Как сделать usb похожим на com

Обновлено: 30.06.2024

Практически любой компьютер, который вы покупаете сегодня, оснащен одним или несколькими разъемами универсальной последовательной шины. Эти разъемы USB позволяют быстро и легко подключать к компьютеру мыши, принтеры и другие аксессуары. Операционная система также поддерживает USB, поэтому установка драйверов устройств также выполняется быстро и легко. По сравнению с другими способами подключения устройств к вашему компьютеру (включая параллельные порты, последовательные порты и специальные карты, которые вы устанавливаете внутри корпуса компьютера), USB-устройства невероятно просты.

В этой статье мы рассмотрим USB-порты как с точки зрения пользователя, так и с технической точки зрения. Вы узнаете, почему система USB такая гибкая и как она может так легко поддерживать такое количество устройств — это действительно потрясающая система.

Любой, кто когда-либо имел дело с компьютерами, знает проблему, которую пытается решить универсальная последовательная шина: в прошлом подключение устройств к компьютерам было настоящей головной болью.

  • Принтеры подключались к параллельным портам принтеров, а большинство компьютеров поставлялись только с одним портом. Такие вещи, как внешние носители данных, которым требуется высокоскоростное подключение к компьютеру, также будут использовать параллельный порт, часто с ограниченным успехом и низкой скоростью.
  • Последовательный порт использовался в модемах, а также в некоторых принтерах и различных необычных устройствах, таких как карманные компьютеры (КПК) и цифровые камеры. У большинства компьютеров было не более двух последовательных портов, и в большинстве случаев они были очень медленными.
  • Устройства, которым требовалось более быстрое подключение, поставлялись с собственными картами, которые должны были вставляться в слот для карт внутри корпуса компьютера. К сожалению, количество слотов для карт ограничено, а некоторые карты сложно установить.

Цель USB – положить конец всем этим головным болям. Универсальная последовательная шина — это единый, стандартизированный и простой в использовании способ подключения до 127 устройств к компьютеру.

Практически каждое периферийное устройство, производимое в настоящее время, выпускается в версии USB. Примерный список USB-устройств, которые вы можете купить сегодня, включает:

  • Принтеры
  • Сканеры
  • Мыши
  • Джойстики
  • Хомуты
  • Цифровые камеры
  • Веб-камеры
  • Устройства для сбора научных данных
  • Модемы
  • Динамики
  • Телефоны
  • Видеотелефоны
  • Устройства хранения
  • Сетевые подключения

В следующем разделе мы рассмотрим USB-кабели и разъемы, которые позволяют вашему компьютеру обмениваться данными с этими устройствами.

USB-кабели и разъемы

Подключить USB-устройство к компьютеру очень просто: нужно найти USB-разъем на задней панели устройства и вставить его в него.

Если это новое устройство, операционная система автоматически обнаружит его и запросит диск с драйверами. Если устройство уже установлено, компьютер активирует его и начинает с ним общаться. USB-устройства можно подключать и отключать в любое время.

Многие USB-устройства поставляются со встроенным кабелем, и на кабеле есть разъем "A". Если нет, то на устройстве есть разъем, который принимает разъем USB "B".

В стандарте USB используются разъемы "A" и "B", чтобы избежать путаницы:

  • Разъемы "A" направляются "вверх по течению" к компьютеру.
  • Разъемы "B" направляются "вниз по течению" и подключаются к отдельным устройствам.

Используя разные разъемы на восходящем и нисходящем концах, невозможно запутаться — если вы подключите разъем «B» любого USB-кабеля к устройству, вы знаете, что он будет работать. Точно так же вы можете подключить любой разъем "A" к любому разъему "A" и быть уверенным, что он будет работать.

Большинство компьютеров, которые вы покупаете сегодня, оснащены как минимум одним или двумя разъемами USB. Но с таким количеством USB-устройств на рынке у вас очень быстро заканчиваются розетки. Например, у вас может быть клавиатура, мышь, принтер, микрофон и веб-камера, работающие по технологии USB, поэтому возникает очевидный вопрос: "Как подключить все устройства?"

