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轻松搞定虚拟串口：Windows下VSPD安装与实战全攻略

你有没有遇到过这样的场景？
手头正在开发一个基于Modbus RTU的上位机软件，但现场设备还没到位；或者想测试两个串口程序之间的通信逻辑，却发现电脑连个RS-232接口都没有。物理串口早已成为“稀有资源”，而USB转串口模块又容易引发驱动冲突、端口号漂移等问题。

别急——虚拟串口驱动（Virtual Serial Port Driver）就是为你量身打造的解决方案。

它不依赖任何硬件，纯靠软件在系统中“无中生有”地创建出一对或多对COM端口，让它们像真实串口一样工作，还能互相通信。听起来有点像“魔术”？其实背后是一套成熟稳定的Windows内核驱动机制。

本文将带你从零开始，一步步完成主流虚拟串口工具的安装、配置和实际应用，尤其聚焦于开发者最关心的问题：如何快速搭建可调试、可监控、可复用的虚拟串口环境。

为什么我们需要虚拟串口？

先说个现实：现代笔记本几乎不再配备原生COM口。即便通过USB转接，也常面临以下问题：

• 多个项目并行时串口号冲突；
• 团队协作中环境难以统一；
• 自动化测试需要无人值守运行，无法插拔实物线缆；
• 想抓包分析数据流，却得额外购买逻辑分析仪。

而虚拟串口恰好解决了这些痛点。它的核心价值不是“替代”硬件，而是解耦软硬件开发流程。你可以一边写代码，一边模拟设备响应，真正做到“人在家中坐，调试万里外”。

更重要的是，几乎所有使用CreateFile("COMx")这类Win32 API的传统串口程序，都能无缝识别虚拟端口，完全不需要修改一行代码。

哪些工具值得用？开源 vs 商业方案对比

目前市面上常见的虚拟串口工具有不少，但真正稳定可用的并不多。我们挑几个典型代表来横向看看：

如果你只是临时做个测试，com0com是不错的选择——毕竟免费且支持Win11。但如果你是团队主力开发者，追求稳定性与易维护性，那推荐直接上Eltima Virtual Serial Port Driver（简称VSPD），功能全面，文档齐全，还支持命令行控制，非常适合自动化部署。

接下来我们就分别讲讲这两个最具代表性的工具怎么装、怎么配、怎么用。

com0com：开源神器，但门槛略高

下载与安装

官网地址：https://sourceforge.net/projects/com0com/

进入页面后下载最新版本，通常是setup-com0com-x64.exe或类似命名的安装包。

⚠️重要提示：Windows 10/11 默认启用“强制驱动签名”，而 com0com 的驱动未经过微软WHQL认证，因此安装时可能会被系统阻止。

解决方法有两个：

1. 临时禁用驱动签名验证：
   - 重启电脑 → 进入“高级启动选项” → “疑难解答” → “启动设置” → 按 F7 选择“禁用驱动程序签名强制”
   - 重启后即可正常安装

2. 使用已签名的第三方打包版本（如com0com-signed分支）

建议仅在开发或测试环境中采用方式一，生产环境请谨慎操作。

以管理员身份运行安装程序，按提示完成即可。无需勾选多余组件，保持默认即可。

创建虚拟串口对

安装完成后，会多出一个叫Setup Commands的命令行工具。这是 com0com 的核心管理界面。

打开它，输入以下命令创建一对虚拟串口：

install PortName=COM3 PortName=COM4

执行成功后，你会看到输出类似：

Installed: Name: CNCA0, PortName: COM3 Installed: Name: CNCB0, PortName: COM4

这时打开“设备管理器”→“端口(COM和LPT)”，就能看到新增了com0com - virtual serial port pair设备，其中 COM3 和 COM4 已建立双向连接。

💡 小知识：CNCA0 和 CNCB0 是内部通道标识符，A端发送即B端接收，反之亦然。

如果要删除这个端口对，只需执行：

remove 0

这里的0是实例索引号，可通过list命令查看当前所有活动实例。

实战小技巧

• 避免占用低编号COM口：比如COM1-COM9可能被其他虚拟设备（如蓝牙、USB串口）动态占用，建议从COM10起命名。
• 批量创建脚本化：可以写个.bat文件自动初始化常用端口对，方便每次开机快速恢复环境。
• 配合Putty做回环测试：打开两个Putty实例，分别连接COM3和COM4，在任一窗口输入内容，另一方应能实时收到——这就是最简单的通信验证。

虽然 com0com 功能强大，但纯命令行操作对新手不太友好，而且缺乏数据监控能力。这时候就得请出商业级选手：Eltima VSPD。

Eltima VSPD：图形化利器，开箱即用

安装流程

官网地址：https://www.virtual-serial-port.org/

下载安装包后双击运行，安装过程非常直观。关键点在于：

• 安装期间会自动注册驱动和服务（VSPD Service）
• 支持静默安装参数，适合CI/CD流水线集成：
  cmd vspd_setup.exe /S

安装完成后，桌面会出现快捷方式，也可以在开始菜单中找到主程序。

图形化配置端口对

打开主界面，点击【Add Pair】按钮，弹出配置窗口：

• 可自定义两端端口号（默认为COM1↔COM2）
• 波特率设为“0”表示不限速，任意匹配
• 支持启用“数据监听”、“断线重连”、“超时处理”等高级选项

点击【Start】后，这对端口立即生效，并可在“设备管理器”中查看到对应的虚拟COM设备。

更棒的是，Eltima 提供了一个独立的数据监视器工具（Data Logger），可以实时捕获经过任一端口的数据帧，支持十六进制/ASCII显示，甚至能导出为日志文件用于后期分析。

