Win7与Ubuntu16.04虚拟机串口通信实战：Virtual Serial Port Driver Pro 9.0配置全流程
Win7与Ubuntu16.04虚拟机串口通信实战：Virtual Serial Port Driver Pro 9.0配置全流程
在嵌入式开发和工业控制领域，串口通信作为最基础的调试手段之一，至今仍发挥着不可替代的作用。当开发环境需要同时使用Windows主机和Ubuntu虚拟机时，如何建立稳定可靠的串口通信通道就成了许多工程师面临的第一个技术门槛。本文将手把手带你完成从零开始的配置全过程，特别针对Win7系统和Ubuntu16.04这一经典组合，使用Virtual Serial Port Driver Pro 9.0这一专业工具，解决实际开发中遇到的串口通信难题。
1. 环境准备与工具安装
1.1 硬件与系统基础配置
在开始配置前，请确认你的开发环境满足以下基本要求：
- 主机系统：Windows 7 SP1 64位（需确保已安装所有系统更新）
- 虚拟机平台：VMware Workstation 12 Pro或更高版本（兼容Win7的最终稳定版）
- 客户机系统：Ubuntu 16.04 LTS 64位桌面版
- 物理内存：建议主机至少8GB，分配给虚拟机不少于2GB
- 处理器：支持硬件虚拟化的现代CPU（Intel VT-x或AMD-V）
提示：虽然本文以Win7为例，但相同方法也适用于Win10系统，只需注意驱动兼容性。
1.2 Virtual Serial Port Driver Pro 9.0安装要点
这个专业级虚拟串口工具相比免费版提供了更稳定的连接和更多高级功能：
- 从官网下载安装包后，右键选择"以管理员身份运行"
- 安装过程中关闭所有杀毒软件（特别是实时防护功能）
- 自定义安装路径建议保持默认（
C:\Program Files\Eltima Software\Virtual Serial Port Driver） - 安装完成后不要立即重启，先进行许可证激活
安装完成后，你会在系统托盘中看到蓝色串口图标，这表示服务已正常运行。首次启动时，软件可能会弹出Windows安全警报，需要允许其通过防火墙。
2. 虚拟串口对创建与配置
2.1 创建配对的虚拟串口
打开Virtual Serial Port Driver Pro主界面，你会看到简洁的功能区布局。创建虚拟串口对只需三步：
- 在"Port pairs"区域点击"Add pair"按钮
- 在下拉菜单中选择两个未占用的COM端口（如COM7和COM8）
- 确认勾选"Persistent ports"选项使配置永久生效
成功创建后，在Windows设备管理器的"端口(COM和LPT)"分类下应该能看到新增的两个串口设备。此时这两个虚拟串口已经建立了全双工通信通道，就像用物理线缆连接的真实串口一样。
2.2 高级参数调优
对于需要高可靠性的工业应用，建议调整以下默认参数：
| 参数项 | 推荐值 | 说明 |
|---|---|---|
| Baud Rate | 115200 | 标准高速通信速率 |
| Data Bits | 8 | 最常用数据位长度 |
| Parity | None | 无校验 |
| Stop Bits | 1 | 单停止位 |
| Flow Control | None | 禁用流控简化配置 |
这些设置可以通过Windows设备管理器对每个COM端口单独配置，确保两端参数完全一致。
3. VMware虚拟机串口配置
3.1 添加串口硬件设备
在VMware中为Ubuntu虚拟机添加串口设备的操作流程：
- 关闭虚拟机电源，进入"虚拟机设置"
- 点击"添加"按钮选择"串行端口"
- 连接类型选择"使用主机上的物理串行端口"
- 指定之前创建的虚拟COM端口（如COM7）
- 勾选"启动时连接"和"轮询时主动连接"
配置完成后启动虚拟机，在Ubuntu终端执行以下命令检查设备是否被识别：
dmesg | grep tty正常情况应该能看到类似ttyS0或ttyS1的新串口设备信息。
3.2 Ubuntu端串口权限配置
为避免每次都需要sudo权限访问串口，需要将当前用户加入dialout组：
sudo usermod -aG dialout $USER然后修改udev规则创建永久设备链接：
echo 'KERNEL=="ttyS*", MODE="0666"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/50-serial.rules sudo udevadm control --reload-rules重启后可以使用ls -l /dev/ttyS*验证权限变更是否生效。
4. 双向通信测试与调试
4.1 Windows端测试工具配置
推荐使用功能强大的串口调试助手进行测试：
- 打开串口调试工具（如AccessPort或友善串口助手）
- 选择之前创建的虚拟COM端口（如COM8）
- 按之前设置的参数配置端口（115200-8-N-1）
- 开启"十六进制显示"和"自动换行"选项
4.2 Ubuntu端minicom配置与使用
安装minicom这个Linux下经典的串口工具：
sudo apt-get update sudo apt-get install minicom配置minicom参数：
sudo minicom -s在配置菜单中选择：
- Serial port setup → 设置设备为
/dev/ttyS0 - 修改波特率等参数与Windows端匹配
- 保存为默认配置（Save setup as dfl）
测试时，可以分别在两端执行：
- Windows发送：在发送区输入"Hello Ubuntu"点击发送
- Ubuntu接收：在minicom界面应该立即显示接收到的字符串
- 反向测试：在minicom中输入"Hi Windows"并按回车，Windows端应能看到回传
4.3 常见问题排查指南
当通信失败时，可以按照以下步骤排查：
确认端口占用：
- Windows：
netstat -ano | findstr COM8 - Ubuntu：
lsof /dev/ttyS0
- Windows：
检查线序逻辑：
- 确保COM7连虚拟机，COM8连主机调试工具
- 虚拟串口对的TX应接另一端的RX
验证数据传输：
- Windows端短接COM7和COM8的2、3针脚
- 发送测试字符应能立即回传（自发自收测试）
日志分析：
- Windows：查看Virtual Serial Port Driver的事件日志
- Ubuntu：
dmesg | grep serial查看内核级错误
5. 高级应用场景扩展
5.1 多虚拟机串口网络配置
对于需要多个虚拟机协同工作的复杂环境，可以通过端口转发实现：
- 在主虚拟机设置中将串口类型改为"Socket"
- 指定一个本地端口号（如8888）
- 在其他虚拟机中添加网络串口设备
- 连接至
localhost:8888
这种配置特别适合分布式系统开发和测试，各虚拟机可以共享同一个串口数据流。
5.2 自动化脚本集成
在持续集成环境中，可以使用Python脚本自动化串口测试：
import serial # Windows端示例 ser = serial.Serial('COM8', 115200, timeout=1) ser.write(b'AT+TEST\r\n') response = ser.readline() print(response.decode()) ser.close()对应的Ubuntu端可以编写shell脚本配合：
#!/bin/bash stty -F /dev/ttyS0 115200 while read -r line < /dev/ttyS0; do echo "Received: $line" [[ "$line" == *"AT+TEST"* ]] && echo "OK" > /dev/ttyS0 done5.3 性能优化技巧
对于高频率数据传输场景，建议：
- 在Virtual Serial Port Driver中启用"Turbo mode"
- 调整VMware串口设备的缓冲大小（默认为4096，可增至8192）
- 禁用Windows端的串口 FIFO 缓冲（通过注册表修改）
- 在Ubuntu内核启动参数中添加
8250.nr_uarts=4扩展串口支持
实际项目中，这种配置方案成功支持了1Mbps持续数据传输率，完全满足大多数工业协议（如Modbus RTU）的严苛要求。