Простое решение проблемы – купить недорогой USB-концентратор. Стандарт USB поддерживает до 127 устройств, и USB-концентраторы являются частью стандарта.

Концентратор обычно имеет четыре новых порта, но их может быть и больше. Вы подключаете концентратор к компьютеру, а затем подключаете свои устройства (или другие концентраторы) к концентратору. Объединив концентраторы в цепочку, вы можете создать десятки доступных USB-портов на одном компьютере.

Концентраторы могут быть с питанием или без него. Как вы увидите на следующей странице, стандарт USB позволяет устройствам получать питание от USB-подключения. Высокомощные устройства, такие как принтер или сканер, будут иметь собственный источник питания, но устройства с низким энергопотреблением, такие как мыши и цифровые камеры, получают питание от шины, чтобы упростить их. Питание (до 500 миллиампер при 5 вольтах для USB 2.0 и 900 миллиампер для USB 3.0) поступает от компьютера.Если у вас много устройств с автономным питанием (таких как принтеры и сканеры), то ваш концентратор не нуждается в питании — ни одно из устройств, подключенных к концентратору, не нуждается в дополнительном питании, поэтому компьютер может справиться с этим. Если у вас много устройств без питания, таких как мыши и камеры, вам, вероятно, понадобится концентратор с питанием. Хаб имеет собственный трансформатор и подает питание на шину, чтобы устройства не перегружали питание компьютера.

Процесс USB

При включении хост опрашивает все устройства, подключенные к шине, и назначает каждому из них адрес. Этот процесс называется нумерацией — устройства также нумеруются при подключении к шине. Хост также узнает от каждого устройства, какой тип передачи данных он хочет выполнить:

  • Прерывание. Устройство, такое как мышь или клавиатура, которое будет отправлять очень мало данных, выберет режим прерывания.
  • Bulk. Устройство, подобное принтеру, которое получает данные одним большим пакетом, использует режим массовой передачи. Блок данных отправляется на принтер (порциями по 64 байта) и проверяется на предмет правильности.
  • Изохронный. Потоковое устройство (например, динамики) использует изохронный режим. Потоки данных между устройством и хостом передаются в режиме реального времени без исправления ошибок.

Хост также может отправлять команды или запрашивать параметры с управляющими пакетами.

По мере перечисления устройств хост отслеживает общую пропускную способность, запрашиваемую всеми изохронными и прерывающими устройствами. Они могут потреблять до 90 процентов доступной пропускной способности 480 Мбит/с (USB 3.0 увеличивает эту скорость до 4,8 гигабит в секунду). После того, как 90 процентов израсходовано, хост запрещает доступ к любым другим изохронным или прерывающим устройствам. Пакеты управления и пакеты для массовой передачи используют любую оставшуюся полосу пропускания (не менее 10 процентов).

Универсальная последовательная шина делит доступную полосу пропускания на кадры, и хост управляет кадрами. Фреймы содержат 1500 байт, и каждую миллисекунду начинается новый кадр. Во время кадра изохронные устройства и устройства прерывания получают слот, поэтому им гарантирована необходимая полоса пропускания. Массовая передача и передача управления используют все оставшееся пространство. Технические ссылки в конце статьи содержат много подробностей, если вы хотите узнать больше.

Внутри USB-кабеля: есть два провода питания: +5 В (красный) и заземление (коричневый), а также витая пара (желтый и синий) проводов для передачи данных. Кабель также экранирован.

