为什么USB端口有时称为串行端口，又称为COM？

据我对计算机端口的了解，

1. 串行端口是9针插头，如一个显示在这里，它也被称为COM端口。
2. USB端口是与串行端口不同的标准。

为什么然后为什么我经常看到称为“串行端口”的USB端口，例如在Arduino IDE中，USB端口由COM前缀标识？此外，如果不涉及任何串行端口，为什么有时有时需要虚拟COM端口呢？（例如：Prologix GPIB-USB适配器。）

我认为使用相同的名称来描述两个不同的事物可能会使您感到困惑。

这些不是称为串行端口的USB端口。在您的示例中，Arduino具有一个USB到串行设备（以第二个微控制器或FTDI芯片的形式）。这将使用USB与计算机进行通信，并形成与外界的实际串行端口-类似于USB Wi-Fi加密狗，USB LAN适配器，USB SATA适配器等。

关键在于，在许多情况下，串行端口不直接提供给用户，因为它在设备中是“硬接线”的（在这种情况下，直接连接到您正在编程的微控制器）。

从严格的理论上讲，任何使用串行通信的端口（如果我的记忆为我服务，几乎任何现代总线-包括USB，代表“通用串行总线”）都是“串行端口”。但是，在大多数情况下，当人们指的是“串行端口”时，他们实际上指的是符合RS-232的端口。

这是令人困惑的，因为Windows COM：端口来自早在MS-DOS中定义的命名系统（生于1980年）。这几乎是从CP / M（1974年生）复制而来的，其中一些想法来自Unix。他们没想到会增加像USB这样的中间“传输”总线。

Windows中有很多东西是CP / M-> MS-DOS演变的幸存者，例如以字母命名的磁盘驱动器，3个字母的文件扩展名，.EXE和.COM文件以及命令提示符命令界面。

另一个是设备名称：通常是三个字母，总是以冒号结尾。COM：是一个串行“通信端口”，LPT：一个“行式打印机”（通常挂在Centronics端口上），NUL：转储发送给它的所有内容，CON：是“控制台”（键盘和屏幕）。您可能需要对其中一些进行编号，以区分它们。COM：端口和LPT：端口一样，成为COM1：和LPT1 ：，依此类推。

COM：端口是一个“端点”：从Windows PC的角度来看，通信链接的远端。像计算中的许多事情一样，那里的桥接器被忽略了，它是您正在考虑的远端组件，而不是USB。PC键盘（链接为CPU-PCIe-USB-kbd）或网络驱动器（链接为CPU-PCIe-LAN-LAN-PCIe-CPU-PCIe-SATA或类似产品）也是如此。

USB还使用端点的概念。USB控制器可以将主机PC连接到各种硬件，并将它们作为资源提供给它。因此，当您看到USB连接的硬件时，就会看到这些端点。USB设备中的虚拟COM：端口只是从该USB从设备作为端点发出的串行端口。Windows将为其提供一个数字（COM1：，COM27：等），并且任何使用标准Windows API for COM：的程序都可以识别并使用该串行端口。

一些连接USB的硬件可能更喜欢模拟串行端口，因为它使Windows软件的开发更加容易。无需编写任何设备驱动程序，从而节省了大量工作-USB设备告诉Windows这是一个串行端口。从PC的角度来看，如果它的行为像一个串行端口（在始终打开的无穷无尽的串行流中发送和接收字节），这很好。因此，对于开发人员来说是有好处的。

要补充Joren Vaes的答案：请注意，某些软件应用程序（例如Arduino IDE）安装了一个Windows驱动程序，该驱动程序创建了“虚拟COM”端口。激活这些端口后，操作系统将通知程序有一个可用的COM端口，该端口看起来像是标准串行端口[*]，程序（例如Arduino IDE，也可以是其他任何端口）可以向其中发送和接收诸如到任何串行端口。然而，在引擎盖下，这些位被发送到USB电缆。在Arduino板内部发生了类似的事情。

[*]并且，“标准串行端口”在这里是指RS-232协议，该协议传统上是通过DB-9或DB-25连接器传输的。在我们的上下文中，USB也是“串行”根本没有关系。

您对COM端口和USB端口之间区别的理解是正确的。

简短回答您的问题，为什么某些USB端口被OS映射为“ COM”端口，是：有些USB设备实现USB CDC（通信设备类）。这些设备提供了从极为复杂的USB接口到标准UART / RS-232类型接口的桥梁。为了使用户透明，操作系统将模仿传输层的USB驱动程序加载为COM端口（虚拟COM端口）。随后是此方法的一些历史细节和理由。

COM端口使用DB-9 / DB-15（也称为RS-232串行或UART）连接器，这些端口的控制器已物理映射到PC硬件中，并映射到I / O空间中的特定地址。该COM控制器在现代PC中已经过时，并且已经淘汰。

同时，许多MCU仍使用RS-232串行通信作为与外围设备通信的主要手段。原因是这种链接的硬件（和软件）非常简单且易于实现。此外，所有现代Android开发/调试通信都是以COM端口样式完成的。同样，许多“通信”设备（作为调制解调器，包括4G LTE及更高版本）仍在多个“ COM”端口上使用具有ASCII类型控制协议的UART风格的接口。

