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TRASMISION SERIAL

El protocolo RS-232 es una norma o estándar mundial que rige los parámetros de uno de los modos de comunicación serial. Por medio de este protocolo se estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias entre equipos, los conectores, etc.
Además de las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx), las comunicaciones seriales poseen otras líneas de control de flujo (Hands-hake), donde su uso es opcional dependiendo del dispositivo a conectar.


A nivel de software, la configuración principal que se debe dar a una conexión a través de puertos seriales. RS-232 es básicamente la selección de la velocidad en baudios (1200, 2400, 4800, etc.), la verificación de datos o paridad (parida par o paridad impar o sin paridad), los bits de parada luego de cada dato(1 ó 2), y la cantidad de bits por dato (7 ó 8), que se utiliza para cada símbolo o carácter enviado.


La Norma RS-232 fue definida para conectar un ordenador a un modem. Además de transmitirse los datos de una forma serie asíncrona son necesarias una serie de señales adicionales, que se definen en la norma. Las tensiones empleadas están comprendidas entre +15/-15 voltios. 

Conector RS232D (Conector DB9 de 9 pines)

La siguiente tabla muestra el conector de 9 pines serie que se encuentra en la mayoría de las PC de hoy en día.

SIGNAL

PIN No.

Carrier Detect

1

Receive Data

2

Transmit Data

3

Data Terminal Ready

4

Signal Ground

5

Data Set Ready

6

Request To Send

7

Clear To Send

8

Ring Indicator

9

 

 

 Señales de la RS-232.

 

·         Request To Send (RTS) Esta señal se envía de la computadora (DTE) al módem (DCE) para indicar que se quieren transmitir datos. Si el módem decide que esta OK, asiente por la línea CTS. Una vez la computadora prende la señal RTS, esperará que el módem asiente la línea CTS. Cuando la señal CTS es afirmado por el módem, la computadora empezará a transmitir datos.
 

·         Clear To Send (CTS) Afirmado por el módem después de recibir la señal de RTS indica que la computadora puede transmitir.
 

·         Data Terminal Ready (DTR) Esta línea de señal es afirmada por la computadora, e informa al módem que la computadora está lista para recibir datos.
 

·         Data Set Ready (DSR) Esta línea de señal es afirmada por el módem en respuesta a una señal de DTR de la computadora. La computadora supervisa el estado de esta línea después de afirmar DTR para descubrir si el módem esta encendido.
 

·         Receive Signal Line Detect (RSLD) Esta línea de control es afirmada por el módem e informa a la computadora que se ha establecido una conexión física con otro módem. A veces se conoce como detector de portadora (CD). sería un error que una computadora transmita información a un módem si esta línea no esta prendida, es decir si la conexión física no funciona.
 

·         Transmit Data (TD) es la línea por donde el dato se transmite de un bit a la vez
 

·         Receive Data (RD) es la línea por donde el dato se recibe de un bits a la vez.

 

protocolo de control de flujo:  Puede ser por hardware ( handshaking RTS/CTS) o bien por software (XON/XOFF, el cual no es muy recomendable ya que no se pueden realizar transferencias binarias). La velocidad del puerto serie no tiene por que ser la misma que la de transmisión de los datos, de hecho debe ser superior. Por ejemplo, para transmisiones de 1200 baudios es recomendable usar 9600, y para 9600 baudios se pueden usar 38400 (o 19200).

         Por Software: El carácter Xoff (ASCII 19, CTRL-S) es utilizado por el receptor para decir que su buffer está lleno y el emisor debe esperar. Cuando vuelva a tener espacio en el buffer, enviara el carácter Xon (ASCII 17, CTRL-Q), diciéndole que puede volver a trasmitir. Esto economiza cables en la interconexión, pero ocupa espacio en el canal (perfecto para un PDA).

         Por hardware: a diferencia del anterior, este tipo de control de flujo requiere que entre su PC y su MODEM se conecten dos hilos: RTS y CTS. Cuando el buffer del receptor se llena (supongamos que es un modem “lento”) le dice al PC que espere, desactivando la señal CTS. Cuando vuelva a tener espacio en el buffer, activa nuevamente el CTS para decir que está nuevamente listo (esto puede pasar cuando la UART es más rápida que el MODEM).  

Comunicaciones serie asíncronas


Los datos serie se encuentran encapsulados en tramas de la forma:

 

 
 
Primero se envía un bit de start, a continuación los bits de datos (primero el bit de mayor peso) y finalmente los bits de STOP.  El número de bits de datos y de bits de Stop es uno de los parámetros configurables, así como el criterio de paridad par o impar para la detección de errores. Normalmente, las comunicaciones serie tienen los siguientes parámetros: 1 bit de Start, 8 bits de Datos, 1 bit de Stop y sin paridad.


En esta figura se puede ver un ejemplo de la transmisión del dato binario 10011010. La línea en reposo está a nivel alto:
 

Se llama comunicación serial asíncrona porque el receptor se resíncroniza el mismo con el transmisor usando el bit de inicio de cada armazón. Los caracteres se pueden transmitir en cualquier tiempo, con un retraso de tiempo arbitrario entre caracteres. Existen también protocolos de comunicación serial síncrona donde los caracteres se envían en bloques sin una armazón de bits circundante. En esta aproximación, el transmisor continuamente transmite señales, con un caracter de sincronización especial que se transmite si no hay datos reales disponibles para transmitir.