Универсальная последовательная шина имеет следующие функции:

  • Компьютер действует как хост.
  • К хосту можно подключить до 127 устройств либо напрямую, либо через концентраторы USB.
  • Отдельные USB-кабели могут иметь длину до 5 м; с концентраторами устройства могут находиться на расстоянии до 30 метров (6 кабелей) от хоста.
  • С USB 2.0 максимальная скорость передачи данных по шине составляет 480 мегабит в секунду (в 10 раз больше, чем у USB 1.0).
  • Кабель USB 2.0 состоит из двух проводов для питания (+5 В и заземления) и витой пары для передачи данных. Стандарт USB 3.0 добавляет еще четыре провода для передачи данных. В то время как USB 2.0 может одновременно отправлять данные только в одном направлении (нисходящем или восходящем), USB 3.0 может передавать данные одновременно в обоих направлениях.
  • По проводам питания компьютер может подавать до 500 мА при напряжении 5 вольт. Кабель USB 3.0 обеспечивает ток до 900 мА.
  • Устройства с низким энергопотреблением (например, мыши) могут получать питание непосредственно от шины. Устройства большой мощности (например, принтеры) имеют собственные источники питания и потребляют от шины минимальное количество энергии. Концентраторы могут иметь собственные источники питания для питания устройств, подключенных к концентратору.
  • USB-устройства поддерживают горячую замену, то есть вы можете подключать их к шине и отключать в любое время. Кабель USB 3.0 совместим с портами USB 2.0 — вы не получите такой же скорости передачи данных, как при использовании порта USB 3.0, но данные и питание будут по-прежнему передаваться по кабелю.
  • Многие USB-устройства могут быть переведены в спящий режим хост-компьютером, когда компьютер переходит в режим энергосбережения.

Устройства, подключенные к USB-порту, используют кабель для передачи питания и данных.

Стандарт для USB версии 2.0 был выпущен в апреле 2000 г. и служит обновлением для USB 1.1.

USB 2.0 (высокоскоростной USB) обеспечивает дополнительную пропускную способность для мультимедийных приложений и приложений для хранения данных, а скорость передачи данных в 40 раз выше, чем у USB 1.1. Чтобы обеспечить плавный переход как для потребителей, так и для производителей, USB 2.0 имеет полную прямую и обратную совместимость с оригинальными USB-устройствами, а также работает с кабелями и разъемами, предназначенными для оригинального USB.

Поддерживая три режима скорости (1,5, 12 и 480 мегабит в секунду), USB 2.0 поддерживает устройства с низкой пропускной способностью, такие как клавиатуры и мыши, а также устройства с высокой пропускной способностью, такие как веб-камеры с высоким разрешением, сканеры, принтеры и устройства с высокой пропускной способностью. системы хранения емкости.Внедрение USB 2.0 позволило лидерам индустрии ПК продвинуться вперед в разработке периферийных устройств для ПК, дополняющих существующие высокопроизводительные ПК. Помимо улучшения функциональности и стимулирования инноваций, USB 2.0 повышает производительность пользовательских приложений и позволяет пользователю одновременно запускать несколько приложений для ПК или несколько высокопроизводительных периферийных устройств.

Стандарт USB 3.0 (SuperSpeed ​​USB) стал официальным 17 ноября 2008 г. [источник: Everything USB]. USB 3.0 может похвастаться скоростью в 10 раз выше, чем USB 2.0, со скоростью 4,8 гигабит в секунду. Он предназначен для таких приложений, как передача видеоматериалов высокой четкости или резервное копирование всего жесткого диска на внешний диск. По мере увеличения емкости жесткого диска возрастает потребность в высокоскоростном методе передачи данных.

Принятие стандарта USB 3.0 идет медленно. Производители чипов должны разработать оборудование для материнских плат, поддерживающее USB 3.0. Владельцы компьютеров могут приобрести карты, которые они могут установить на свои компьютеры, чтобы обеспечить поддержку USB 3.0. Но аппаратная поддержка — это только часть проблемы — вам также нужна поддержка со стороны вашей операционной системы. Несмотря на то, что Microsoft объявила, что Windows 7 в конечном итоге будет поддерживать стандарт USB 3.0, компания поставила свою операционную систему без поддержки USB 3.0. Последние дистрибутивы операционной системы Linux поддерживают USB 3.0.

