最近学习了一些WDM驱动的知识，弄了下虚拟串口驱动。虚拟串口就是当计算机上没有相应的串口硬件，通过一个虚拟的串口驱动程序，在计算机上虚拟出若干个串口，这些虚拟出来的串口对于应用层来说就好象是真的有这些串口硬件一样。一般计算机上只有1到2个串口，也可以买几个USB转串口的设备，或者是PCI串口卡，通过这样的途径也只能增加几个串口，这并不能满足一些工业控制行业的需求，可能一台监控计算机上需要同时管理几十台串口设备。通过虚拟的串口加上串口服务器硬件，之间通过TCP/IP把串口数据进行透明传输，应该是一种很好的解决方案，这样就可以实现原先的用户管理串口设备软件的顺利平移。本文对我最近学习情况做一个总结。


     先讲下驱动的开发。找资料的过程也是想当辛苦的，这里推荐一本WINDOWS驱动开发的书，《Programming the Microsoft Driver Model》,Micorosoft Press出版，作者是Walter Oney，网上很多地方都有下载。在WINDOWS平台开发驱动有WINDOWS提供的驱动开发包DDK可用，里面有很多驱动的例子，我用的是WINDOWS 2003 SP1 DDK包，这个在网上也有很多地方可以下载。如果是一个开发驱动的新手，先可以看看与WINDOWS驱动开发的书籍，学习一下驱动开发的理论知识，然后进行实践，看些DDK包里面的代码，进行编译调试。一开始如何编译驱动程序，这个小小的问题，困扰了好几天，网上大都是说如何配置VC6开发环境，配来配去都不成功，下载到的一些驱动的源代码上也只有MAKEFILE文件，没有VC的DSP等工程文件，配了2天也没有弄成功，装上了个DDK，发现其实利用DDK里面的Build EnviromentMent里面就有编译驱动的工具，利用这个编译工具进入需要编译的代码目录，输入Build命令后，就自动编译代码了。还有些细节问题讲一下，如果编译的代码目录上有空格在的话，编译就通不过，去掉空格就可以了，比如你的代码目录是d:/my driver/source,要改成d:/mydriver/source编译才能通过。用到csq.h的驱动，需要2003 DDK支持，老的2000 DDK，XP DDK都不支持，DDK有好多个版本。用DDK编译的驱动分check和free两个版本，check版是调试版本，free是发行版本。还有一个很有用的开发帮助小程序，DebugView,在http://www.sysinternals.com/上可以下载到最新版本，通过DebugView可以看到驱动里面DbgPrint函数输出的信息。NT以上平台都采用WDM驱动模型，WDM驱动结构：处于堆栈最底层的设备对象称为物理设备对象PDO(physical device object)，在设备对象堆栈的中间某处有一个对象称为功能设备对象FDO(functional device object)，在FDO的上面和下面还会有一些过滤器设备对象(filter device object)。功能驱动程序管理FDO所代表的设备，总线驱动程序管理计算机与PDO所代表设备的连接，过滤器驱动程序用于监视和修改IRP流。驱动程序的装载过程：操作系统的PnP管理器按照设备驱动程序的要求构造设备对象堆栈，总线驱动程序为每一个设备创建一个PDO。创建完PDO后，PnP管理器按照注册表中的信息查找与这个PDO相关的过滤器和功能驱动程序。系统安装程序负责添加这些注册表项，而驱动程序包中控制硬件安装的INF文件负责添加其它表项。这些表项定义了过滤器和功能驱动在堆栈中的次序。PnP管理器先装入最底层的过滤器驱动程序并调用其AddDevice函数。这个函数创建一个过滤器驱动程序。然后AddDevice把PDO连接到过滤器驱动程序上。PnP管理器继续装入并调用每个低层过滤器、功能驱动程序、每个高层过滤器，直到完成整个堆栈。用DDK写驱动只能用DDK里面的函数库，这些函数很多，感觉也很复杂。
虚拟串口开发过程，最好先找到一个标准WDM驱动模型的例子代码，然后在这个代码的基础上做写修改，不然从DriverEntry开始一个一个地写，难度相当大。有了一个WDM驱动的骨架后，再修改就容易些了。驱动开发的大部分结构是是比较固定的，驱动入口函数DriverEntry，下面是一个近乎完整的DriverEntry.

extern "C" 

NTSTATUS 

DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)

{

  DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;     

  DriverObject->DriverExtension->AddDevice = AddDevice;

  DriverObject->DriverStartIo = StartIo;

  DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_PNP] = DispatchPnp;   

  DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_POWER] = DispatchPower;

  DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_SYSTEM_CONTROL] = DispatchWmi;
  return STATUS_SUCCESS;       

}

DriverUnload 指向驱动程序的清除例程。I/O管理器会在卸载驱动程序前调用该例程。通常，WDM驱动程序的DriverEntry例程一般不分配任何资源，所以DriverUnload例程也没有什么清除工作要做。 DriverExtension->AddDevice 指向驱动程序的AddDevice函数。PnP管理器将为每个硬件实例调用一次AddDevice例程。