Los bits dentro de cada carácter transmitido se envían con el bit menos significativo primero, cada bit durando un periodo baud. Los transmisores y receptores seriales se pueden instruir para enviar o recibir de 5 a 8 bits por carácter (ambos deben de estar de acuerdo en cuantos).

Después de que los bits de cada caracter se envían, puede seguir un bit de paridad opcional. El bit de paridad es útil si la línea de datos esta muy ruidosa como para proporcionar una transmisión fiel. El bit de paridad, P, se puede elegir para dar ya sea paridad par o impar. Para paridad par, P = 1 si el número de 1’s en el carácter es impar y P = 0 si el número es par. Es decir, en la paridad par P se elige tal que el número de 1’s incluyendo P es par. Para paridad impar, P se elige tal que el número de 1’s incluyendo P es impar. El receptor local checa para asegurar que la paridad es aun la misma a pesar de que el cable haya recogido ruido. Si la paridad ha cambiado, algún bit se ha perdido, y el receptor pone una bandera de error de paridad en el registro de estado.

 


Es de tener en cuenta una herramienta muy básica para el manejo y ensayo de la transmisión serial que es el HYPERTERMINAL DE WINDOWS:


Este programa es una herramienta útil para trabajar con comunicaciones seriales, ya sea para comunicarnos con otra computadora, con un microcontrolador, con un multímetro, con un módem y en fin, con cualquier dispositivo que esté diseñado para enviar o recibir información a través de este medio.

La comunicación serial, como su nombre lo indica, realiza la transferencia de información enviando o recibiendo datos descompuestos en bits, los cuales viajan secuencialmente uno tras otro.

La comunicación serial está compuesta principalmente de dos elementos básicos, el hardware, que hace referencia a la configuración de los conectores y niveles de voltaje, y el software, con el que se controla la información binaria que se quiere transferir. Todo esto está regido por normas o protocolos donde el utilizado por las computadoras convencionales es el protocolo RS-232.

 

Modos de Transmisión:

Las sistemas de comunicaciones electrónicas pueden diseñarse para manejar la transmisión solamente en una dirección, en ambas direcciones pero sólo una a la vez, o en ambas direcciones al mismo tiempo. Estos se llaman modos de transmisión. Cuatro modos de transmisión son posibles: simplex, half-duplex, full-duplex y full/full-duplex.

Simplex (SX)

Con la operación simplex, las transmisiones pueden ocurrir sólo en una dirección. Los sistemas simplex son, algunas veces, llamados sistemas de un sentido, sólo para recibir o sólo para transmitir. Una ubicación puede ser un transmisor o un receptor, pero no ambos.

Un ejemplo de la transmisión simplex es la radiodifusión de la radio comercial o de televisión; la estación de radio siempre transmite y el usuario siempre recibe.

Protocolo RS-232-C

Es un protocolo diseñado para controlar las comunicaciones serie entre dos

terminales.

Las principales líneas que posee son:

·  DTR (Data Terminal Ready): indica que el emisor está preparado

·  DSR (Data Set Ready): indica que receptor está preparado

·  CTS (Clear To Send): Listo para transmitir

·  RTS (Request To Send): Petición de envío

·  TD (Transmit Data): Por donde se transmiten los datos

·  RD (Recieve Data): Por donde se reciven los datos

·  CD (Carry Detect): Indica detección de portadora

De esta forma:

·  DTR-DSR: indica disponibilidad de equipo

·  CTS-RTS: indica disponibilidad de canal

DTR

DSR

RTS

CTS

TD

 La paridad puede configurarse de diversas formas:

       No Parity (sin paridad): No se transmite bit de paridad

       Even Parity (paridad “par”): el bit de paridad es uno (1) si el caracter lleva un cantidad par de unos.

       Odd Parity (paridad “impar”): el bit de paridad es uno (1) si el caracter lleva una cantidad impar de unos.

       Mark Parity (paridad de “marca”): el bit de paridad siempre es uno

       Space Parity (paridad de “espacio”) : el bit de paridad siempre es cero

 

 

 

 

 

          Después del bit de paridad (si lo hay) vienen los bits de parada (stop bits). Estos sirven para decir dónde termina el carácter. Pueden ser uno o dos bits de parada (en esto también deben ponerse de acuerdo el transmisor y el receptor). Algunas implementaciones cortan la transmisión del segundo bit de parada a la mitad, se dice entonces que utiliza uno y medio bits de parada. Los bits de parada se transmiten como unos lógicos (mark).

 Control de flujo

          En RS-232 el control de flujo se puede hacer de dos maneras: por hardware (RTS/CTS) o por sofware (Xon/Xoff).

         Por Software: El carácter Xoff (ASCII 19, CTRL-S) es utilizado por el receptor para decir que su buffer está lleno y el emisor debe esperar. Cuando vuelva a tener espacio en el buffer, enviara el carácter Xon (ASCII 17, CTRL-Q), diciéndole que puede volver a trasmitir. Esto economiza cables en la interconexión, pero ocupa espacio en el canal (perfecto para un PDA).

         Por hardware: a diferencia del anterior, este tipo de control de flujo requiere que entre su PC y su MODEM se conecten dos hilos: RTS y CTS. Cuando el buffer del receptor se llena (supongamos que es un modem “lento”) le dice al PC que espere, desactivando la señal CTS. Cuando vuelva a tener espacio en el buffer, activa nuevamente el CTS para decir que está nuevamente listo (esto puede pasar cuando la UART es más rápida que el MODEM).

 

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