Возможно, вы не думаете, что кабели передачи данных вызывают споры. Но некоторые репортеры, такие как автор ZDNet Адриан Кингсли-Хьюз, предполагают, что одной из причин медленного внедрения USB 3.0 является то, что Intel намеренно отложила производство материнских плат с поддержкой USB 3.0, чтобы дать одному из своих продуктов преимущество [источник: Kingsley - Хьюз]. Этим продуктом является Light Peak, технология передачи данных, которая имеет начальную максимальную скорость передачи данных 10 гигабит в секунду, а в будущем теоретическая скорость достигнет 100 гигабит в секунду. Поскольку Intel является крупным производителем микросхем, только несколько компьютеров с материнскими платами других компаний в настоящее время поддерживают USB 3.0.

Представители Intel отрицают такие утверждения. Руководители компании заявили, что технология Light Peak не заменит порты USB и что Light Peak и USB 3.0 будут работать вместе. В то же время сегодня на рынке можно найти компьютеры и аксессуары с интерфейсом USB 3.0.

Для получения дополнительной информации о USB и смежных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Ваш USB-порт может быть COM-портом с адаптером». /><br /></p> <p>Некоторое программное обеспечение и специальное оборудование требуют использования традиционного последовательного порта. Последовательные порты существуют уже несколько десятилетий и работают, передавая по одному биту данных за раз с относительно низкой скоростью. Они являются предшественниками современной универсальной последовательной шины, которая пришла им на смену. Это создает проблему. Поскольку USB может делать то же самое, что и многие COM-порты, на большинстве компьютеров теперь отсутствуют последовательные порты. Однако, если он вам нужен для удовлетворения вашего программного обеспечения, преимущества USB вам не помогут. Решение состоит в том, чтобы подключить адаптер USB-последовательный порт к порту USB и настроить его на работу в качестве COM1.</p> <h2>Установка адаптера</h2> <p>Подключите адаптер USB-последовательный порт к свободному порту USB на вашем компьютере.</p> <p>Вставьте компакт-диск с драйвером адаптера, когда на экране появится окно

Поставьте флажок рядом с пунктом «Найти и установить драйверы (рекомендуется)».

Отклоните предупреждение системы безопасности Windows, если оно появилось, нажав "Все равно установить этот драйвер". В зависимости от настроек вашего компьютера вы можете пропустить этот шаг.

По завершении установки нажмите "Закрыть".

Подключите последовательное устройство, которое должно быть на COM1, к последовательному порту адаптера.

Изменение порта

Наведите указатель мыши на правый верхний угол экрана, чтобы открыть панель чудо-кнопок, и нажмите чудо-кнопку "Поиск".

Введите "Диспетчер устройств" в поле поиска. Когда он появится в списке результатов, нажмите на него, чтобы открыть.

Нажмите на поле рядом с "Порты (COM и LPT)", чтобы развернуть список портов.

Щелкните правой кнопкой мыши порт, соответствующий последовательному порту, добавленному вашим USB-адаптером. Он может содержать название адаптера, его производителя, производителя чипсета, заголовок типа "USB Serial" или слово "COM" в названии.

Нажмите "Свойства" в раскрывающемся меню, а затем перейдите на вкладку "Дополнительно" в окне "Свойства".

Некоторые приложения имитируют виртуальный USB-накопитель или CD-ROM, как если бы USB-накопитель был подключен к компьютеру.

Существует ли какая-либо конфигурация или приложение, которое предоставляет виртуальный USB-накопитель не для самой операционной системы, а для другого оборудования, которое принимает USB-накопитель через USB-порт.

Таким образом, у меня будет виртуальный жесткий диск (например, файл *.vdi) на компьютере, который через USB-разъем подключен в качестве USB-накопителя к другому оборудованию (например, мобильному телефону или ноутбуку).

