COMUNICACION SEIAL RS232

1. PASOS PARA ESTABLECER LA COMUNICACIÓN

1. Lo primero que debe hacerse es tener un cable mínimo de tres hilos o mas y realizar la conexión

de la siguiente forma:

Ilustración 1. Conexión de PC a PC por el RS2321

2. Una vez tengamos el cable lo conectaremos en el puerto serie de cada ordenador, estos serán

DB9 machos, después de la conexión los pasos a seguir son por medio de Windows Xp

(Hyperterminal)2

3. Debe procederse a activar el hyperterminal en ambos equipos de la siguiente manera:

Inicio

Programas

Accesorios

1 http://www.electronicaestudio.com/interfase.htm

2 http://sistematelematicos.blogspot.com/2010/11/conexion-pc-pc-con-cable-serie-rs232.html

Comunicaciones

HyperTerminal.

En este tipo de conexión no hace falta definir que equipo es el host y que equipo es el invitado ya que nuestro

software lo define automáticamente, identifica como host el primer equipo que se conecte. 3

La conexión es visible en ambos equipos, el intercambio de información se realiza de forma bidireccional, es

decir, el host manda información al invitado y viceversa. 4

4. Ahora se despliega un cuadro de diálogos llamada: “Descripción de la conexión”.

Se selecciona el icono y se le da un nombre a la conexión y se presiona Aceptar.

5. Después de esto se despliega el siguiente cuadro de diálogos “Conectar a”:

3 http://sistematelematicos.blogspot.com/2010/11/conexion-pc-pc-con-cable-serie-rs232.html

4 http://sistematelematicos.blogspot.com/2010/11/conexion-pc-pc-con-cable-serie-rs232.html

Allí seleccione la opción "COM1" ó "COM2" dependiendo del puerto que tenga disponible en la PC y se

presión Aceptar dado paso a una nuevo cuadro de diálogos.

6. El siguiente cuadro de Diálogos es “propiedades COM1 o COM2 ” dependiendo de la selección

anterior:

En la siguiente ventana seleccione las opciones que se indican: velocidad en bits por segundo, bits de datos,

paridad (NINGUNO), 1 bit de parada, Control de flujo NINGUNO. Dé click en la opción "Aplicar" y luego

"Aceptar".

Se realiza el mismo procedimiento en ambos computadores.

2. CONCEPTOS Y APLICACIÓN A RS232

Para establecer una comunicación RS 232 primero se deben conocer ciertos conceptos que se aclaran a

continuación:

COMUNICACIÓN RS232: Las 2 primeras siglas (RS) del nombre RS232, significa Recommended Standard

o Estándar Recomendado. En otras palabras, no es obligatorio que se siga este estándar. En un extremo del

cable de comunicaciones se encuentra un conector llamado DB9. Se llama así porque tiene la forma de una D.

Y tiene el numero 9 porque tiene 9 patas Como podemos observar en la Figura1 y se llama serial, porque los

bit se reciben uno detrás de otro o “en serie”. Cada una de las patas del conector DB9 tiene un propósito

específico como vemos en la Figura2. 5

Ilustración 2. Forma Del DB96

5http://andersonramirez.tripod.com/rs232.htm

6 http://andersonramirez.tripod.com/rs232.htm

Ilustración 3. Propósito de las patas del DB97

TRANSMISIÓN SÍNCRONA: el receptor utiliza el mismo reloj que el emisor, consiguiendo, por tanto, un

sincronismo de bit perfecto. Esto implica que, además de los datos, el emisor envíe la señal de reloj, lo que se

puede hacer de dos maneras: por una línea independiente o de forma implícita en los datos. Utilizando

técnicas de codificación con inclusión de reloj.8

TRANSMISIÓN ASÍNCRONA: consiste en que los bits de datos de un carácter se transfieren de manera

independiente en el tiempo con respecto a otro carácter, precedidos de un bit de arranque y un bit de paro.

Cada carácter consta de tres partes: un bit de inicio, bits de caracteres y un bit de paro. El bit de inicio siempre

es cero y se utiliza para anunciar que comienza un carácter. El bit de paro siempre es 1, valor que se mantiene

por al menos el tiempo correspondiente a un bit para indicar que ha culminado el carácter enviado. El reloj

interno del receptor, que conoce la velocidad de transmisión de los bits examina la línea de tiempos y puede

reconocer el inicio y fin de una trama. El tiempo del bit de paro puede ser el concerniente a uno o dos bits,

que es el tiempo que necesitarán las unidades para sincronizarse de nuevo.9

SIMPLEX: En ella la comunicación serie usa una dirección y una línea de comunicación. Siempre existirá un

transmisor y un receptor, no ambos La ventaja de este sistema consiste en que es necesario sólo un enlace a

7 http://www.qsl.net/lu9dpd/Homebrew/Interfaces_Digitales/Interfaces_Digitales.htm

8 http://gbilbao.wikispaces.com/Comunicaciones+serie+y+paralelo

9 http://gbilbao.wikispaces.com/Comunicaciones+serie+y+paralelo

dos hilos. La desventaja radica en que el extremo receptor no tiene ninguna forma de avisar al extremo

transmisor sobre su estado y sobre la calidad de la información que se recibe. Esta es la razón por la cual,

generalmente, no se utiliza.

