现代嵌入式系统中，异步串行通信接口往往作为标准外设出现在单片机和嵌入式系统中。但是随着个人计算机通用外围设备越来越少地使用串口，串口正在逐渐从个人计算机特别是便携式电脑上消失。于是嵌入式开发人员常常发现自己新买来的计算机上没有串口，或者出现调试现场用户的计算机没有串口的尴尬局面。相反，现在的个人计算机普遍拥有4个以上的usb接口，能不能使用usb接口代替串口，完成pc机和嵌入式系统的通信呢？
1.usb虚拟串口代替物理串口的可行性
首先，越来越多带usb接口的器件涌现出来，如带usb接口的单片机，或独立的usb接口器件，而且这些器件的成本已经很接近于使用rs232电平转换芯片所带来的成本。
其次，市场上也出现了一些usb接口转串口的芯片，这些芯片一头为串口，另一头为usb接口，在其内部完成串口到usb协议的转换。该芯片通过usb口连接到个人计算机后，在操作系统中表现为一个串口设备，这意味着usb接口对于传统的串口调试工具（hyperterninal）和用户基于串口的应用程序是透明的，开发人员完全不用更改pc端的调试和应用程序。
但是这些器件的usb类不属于标准的usb设备类，因此需要在windows和linux操作系统上安装额外的设备驱动。另外，由于不是操作系统自带的设备驱动，而且通信经过了由串口到串口，usb从设备到usb主机的多次转换，当调试遇到问题时常常无法确定是串口出了问题还是usb出了问题。因此，应该使嵌入式系统直接和pc通过usb总线接口连接（通过片上的usb接口或片外usb接口芯片），由单片机直接完成usb虚拟串口的协议转换。
在usb标准子类中，有一类称之为cdc类，可以实现虚拟串口通信的协议，而且由于大部分的操作系统（windows和linux）都带有支持cdc类的设备驱动程序，可以自动识别cdc类的设备，这样不仅免去了写专用设备驱动的负担，同时简化了设备驱动的安装。
2.什么是cdc类
usb的cdc类是usb通信设备类（communication device class）的简称。cdc类是usb组织定义的一类专门给各种通信设备（电信通信设备和中速网络通信设备）使用的usb子类。根据cdc类所针对通信设备的不同，cdc类又被分成以下不同的模型：usb传统纯电话业务（pots）模型，usb isdn模型和usb网络模型。其中，usb传统纯电话业务模型，有可分为直接线控制模型（direct line control model）、抽象控制模型（abstract control model）和usb电话模型（usb telephone model），如图1所示。本文所讨论的虚拟串口就属于usb传统纯电话业务模型下的抽象控制模型。
通常一个cdc类又由两个接口子类组成通信接口类（communication interface class）和数据接口类(data interface class)。笔者主要通过通信接口类对设备进行管理和控制，而通过数据接口类传送数据。这两个接口子类占有不同数量和类型的终端点（endpoints），如图2所示。
对于前面所述的不同cdc类模型，其所对应的接口的终端点需求也是不同的。如所需要讨论的抽象控制模型对终端点的需求，通信接口类需要一个控制终端点（control endpoint）和一个可选的中断（interrupt）型终端点，数据接口子类需要一个方向为输入（in）的周期性（isochronous）型终端点和一个方向为输出（out）的周期性型终端点。其中控制终端点主要用于usb设备的枚举和虚拟串口的波特率和数据类型（数据位数、停止位和起始位）设置的通信。输出方向的非同步终端点用于主机（host）向从设备（slave）发送数据，相当于传统物理串口中的txd线（如果从单片机的角度看），输入方向的非同步终端点用于从设备向主机发送数据，相当于传统物理串口中的rxd线。
3.at89c5131的简单介绍
基于单片机的嵌入式系统要实现usb总线通信，通常都是通过外扩专用的usb总线接口芯片（如飞利浦的d12）。但是这样的方案既增加了成本，又使pcb板的面积变大，所以使用atmel公司的集成了usb