6 ответов 6

Редактировать: хотя этот ответ был правильным в то время (за несколькими редкими исключениями), с тех пор произошло больше событий. Например, теперь у нас есть USB-C, который поддерживает режимы устройства и хоста. Многие устройства, особенно SBC, поставляются с USB-C и контроллером, который может работать в обоих режимах. Основная проблема по-прежнему в основном на стороне ПК с Windows, где отсутствуют какие-либо драйверы режима устройства USB-C с ОС. Однако Linux включает драйверы режима устройств USB-C (также известные как драйверы «USB-гаджетов» — хотя вам может потребоваться скомпилировать собственное ядро, если они не были включены в ваш дистрибутив.)

Вам потребуется добавить к компьютеру контроллер USB-устройства/периферийных устройств, а не USB-хост-контроллер, с которым они обычно поставляются.

К сожалению, вам придется найти способ подключить его к материнской плате. Технически это можно сделать. Практически, вам придется перепроектировать материнскую плату, чтобы включить его. Возможно, вам повезет найти шину SPI или I2C где-нибудь на материнской плате, чтобы вы могли ее добавить, но обычно они подключаются непосредственно к тому, для чего используются, если только вы не используете плату разработчика или одноплатную плату. бортовой компьютер с открытым GPIO и другими портами, такими как Raspberry Pi.

Другим вариантом может быть портативный USB-контроллер. Материнские платы, предназначенные для встроенных и портативных устройств, как правило, имеют контроллер USB OTG (On-the-go), который может функционировать как контроллер хоста или устройства. Например, вышеупомянутый Raspberry Pi имеет контроллер On-the-Go, но на всех моделях, кроме Pi Zero, который переподключается к хост-порту или встроенному USB-концентратору, запрещая использование функций USB-устройства. BeagleBone Black оснащен портом OTG.

И это еще не все: если у вас есть оборудование, вам также понадобится программное обеспечение. В Linux есть несколько полезных драйверов USB-гаджетов ядра («USB-гаджет» — это еще один термин для периферийного устройства/устройства USB), такие как g_serial и g_ethernet, которые позволяют подключать ваше устройство к другому компьютеру и быть видимым как последовательное устройство или устройство Ethernet-через-USB. (есть и другие для представления устройства в качестве запоминающего устройства, которые позволяют использовать файл в качестве блочного устройства и отображать компьютер в качестве гаджета запоминающего устройства). BeagleBone Black, как правило, поставляется с включенным по умолчанию, поэтому вы можете просто подключить его к компьютеру через USB и увидеть его как сетевое устройство — и я полагаю, что он также отображается как запоминающее устройство с помощью составного драйвера (который позволяет он будет отображаться как несколько типов USB-устройств через одно соединение.) Pi Zero может использовать их, но не по умолчанию. Для Windows или других операционных систем вам, вероятно, придется написать этот драйвер устройства самостоятельно.

Теоретически вы можете это сделать. Вы можете разобрать свой настольный ПК, попытаться найти где-нибудь неиспользуемую совместимую шину на материнской плате (скорее всего, какие-то неиспользуемые контакты на микросхеме контроллера), или способ расширить внутреннюю шину I2C или SPI, или что-то, что вы можете вырвать и замените и припаяйте к нему микросхему USB OTG или контроллера устройства. Затем вы можете установить Linux и использовать драйвер гаджета или написать свой для другой ОС. Практически, если вы не первоклассный инженер-электронщик, вы не сможете этого сделать. По крайней мере, до тех пор, пока кто-нибудь не выпустит этот неуловимый адаптер с портом устройства или OTG, который подключается к порту USB (теоретически, это можно сделать с помощью микроконтроллера, такого как Arduino, подключенного к паре микросхем контроллера USB-устройства), и пишет драйверы для его запуска.

Если вы обнаружите, что одно из ваших USB-устройств в Windows 10 не работает, читайте дальше. Будь то USB-мышь, клавиатура, флэш-накопитель, принтер или какие-либо другие USB-устройства, это руководство должно решить вашу проблему.

Обратите внимание, что здесь есть 5 возможных решений. Вам может не понадобиться пробовать их все; просто начните с верхней части списка и продвигайтесь вниз.