SEMI DUPLEX: La comunicación serie se establece a través de una sola línea, pero en ambos sentidos. En

un momento el transmisor enviará información y en otro recibirá, por lo que no se puede transferir

información en ambos sentidos de forma simultánea. Este modo permite la transmisión desde el extremo

receptor de la información, sobre el estado de dicho receptor y sobre la calidad de la información recibida por

lo que permite así la realización de procedimientos de detección y corrección de errores.

FULL DUPLEX: Se utilizan dos líneas (una transmisora y otra receptora) y se transfiere información en

ambos sentidos. La ventaja de este método es que se puede transmitir y recibir información de manera

simultánea.

La mayoría de los dispositivos especializados para la comunicación pueden transferir información tanto en

full duplex como en half duplex (el modo simplex es un caso especial dentro de half duplex).

La interfaz RS-232 está diseñada para imprimir documentos para distancias cortas, de hasta 15 metros según

la norma, y para velocidades de comunicación bajas, de no más de 20 Kilobits/segundo. A pesar de esto,

muchas veces se utiliza a mayores velocidades con un resultado aceptable. La interfaz puede trabajar en

comunicación asíncrona o síncrona y tipos de canal simplex, half duplex o full duplex. En un canal

simplex los datos siempre viajarán en una dirección, por ejemplo desde DCE a DTE. En un canal half duplex,

los datos pueden viajar en una u otra dirección, pero sólo durante un determinado periodo de tiempo; luego la

línea debe ser conmutada antes que los datos puedan viajar en la otra dirección. En un canal full duplex, los

datos pueden viajar en ambos sentidos simultáneamente.10 Se considera 0 lógico los valores de tensión entre 3

y 15 voltios en las entradas y entre 5 y 15 en las salidas. Se considera 1 lógico los valores de tensión entre -15

y -3 voltios en las entradas y entre -5 y -15 en las salidas. Las tensiones en las líneas serán inferiores a 25 V.11

La comunicación serie es asíncrona para esto hay que establecer los siguientes parámetros: El numero de bits

de datos. Entre 5 y 8; La velocidad de la transmisión, medida en baudios. Las más frecuentes son: 110, 300,

600, 1200, 1800, 2400, 9600, 19200, 28800, 36K, 56K; La paridad, como detección de errores en la

transmisión, que puede ser: ninguna; Bits de stop, indicador de fin de transmisión que pueden ser 1, 1.5 ó 2

bits.

10 http://www.electronicaestudio.com/interfase.htm

11 http://gbilbao.wikispaces.com/Comunicaciones+serie+y+paralelo

MULTIPLEXACIÓN: es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de

transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación.

Si observamos la siguiente imagen: podemos observar que hace intercambio de líneas no simultáneas

controlado con multiplexación.

Ilustración 4. Ejemplo de entrada paralelo salida serie12

ISO: compila los estándares publicados por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO). En el

estándar rs232 se siguen especificaciones mecánicas de ISO 211013, esta norma establece la Comunicación de

datos - Asignación de pines y conector de interfaz ETD/ETCD de 25 pines.

MODULACIÓN: La modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor

de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir. En la

transmisión serial no se presenta modulación ya que se usa un cable sin protocolo llamado NULL-MODEM

lo que significa: SIN MODULACIÓN.

CÓDIGO DE LINEA: Los códigos en línea son frecuentemente usados para el transporte digital de datos.

Estos códigos consisten en representar la señal digital transportada respecto a su amplitud respecto al tiempo.

En la transmisión serial asíncrona se podría identificar la codificación NO RETORNO A CERO POLAR ya

que esta es un método de codificación eléctrica de una señal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una

transición entre de señal.14

Ilustración 5. Ejemplo de No retorno a cero polar15

12 http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/060401.htm

13 http://www.dte.us.es/personal/mcromero/docs/arc1/tema3-arc1.pdf

14 http://alumno.ucol.mx/jimenez1/public_html/codigos.htm

15 http://alumno.ucol.mx/jimenez1/public_html/codigos.htm

UNICAST: Es el envió de información de un único emisor a un único receptor.