DriverStartIo 如果驱动程序使用标准的IRP排队方式，应该设置该成员，使其指向驱动程序的StartIo例程。 MajorFunction 是一个指针数组，I/O管理器把每个数组元素都初始化成指向一个哑派遣函数，这个哑派遣函数仅返回失败。驱动程序可能仅需要处理几种类型的IRP，所以至少应该设置与那几种IRP类型相对应的指针元素，使它们指向相应的派遣函数。
在AddDevice里面用IoCreateDevice来创建设备对象，创建一个串口IoCreateDevice (DriverObject,sizeof(DEVICE_EXTENSION),&deviceObjName, FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,FILE_DEVICE_SECURE_OPEN,FALSE,&deviceObject)，FILE_DEVICE_SERIAL_PORT代表创建的是一个串口设备。
写好驱动的入口函数以后，后面的工作就是完善入口里面的这些函数，写好这些函数后，驱动就差不多写完了。
实现虚拟串口驱动到TCP/IP通信。有两种解决方案，一种是虚拟一个串口驱动的同时，虚拟出一个与之对应的设备，做桥接用，通过这个桥接设备与虚拟串口做数据交互，再开一个应用程序把桥接设备的数据发送到以太网。另外一种是直接在虚拟串口驱动里面发送接收IP包。做桥接驱动，通过IRP的相互交换实现。直接在虚拟串口驱动中发送接收IP包，由于是在系统内核，WINSOCKET当然是用不了啦，只能用网卡的驱动来发送接收数据，可以用TDI接口进行开发，网上有相关使用的例子。

转载于:https://www.cnblogs.com/qhonge/archive/2008/10/05/1304357.html

关键词：移远  EC20  UART  物理串口  1.8V  AT命令  MCU  PC  控制

概述：EC20一般通过USB和运行Windows的PC、运行安卓或Linux的嵌入式平台进行连接，以网卡或者ttyUSB串口的形式进行联网。但是EC20也具备物理串口，通过该物理串口可以让单片机MCU也可以控制EC20，实现收发短信、拨打或接听电话、拨号上网等功能。下面我们简单演示一下EC20模块通过物理串口借助FT232这个USB转串口工具和PC进行连接。

USB转串口采用FT232，这颗料很稳定，而且有VDDIO引脚，因为EC20的物理串口是1.8V电平，所以需要将FT232的VDDIO连接到1.8V(EC20模块上有对外输出的1.8V)，FT232的TXD和EC20的RXD连接，FT232的RXD和EC20的TXD连接，记得要共地，即FT232的GND不要忘了和EC20的GND连接起来。

我们把EC20模块的USB也连接到PC，这样可以对比一下USB虚拟出来的AT命令串口和物理串口的AT命令有什么差别。





可以看到物理串口和USB虚拟串口都可以进行AT命令交互，USB虚拟串口相对输出的信息更多一点



引脚名称标记在模块反面

1. 虚拟串口作用
    平时使用的笔记本或台式机串口数量有限，在实际开发中有时要用到多个串口，虚拟串口软件允许用户去模拟多个串口，支持所有的设置和信号线。通过使用虚拟串口对，写入到一个虚拟串口（例如COM1）的数据可以从另外一个串口（例如COM2）读出，实现两个串口程序之间的数据通信。
2. 虚拟串口软件安装
    软件下载：点击打开链接
    下载该软件，进行解压缩，双击“vspdconfig.exe”，如下图所示

    COM口大家可以随意设置，为了给真实物理串口留出位置，我把虚拟的两个串口设置为com7,com8,点击“add pair”，如下图所示

    单击之后，可以看到在软件左侧出现了虚拟的COM口，如下图所示

    在电脑的设备管理器进行查看，能看到确实虚拟出了两个串口，如下图所示

    注：大家不明白的也可以直接问我，我的QQ：1185281115，平时上班，不一定及时回复，请见谅！

一、何为虚拟串口
虚拟串口是用操作系统的虚拟驱动技术产生的串口（COM口），相对于计算机本身的硬件串口（COM1等）来说虚拟串口并不对应一个物理上的串口，但是计算机应用软件可以像硬件串口一样地使用虚拟串口，对于串口软件来说虚拟串口和硬件串口并没有区别。
二、虚拟串口的应用场景
在很多应用环境中，终端设备的管理、通信等接口普遍为串行接口方式，这些接口通常用于本地数据通信。随着通信网络建设的飞速发展和以太网技术的普及，更多跨网、跨地区的数据通信需求逐渐增加，传统的串口通信方式已无法适应新的用户需求和传输网络环境，但是大量的工控设备、复式终端等仍然采用串口通信方式，并且会继续使用很长时间，为了使这些基于串口的设备能够适应新的网络环境，一种有效的方式是采用虚拟串口以及串口-网络转换模块配合，实现串口设备信息的网络传输。这样既能够方便的解决串口终端设备的网络通信问题，又极大程度的保护了用户的原有投资。
三、虚拟串口的应用实例对比
可编程序控制器（PLC）是目前广泛运用于工业自动化的器件，通常情况，将一条数据电缆连接于PLC和主机的串口（例如COM1）之间，编程软件会通过串口找到下位设备（PLC），从而完成对PLC的程序写入或运行监控。在这里，COM1是计算机的一个实际的串口；当PLC与电脑相隔甚远（设备所在地与制造商之间的距离），我们将无法使用通常的方式来进行上述操作。为此，我们让主机与PLC之间通过Intenet完成通讯，PLC端需要安装一只无线远程模块，主机使用虚拟串口通过Intenet对远程模块收发数据；而PLC则使用远程模块通过Intenet对主机收发数据。下图为以上两种情况的对比。

对比图
虚拟串口的运用领域十分广泛，不仅仅局限于PLC远程通信，也可以用在运行状态监控、故障分析处理、程序升级等环境中，通过虚拟串口，所有这一切只需要在办公室即可完成。
 
作者：赵玉雷  天津通广集团数字实验室软件工程师
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