你有包含读写串口物理地址的程序，就无法在这样的EXPRESS CARD上运行。

如何识别EXPRESS CARD扩展的串口是虚拟串口还是真实物理地址串口呢？以Windows XP为例，先安装驱动程序。点击:我的电脑\属性\系统属性\硬件\设备管理器\端口，找到新出现的COM口，再点击: 属性\详细信息，如果是真实物理地址的串口，就会显示物理地址以及中断号，比如3FC、2FC之类，如果是USB虚拟串口，就会显示USB的字样,比如设备范例ID：USB\VID_067B&PID_2303\5&18CD3484&1&2。 如果你对以上的USB虚拟串口、PCI或PCMCIA扩展的串口都不满意，那么还有一种选择，就是以太网/串口转换器，见波仕ETH232系列说明书。虽然以太网/串口转换器生成的RS-232口也是虚拟串口，但是它并不出现在“\设备管理器\端口”中，所以也无法用上面看“属性\详细信”的方法。我们大量应用的实际情况表明，以太网虚拟串口的通用性好于USB虚拟串口，可能是由于以太网支持全双工通信的原因。以太网/串口转换器的缺点是需要供电，另外驱动程序以及虚拟串口程序是专用的。