Ilustración 6. Ejemplo UNICAST16

El envió de información se puede hacer a través de un único puerto serial RS-232 a un puerto serial receptor

RS-232 de otro ordenador.

BROADCAST: Es el envió de información de un único emisor a todos los computadores de la red.

Ilustración 7. Ejemplo BROADCAST17

MULTICAST: Envió de información de una red a múltiples destinos.

16 http://ru.wikipedia.org/wiki/Unicast

17 http://itmartial.blogspot.com/2011/04/broadcast-bomber.html

El mulicast se relaciona con el envío de información serial a través del puerto RS-232 a uno RS-485. En un

proyecto se puede relacionar el dispositivo desde un puerto RS-232 para enviar información a 16 dispositivos

remotos Rs-485 en una red ETHERNET.

Ilustración 8. Ejemplo MULTICAST18

DESARROLLO PRÁCTICO

Según los parámetros de la comunicación serial, se conectaron 2 computadores por el puerto RS232 por medio de un cable sin protocolo NULL-MODEM.

Ilustración 9. Conexión del cable sin protocolo NULL-MODEM19

18 http://en.wikipedia.org/wiki/Multicast

19 http://www.brazilfw.com.br/forum/viewtopic.php?f=20&t=73306

Se realizó la comunicación serial por medio de la interfaz Hyperterminal de Windows con los siguientes

parámetros.

Ilustración 10. Parámetros utilizados durante la comunicación serial20

La velocidad de la transmisión es de 9600 bits por segundo. Por lo tanto el tiempo de vida de cada bit es de:

Tv= 19600

=104.16us

Tv=0.1041ms

Tv= tiempo de vida de cada bit.

Durante la comunicación serial, la trama es de 10 datos (10 bits) ya que se tiene un bit de inicio, los 8 datos y un bit de parada.

Así que el tiempo total de la trama es de:

Tt=1.041ms

20 http://hera.cnice.mec.es/redes2/contenido/Pdf/mod2_configuracion_B.pdf

Ya que:

Tv=0.1041ms

Tt=Tv x 10bits=1.041ms

Al tomar con el osciloscopio una muestra de la señal enviando el dato a tenemos:

Ilustración 11. Imagen tomada por el osciloscopio para el dato a

En la ilustración anterior podemos observar que el tiempo total entre los cursores es de:

Tt=1.040ms

Tt=tiempo total de la trama

Durante el desarrollo, se tomaron 3 muestras de datos para confirmar el correcto envío de la información.

Los datos que se tomaron fueron: w, a y 4

En la siguiente tabla se puede observar el valor en hexadecimal de los datos:

Tabla 1. Tabla ASCII21

Tabla 2. Información de los datos tomados

caracter hexadecimal bit de inicio b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 bit de paradaa 0x61 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0w 0x77 1 0 1 1 1 0 1 1 1 04 0x34 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0

a

Ilustración 12. Trama de datos para a

21 http://es.ikariam.wikia.com/wiki/Los_c%C3%B3digos_ASCII_y_la_nueva_regla

Ilustración 13. Trama de datos para a tomada por el osciloscopio

A simple vista, si comparamos las ilustraciones 12 y 13 no son iguales. Pero, como la transmisión serial que usamos es NRZ polar quiere decir que:

0=nivel alto, 1=nivel bajo y empezando por el bit menos significativo.

Por lo tanto, si cumplimos con los parámetros de NRZ polar la trama real sería:

Ilustración 14. Dato a de la forma NRZ polar

Otros datos tomados:

Para el dato 4:

Dato real:

4

Ilustración 15. Trama de datos para 4

Dato en el osciloscopio:

Ilustración 16. Trama de datos para 4 tomada por el osciloscopio

Dato real con NRZ polar:

Ilustración 17. Dato 4 de la forma NRZ polar

Para el dato w:

Dato real:

w

Ilustración 18. Trama de datos para w

Dato en el osciloscopio:

Ilustración 19. Trama de datos para w tomada por el osciloscopio

Dato real con NRZ polar:

Ilustración 20. Dato w de la forma NRZ polar

CONCLUSIONES

La velocidad de transmisión es correcta ya que la esperada es aproximadamente igual a la medida en el osciloscopio.

La comunicación serial RS232 no tiene modulación. La multiplexación de esta comunicación se da durante el proceso de conversión

paralelo serie y viceversa. RS232 es comunicación punto a punto. Es una comunicación de tipo full-duplex ya que envía y recibe información en ambas

direcciones al mismo tiempo. El dato es enviado y recibido correctamente usando el código de línea NRZ polar.