USB转串口那些事儿—串口驱动类型

USB转串口设备在主机上使用时需要配合USB设备驱动，根据使用场景的不同，又可以细分为不同类型的USB转串口应用，常见有：USB转VCP虚拟串口、USB转CDC虚拟串口、USB HID转串口、安卓AOA转串口等。其中以USB转VCP虚拟串口应用最为广泛。事实上，USB转串口硬件完整的工作流程需要主机端USB设备驱动的配合才可以完成。硬件完成的仅是USB数据和串口数据的处理，其使用方法是由串口驱动决定。关于各驱动类型介绍，说明如下：

USB转VCP虚拟串口

使用厂商提供的USB虚拟串口驱动程序，工作时在Windows系统的“端口(COM和LPT)”一栏下会生成COM口，Linux/Android/macOS系统在/dev目录下会生成TTY设备节点。
应用特点：

支持高速率通讯及硬件流控。
功能齐全，支持GPIO等扩展功能。
仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口。
计算机端串口应用程序完全兼容，无需修改。
驱动只需安装一次也可以联网自动安装。

USB转CDC串口

Windows 10及以上的操作系统版本内置CDC串口驱动，以下的系统版本则需要安装驱动。因CDC类协议和类驱动的原因，CDC串口功能没有VCP完整，使用上也存在一些差异，具体见如下使用注意事项：

Windows系统CDC串口使用注意点

-> 在串口打开的情况下，不要插拔串口
在串口应用软件已打开串口状态下，拔插一次CDC串口设备的USB端，后续应用软件将无法再打开串口，此时必须重新插拔USB。（与系统自带CDC串口驱动PnP处理有关）
（注：在WIN 10之前系统版本中有此情况）

-> 串口RTS（Request To Send）信号不支持单独控制
因CDC-ACM协议的限制和系统集成的CDC类驱动的特性，RTS无法单独控制，只能在DTR有变化时，DTR和RTS状态才会更新至硬件。

-> 不支持串口CTS（Clear To Send）信号
CDC-ACM协议不支持CTS状态更新。

-> 不支持软件和硬件流控
CDC-ACM协议不支持串口硬件流控，系统CDC串口驱动不支持软件流控。

-> 使用串口高波特率时不建议持续传输数据，建议在发送间隔内增加延时
使用系统自带的CDC串口驱动，在串口高波特率（超过115200bps）连续通讯时，有可能会丢失数据。

-> 在系统睡眠休眠前建议关闭串口，否则有概率在唤醒后串口会停止接收
在串口应用软件已打开串口状态下，Windows主机进入睡眠或休眠状态，则有概率出现主机唤醒后串口无法再接收数据。此时必须重新开关串口或插拔USB。
（注：在WIN 10之前系统版本中有此情况）

Linux系统CDC串口使用注意点

-> 不支持串口CTS（Clear To Send）信号
CDC-ACM协议不支持CTS状态更新。

-> 不支持软件和硬件流控
CDC-ACM协议不支持串口硬件流控，系统CDC串口驱动不支持软件流控。

macOS系统CDC串口使用注意点

-> 不支持串口Modem输入信号
因CDC-ACM协议和系统自带驱动的原因，不支持CTS/DSR/RI/DCD状态更新。

->不支持软件和硬件流控
CDC-ACM协议不支持串口硬件流控，系统CDC串口驱动不支持软件流控。

HID转串口

使用操作系统自带的USB HID设备驱动，USB HID串口在系统上识别为标准HID设备。
应用特点：

支持免安装的操作系统内置HID类驱动程序。
系统下不生成串口节点，无需手动选择，同时也实现了一定程度的信息隐藏。
数据收发使用USB中断传输，支持最高波特率为：115200bps。
需使用系统HID原生API或者WCH提供的动态库操作串口。

安卓AOA转串口

遵循安卓AOA协议，仅用于安卓系统，使用系统自带的AOA配件驱动，AOA串口在系统上识别为标准AOA配件。
应用特点：

使用安卓标准Accessory配件库，实现免驱应用。
实现安卓设备边充电边通讯。
对比安卓OTG扩展串口方式，通用性更强。

综上，在实际应用中，USB转VCP虚拟串口方式可提供的功能更丰富（因使用厂商提供提供，可支持和扩展其他功能），串口应用软件兼容性也更好。