这对于调试Modbus、CAN over UART这类二进制协议来说，简直是救命稻草。

命令行控制：实现自动化部署

对于DevOps工程师而言，图形界面终究不够“自动化”。好在 Eltima 提供了强大的命令行工具vspdctl.exe，位于安装目录下。

常用命令如下：

# 创建一对端口 vspdctl addpair COM5 COM6 # 删除指定端口对 vspdctl delpair COM5 # 查看当前所有虚拟端口 vspdctl list

输出示例：

Pair created: COM5 <--> COM6 Status: Active

这意味着你完全可以把虚拟串口的创建纳入自动化测试脚本中。例如在Python的unittest前钩子中调用该命令，测试结束再清理资源，整个流程闭环可控。

真实应用场景：Modbus RTU通信测试实战

让我们来看一个典型的开发场景。

假设你要开发一款SCADA系统，需要读取PLC的温度寄存器（地址0x0001）。但现在PLC没到货，怎么办？

答案是：用虚拟串口 + Modbus Slave仿真工具搞定！

第一步：创建虚拟通道

使用 VSPD 创建一对端口：COM3 ↔ COM4

第二步：启动从站仿真

打开 QModMaster 或 Simply Modbus 这类工具，将其串口设置为COM4，模拟一个Modbus Slave设备，设定：

• 设备地址：0x01
• 寄存器0x0001 = 0x001E （代表30℃）

第三步：配置主站程序

你的上位机软件（无论是Qt写的还是C#写的）将串口目标设为COM3，参数一致（9600, N, 8, 1），轮询地址0x0001。

第四步：发起请求

主站发出请求报文：

[01][03][00][01][00][01][CRC]

这条数据经由虚拟串口驱动自动转发至COM4，被Slave程序接收并解析，随后返回响应：

[01][03][02][00][1E][CRC]

数据沿原路返回主站，一次完整的Modbus交互就此完成。

整个过程无需一根线，也不依赖任何外部设备，开发效率直接拉满。

常见坑点与避坑指南

问题一：某些老软件识别不了虚拟串口

有些老旧工业软件（比如十几年前的组态王版本）只认PCI或USB类型的串口设备，根本不扫描虚拟驱动创建的端口。

✅ 解决方案：
- 使用 Eltima 的“Port Alias”功能，伪装成标准的Prolific USB-to-Serial Converter
- 或手动修改注册表模拟硬件ID（风险较高，慎用）

👉 推荐做法：优先选用支持“设备伪装”的商业驱动，避免踩兼容性雷区。

问题二：数据乱码或丢失

尤其是在高速通信（如115200bps以上）时，偶尔出现丢包或顺序错乱。

🔍 根本原因可能是：
- 驱动缓冲区太小
- 应用层未使用专用线程处理I/O
- 多线程竞争导致事件处理延迟

🛠️ 优化建议：
- 在驱动设置中增大Rx/Tx缓冲区（如有选项）
- 主程序使用异步I/O或独立读写线程
- 关闭不必要的串口事件通知（如EV_DSR、EV_RING），减少中断负担

问题三：驱动安装失败，提示“Code 31”

常见于Win10/Win11系统，错误信息：“由于该设备的状态，Windows无法启动这个硬件。”

❌ 原因：系统阻止了未签名驱动加载。

✅ 解法：
- 临时关闭驱动签名验证（前面已介绍）
- 启用测试签名模式：
cmd bcdedit /set testsigning on
重启后生效（桌面右下角会显示“测试模式”水印）

⚠️ 注意：这只是权宜之计，仅限开发环境使用。正式发布务必使用WHQL认证驱动。

最佳实践清单：让你的虚拟串口更专业

为了帮助你在团队中高效推广这套方案，这里总结了一份实用建议清单：

✅ 命名规范统一

• 不要用COM1、COM2这类易冲突的低端口号
• 推荐使用COM10及以上，如COM11、COM12
• 使用语义化命名（可通过别名实现）：如COM_PLC、COM_INVERTER，提升可读性

✅ 生命周期管理

• 测试完毕及时删除端口对，防止残留
• 编写批处理脚本一键启停：
  bat @echo off vspdctl addpair COM10 COM11 echo 虚拟串口已就绪！ pause vspdctl delpair COM10
• CI/CD中结合PowerShell脚本自动部署

✅ 安全性考量

• 不随意安装来源不明的驱动
• 优先选择WHQL认证产品
• 定期更新驱动版本，修复潜在安全漏洞

✅ 性能与可观测性

• 开启数据日志记录，便于事后追溯
• 监控吞吐量、延迟、错误率等指标
• 结合Wireshark风格工具进行协议级分析（部分商业版支持）

写在最后：虚拟串口不只是“过渡方案”

很多人认为虚拟串口只是硬件不到位时的“权宜之计”。但事实上，在智能制造、边缘计算、自动化测试日益普及的今天，软硬解耦已成为必然趋势。

大量的传统串行协议仍在服役——Modbus、Profibus、DL/T645、CANopen via UART……它们不会一夜消失。而虚拟串口正是连接新旧世界的桥梁。

未来我们甚至可能看到更多融合方案出现，比如：

• 基于WSL2的Linux-TTY虚拟串口桥接
• Docker容器内挂载虚拟COM端口进行微服务通信测试
• 云平台远程映射物理串口至本地虚拟端口（Eltima已支持）

掌握虚拟串口技术，不仅是学会一个工具，更是理解“软件定义通信”的思维方式。

无论你是嵌入式工程师、自动化测试人员，还是工业软件开发者，这套技能都值得你花两个小时彻底掌握。

如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。