现在，开发人员陷入了困境，如果主机开发PC没有COM端口，如何与此类微控制器通信？解决方案是使用USB端口和特殊的USB设备，这些设备将USB协议与COM端口RS-232接口桥接在一起。有专用的USB设备作为FTDI芯片，许多其他设备（Cypress，Microchip等）构成了执行此桥接功能的设备。

现在，与这些MCU的所有本机通信仍以RS-232协议表示，并且大多数应用示例都假定使用某些终端应用程序（TeraTerm，超级终端等）来使用链接。为了用户方便起见，USB-to-UART桥附带了将端口表示为虚拟COM端口的驱动程序。所有现代软件都使用COM硬件的虚拟化，从而可以平稳地过渡到“无COM”的PC。在MCU开发平台上的UART端口上添加专用的FTDI桥（并在主机PC上使用FTDI驱动程序使USB端口看起来像COM端口），或者在MCU本身中嵌入适当的桥代码，这是一种常见的做法。它具有本地USB功能）。

直接的方法是使用外部USB转UART板，并将UART连接至正在开发的MCU。或者，如果板上已经具有DB-9连接器，则可以直接将USB加密狗连接到该板上。

在所有情况下，MCU的本地UART控制将在主机侧显示为虚拟COM端口，从而跳过所有中间信号/协议转换。因此，当今人们经常跳过USB转UART桥接和COM端口之间的区别。

这非常令人困惑，但是您不必担心。首先，请考虑一个UART，它本身是一个通用术语，但请考虑一个生成带有起始位，一个或两个停止位，7或8个通常为数据位，有时是偶数或奇数奇偶校验的协议的UART。它在那里可能会有所不同，这使情况变得更糟。

UART处于TTL电平，无论如何。以前是5 V，现在是3.3 V，1.8 V或其他电压；也许TTL是错误的术语。然后，您已经/拥有RS-232，RS-422等。这些是电压和PIN标准，而不是协议标准。当您指的是某种UART时，混用术语并说RS-232是不正确的。

早在您的UART在主板上的那一天，您就需要某种与外界连接的连接器，当时的电压水平是合理的，并且需要某种标准的引脚/电缆。因此，经常在各种外设上找到流行的25和9针标准，在Wintel PC世界中，这被称为通信端口或有时称为串行端口。

当然，一个可以传输串行数据的端口可以称为串行端口，SPI，I²C，MDIO，UART，HDLC，SDLC等，甚至可能是USB和SCSI；你可以为此疯狂。通常，串行端口意味着您可以从UART获得一些引脚。

Unix / Linux世界说的tty不是com/ serial/ uart，但这是同一回事。

现在有实现。您可以购买一些带有某些接口的UART芯片（是的，您可以有一个SPI UART，两端都是串行的，或者是I²CUART或一些专用总线或USB等）。甚至在那天，UART的一侧都有一些总线，最终CPU可以通过它进行通信。如今，我们有FTDI和其他供应商提供了不错的USB UART解决方案，在软件和UART之间没有任何不同的接口层，然后UART的另一端具有某些接口，无论是TTL /芯片级还是RS-232C或RS-422等

早期的Arduino，您经常使用FTDI USB-to-UART板，该板也为Arduino提供电源。有些人在Arduino板本身上具有USB电源和串行/ UART，然后将其通过板子连接到AVR芯片上的UART（同一处理器通过一些总线层进行相同处理，以允许软件与具有它另一侧的一些接口，在这种情况下，AVR边缘上的引脚处于芯片电压电平（TTL）。

由于UART功能几十年来没有发生变化，为什么软件术语甚至软件应用程序应在应用程序级别进行更改？在10到15年前用主板上的UART芯片编写Linux / Unix TTY应用程序，现在很可能它仍然可以在USB到TTL电平或USB到RS-232C电平或RS-422或任何引脚的情况下工作/ level定义。Windows也是如此，而我拥有的代码仍然可以同时使用。在Windows世界中，使用COM。

我已经有一段时间没有使用Arduino沙箱了，如果已经在Linux上使用过，但是如果Java程序（如果我没记错的话）是通用的并且ttyS2在Linux和COM2上使用了系统名称的话，我也不会感到惊讶。在Windows上。

重读您的问题，这可以进一步利用利用这些API调用的现有软件。几十年来，您再也没有理由不能在软件中创建虚拟端口来承载双向数据，而您可以想到的几乎是任何东西。UART转以太网是一种非常普遍的方法，在服务器仍然非常使用COM / TTY / RS-232端口的服务器机房中，您可以拥有一台终端服务器，该服务器具有许多接口，可以连接到许多服务器，然后在另一端使用以太网，然后如果您选择不远程登录，则可以安装虚拟COM端口驱动程序。

然后，您计算机上的应用程序就认为它正在与COM端口通信，但实际上，字节流正在跳到以太网上，然后与终端服务器THEN连接到UART到RS-232C级别（但不一定是引出线）的电缆服务器和返回方式相同。

有时，无论出于何种原因，都没有理由将其实际连接到真正的UART中，因为它会虚拟化COM端口，以便为那些API调用编写的软件仍然可以工作。您可能会想到我们仍然使用的古老的银行软件，该软件具有连接UART接口的哑终端，而该接口有时可能是硬连线的，或者是进入调制解调器以最终成为服务器的。您可以做到这一点，以便通过各种仿真（包括虚拟COM端口）使软件仍然可以正常工作，该虚拟COM端口如今可能只是通过以太网作为串行流（例如TCP / IP）通过以太网到达服务器。