Способ 1. Проверьте, не неисправно ли само устройство

Если USB-устройство работало до обновления до Windows 10, вряд ли оно неисправно. Но случаются совпадения. Конечно, возможно, ваше устройство просто перестало работать как раз в то время, когда вы обновляли Windows. Так что лучше полностью исключить эту возможность, прежде чем тратить время на устранение более сложных неполадок.

Чтобы проверить, неисправно ли USB-устройство, просто отключите его от сети ("Извлеките", если это USB-накопитель) и подключите его к другому компьютеру. Если работает, то с устройством все в порядке. Если это не так, то вы изолировали проблему! Вам просто нужно купить замену.

Способ 2. Проверьте блок питания (только для ноутбука)

Блок питания ноутбука подает питание на USB-порты. Если по какой-то причине это не удается сделать должным образом, устройства, подключенные к этим USB-портам, могут перестать работать. Иногда это можно исправить довольно просто:

1) Отключите блок питания и зарядное устройство от ноутбука

2) Перезагрузите ноутбук

3) Снова подключите USB-устройство к ноутбуку

4) Снова подключите блок питания

Способ 3. Проверьте настройки управления питанием

В целях экономии энергии Windows по умолчанию отключает ваши USB-контроллеры, когда они не используются, и снова включает их, когда они нужны. К сожалению, иногда этот подход не работает должным образом, и Windows не может снова включить ваши USB-контроллеры.

Чтобы исключить это как причину ваших проблем с USB, просто запретите Windows «управлять» питанием ваших USB-контроллеров и устройств:

1) Откройте Диспетчер устройств (введите «Диспетчер устройств» в поле поиска Windows)


2) Разверните ветку Контроллеры универсальной последовательной шины


3) Дважды щелкните первое устройство корневого концентратора USB в списке (если вы видите только одно устройство корневого концентратора USB, это нормально)


4) Перейдите на вкладку "Управление питанием"


5) Снимите флажок Разрешить компьютеру отключать это устройство для экономии энергии и нажмите OK .


6) Повторите шаги 3–5 для каждого устройства USB Root Hub в вашем списке контроллеров универсальной последовательной шины


Способ 4. Проверьте драйверы USB-устройства

Проблема с неработающими USB-портами, вероятно, вызвана проблемами с драйверами. Описанные выше шаги могут решить эту проблему, но если это не так или вы не уверены в том, что можете работать с драйверами вручную, вы можете сделать это автоматически с помощью Driver Easy.

Driver Easy автоматически распознает вашу систему и найдет для нее подходящие драйверы. Вам не нужно точно знать, какая система работает на вашем компьютере, вам не нужно рисковать загрузкой и установкой не того драйвера, и вам не нужно беспокоиться об ошибке при установке.

Вы можете автоматически обновлять драйверы с помощью БЕСПЛАТНОЙ или профессиональной версии Driver Easy. Но с Pro-версией это займет всего 2 клика (и вы получите полную поддержку и 30-дневную гарантию возврата денег):

1) Загрузите и установите Driver Easy.

2) Запустите Driver Easy и нажмите кнопку «Сканировать сейчас». Затем Driver Easy просканирует ваш компьютер и обнаружит проблемные драйверы.


3) Нажмите кнопку «Обновить» рядом с помеченным драйвером USB, чтобы автоматически загрузить и установить правильную версию этого драйвера (вы можете сделать это в БЕСПЛАТНОЙ версии).

Или нажмите «Обновить все», чтобы автоматически загрузить и установить правильную версию всех драйверов, которые отсутствуют или устарели в вашей системе (для этого требуется версия Pro — вам будет предложено обновить при нажатии кнопки Обновить все).


Способ 5. Проверьте USB-порты

Если ни один из вышеперечисленных способов не помог решить вашу проблему, возможно, ваши USB-порты повреждены. Чтобы выяснить это, вы можете отнести свой компьютер в ремонтную мастерскую и попросить их проверить. Если ваши USB-порты повреждены, ремонтник сможет заменить их довольно недорого.

Читайте также: