históricamente, el protocolo de comunicación RS232 es un antiguo protocolo de comunicación en serie desarrollado por EIA(Electronics Industry Alliance) / TIA (Telecommunications Industry Association) -232 en el año 1962. Los diseños de hardware modernos utilizan protocolos de comunicación serie innovadores como USB, Ethernet y Wi-Fi. Pero aún así, RS232 ha demostrado ser prominente. La razón es que las señales RS232 se extienden a distancias más largas en comparación con las señales I2C y TTL serie., Además, tiene mejor inmunidad al ruido. Se ha demostrado que es compatible con diferentes fabricantes para la interfaz de ordenador y módems.

¿qué es el protocolo RS232?

en RS232, ‘ RS ‘ significa estándar recomendado. Define la comunicación serial usando señales DTE y DCE. Aquí, DTE se refiere al equipo Terminal de datos y DCE se refiere al equipo de comunicación de datos. Ejemplo de dispositivo DTE es un ordenador y DCE es un módem. Formalmente, se especifica como la interfaz entre el equipo DTE y el equipo DCE utilizando el intercambio de datos binarios en serie.,

comunicación entre DTE y DCE

El DTE (ordenador) transmite la información en serie al otro equipo DCE (módem). En este caso, DTE envía los datos binarios «11011101» a DCE y DCE envía los datos binarios «11010101» al dispositivo DTE.

RS232 describe los niveles de voltaje comunes, los estándares eléctricos, el modo de operación y el número de bits que se transferirán de DTE a DCE. Esta norma se utiliza para la transmisión de intercambio de información a través de las líneas telefónicas.,

Estándares Eléctricos

Las especificaciones eléctricas para RS232 se actualizan en el año 1969. Especifica los voltajes eléctricos, la velocidad de giro, la impedancia de línea, el modo de operación y la velocidad en baudios.

niveles de voltaje

Los voltajes de línea de RS232 varían de-25V a +25v. se clasifican como voltaje de señal y voltaje de control.

niveles de voltaje RS232

la tensión de señal entre +3v a +25v representa la lógica ‘1’ y las tensiones de señal entre-3V a-25v representa la lógica ‘0’., Mientras que las señales de voltaje de control usan lógica negativa, es decir, la lógica ‘ 1 ‘indica -3 a -25 voltios y la lógica’ 0 ‘ indica +3v a +25v. el voltaje de-3V a +3V se considera como un estado indeterminado.

Slew Rate

el cambio de voltaje de entrada determina la velocidad a la que responde el controlador RS232. Esto se denomina a menudo como tasa de muerte. El estándar RS232 mantiene una velocidad de giro mínima con un tiempo de subida y caída lento para reducir la conversación cruzada entre las señales vecinas. Normalmente, la velocidad de giro máxima permitida es de 30V / µsec.,

Impedancia de línea

El Puente de impedancia entre el controlador RS232 y el receptor se define para maximizar la transferencia de voltaje entre el transmisor y el receptor. Está en el rango de 3KΩ a 7KΩ.

Modo de operación

los dispositivos RS232 funcionan con señalización de extremo único (dos cables). Esto significa que un cable transmite una tensión alterada y otro cable está conectado a tierra. Las señales de un solo extremo se ven afectadas por el ruido inducido por las diferencias en las tensiones de tierra de los circuitos del conductor y del receptor., La ventaja de la técnica de un solo extremo es que requiere menos cables para transmitir información.

velocidad en baudios

es el número de bits binarios transferidos por segundo. RS232 soporta velocidades de baudios de 110 a 230400. Comúnmente, se utilizan los baudios con 1200, 4800, 9600, 115200. Determina la velocidad a la que se enviarán los datos del transmisor al receptor.

Nota: La velocidad en baudios debe ser la misma tanto en el lado del transmisor como en el del receptor.

interfaz de comunicación

RS232 determina la comunicación entre el DTE y el DCE utilizando conectores DB9 y DB25., Los conectores D-sub (DB9, DB25) vienen con cable macho y hembra. El conector DB9 tiene 9 pines y el conector DB25 tiene 25 pines con cada pin que tiene su propia función.

DB9 Macho y Hembra Pinouts

DB25 Pinout

Descripción Funcional

Aparte de las características eléctricas, RS232 definen las funciones de las señales que se utilizan en la interfaz de serie. Algunos de ellos son puntos en común, Datos, control y señales de tiempo., Aquí hay una lista de señales utilizadas en el pinout RS232.

Signal Name Function
Protective tierra esta señal está conectada a la Tierra del chasis del conector metálico.
Common Ground nivel de voltaje de referencia cero para todas las señales de control.
TxD (Pin de transmisión) para transmitir datos de DTE a DCE.
RxD (recibir Pin) envía datos de DCE a DTE.,
DTR (Data Terminal Ready) DTE está listo para aceptar la solicitud.
DCD (data carrier Detect) DCE acepta un operador desde un DTE ubicado en una ubicación remota.
DSR (Data Set Ready) DCE está preparado para enviar y recibir la información.
RI (indicador de llamada) detecta el tono de llamada entrante en la línea telefónica.
RTS (solicitud de envío) DTE llamada para que DCE envíe los datos.
RTR (Ready para Recibir) DTE está preparado para recibir datos procedentes de la DCE.,
CTS (Clear to Send) DCE está listo para aceptar datos procedentes de DTE.

aparte de las señales anteriores, (señales primarias) RS232 proporciona señales secundarias como DTE secundario, RTS secundario, DCD secundario, TxD secundario y RXD secundario para la conexión opcional de DTE y DCE.

tipos de Cables serie

para hacer posible la comunicación en serie entre DTE y DCE, existen dos tipos de cables RS232. Son módem nulo y cable recto., En el cable de módem nulo, el pin TX (transmisor) del conector macho está conectado con el pin RX (receptor) de la hembra y el pin RX del macho está conectado al pin TX de la hembra.

módem nulo o cable cruzado

el siguiente, es el cable directo. Como su nombre lo indica, es un conector uno a uno, es decir, un pin de transmisión de un dispositivo está conectado al pin de transmisión de otro dispositivo y el pin receptor de un dispositivo está conectado al pin receptor de otro dispositivo., Aparte de las conexiones, la longitud del cable depende de la capacitancia del cableado. Según la especificación, la longitud del cable es de casi 80 pies.

Conexión de Cable recto

¿cómo funciona la comunicación RS232?

el funcionamiento de RS-232 se puede entender por el formato de protocolo. Como RS-232 es un protocolo de comunicación asíncrona punto a punto, envía datos en una sola dirección. Aquí, no se requiere reloj para sincronizar el transmisor y el receptor., El formato de datos se inicia con un bit de Inicio seguido de datos binarios de 7 bits, bit de paridad y bit de parada que se envían uno tras otro.

formato de protocolo

RS232 Framing

la transmisión comienza enviando un bit de Inicio ‘0’. Esto es sucedido por 7 bits de datos ASCII. El bit de paridad se añade a estos datos para la validación del receptor. Los datos enviados desde el transmisor deben coincidir con el receptor. Finalmente, la transmisión se detiene utilizando un bit de parada y está representada por el binario ‘1’., En general, se pueden enviar 1 o 2 bits de parada.

en el diagrama anterior, el carácter ASCII ‘A’ se envía utilizando un flujo binario en serie de ‘1 ‘y ‘ 0’. al enviar datos, debe haber un cierto retraso entre cada bit. Este retraso se considera tiempo inactivo y la línea RS232 está en estado lógico negativo (- 12V).

¿qué es el apretón de manos?

El apretón de manos es el proceso de intercambio de señales de información entre el emisor (transmisor) y el receptor. Estas señales construyen un enlace de comunicación entre el transmisor y el receptor. En RS232, hay dos tipos de apretón de manos., Son apretones de manos de hardware y apretones de manos de software.

el apretón de manos

Los conectores DB9 y Db25 se utilizan para el intercambio propósito. Cuando no se realiza un apretón de manos, solo el TxD (transmisor) y el RxD se acoplan de forma cruzada. Otros pines, RTS, CTS, DSR y DTR están conectados en forma de bucle invertido.

para usar la técnica de apretón de manos, RTS y CTS son acoplados cruzados. Además, DTR y DSR también están conectados en modo cruzado.

¿por qué usar el apretón de manos?,

para enviar y recibir la información sin pérdida de datos, es necesario mantener una comunicación robusta entre el transmisor y el receptor. Para ello, se utiliza buffer. Buffer es una ubicación de almacenamiento temporal que permite que el transmisor y el receptor almacenen los datos hasta que la información sea procesada entre sí a diferentes velocidades.

flujo de Datos

En el diagrama anterior, el transmisor y el receptor tienen su propio búfer. El búfer de transmisión contiene los caracteres que se enviarán al receptor., Mientras que el búfer de Recepción contiene los caracteres recibidos del transmisor. Si el transmisor envía datos a una velocidad más alta, el receptor puede no recibir. En este caso, el receptor pierde el carácter ‘C’. Para evitar esto, se usa el apretón de manos. El apretón de manos permite que el transmisor y el receptor se pongan de acuerdo antes de que comience la comunicación.

hardware Handshaking

el control de flujo de la transmisión y recepción de datos se realiza mediante hardware handshaking. Utiliza señales de control DTR, DSR, RTS y señales CTS., Normalmente, al establecer la comunicación entre un ordenador y el módem se utilizan señales RTS y CTS.

detiene el reemplazo de los datos en el búfer del receptor. Las señales se mantienen en un estado alto (lógica ‘1’) para activar el apretón de manos.

apretón de manos de Software

Este tipo de apretón de manos utiliza dos caracteres ASCII para la comunicación de inicio-parada. Por lo tanto, esto se conoce como control de flujo de software. El apretón de manos del Software utiliza el carácter XON / XOFF para controlar la comunicación en serie. ‘XON’ representa Ctrl + S o ASCII carácter 11, mientras que ‘XOFF’ representa Ctrl+Q o ASCII 13., Este apretón de manos requiere 3 cables. Son TXD, RXD y signal GND.

Cuando el carácter’ XOFF ‘está habilitado, la comunicación se cierra hasta que el carácter’ XON ‘ es recibido por el transmisor. En algunos casos, el búfer del receptor puede sobrecargarse, lo que hace que el receptor envíe ‘XOFF’ automáticamente al transmisor.

¿cómo funciona el apretón de manos?

en el estado inicial, la línea RTS es elevada por el DTE para despertar el DCE. En este estado no se transmiten datos. Después de eso, DCE pone la línea CTS alta para recibir los datos. Esto hace que el DTE responda y establezca el DTR en el estado ALTO., Ahora, la transferencia de datos se lleva a cabo. Después de completar la transferencia de datos, tanto RTS como DTR son bajados por DTE. Luego, DCE activa la línea CTS al estado bajo. Esto detiene el DTE para transmitir los datos.

señales de apretón de manos RS232

de esta manera, el apretón de manos se realiza mediante solicitud DTE, tomando el control del enlace de comunicación y permite que el DCE transfiera datos.

diferencia entre RS232 y UART

la principal diferencia entre el protocolo RS232 y UART son los niveles de voltaje., Aparte de esto, ambos admiten comunicación half duplex y Full duplex.

los microcontroladores no toleran tensiones RS232 y pueden dañarse. Para evitar esto, se utiliza UART (Receptor Transmisor asíncrono Universal). Envía y recibe los datos en forma serial. Para hacer la conversión de nivel de voltajes, se utiliza el Controlador IC RS232 como MAX232 entre el UART y el puerto serie.,

RS232 UART

Ventajas

Las ventajas de RS232 hacer como un estándar de la interfaz serie del sistema sistema de comunicación y también para los siguientes beneficios.

  • Diseño de Protocolo Simple.
  • La sobrecarga de Hardware es menor que la comunicación paralela.
  • estándar recomendado para aplicaciones de corta distancia.
  • Compatible con comunicación DTE y DCE.
  • Protocolo de bajo costo para el desarrollo.,

desventajas

las limitaciones del protocolo RS232 son, no admite la comunicación full-duplex y es un protocolo de un solo extremo que cambia el potencial de tierra. Además, la longitud más larga del cable introduce la comunicación cruzada durante la comunicación en serie. Por lo tanto, este protocolo está restringido para la comunicación de larga distancia.

aplicaciones

la comunicación RS232 se utiliza en diferentes aplicaciones. Algunos de ellos son:

  • dispositivos de teletipo.
  • Aplicaciones Demoduladoras.
  • interfaz de puerto COM de PC.
  • En sistemas embebidos para depuración.,
  • Módems e impresoras.
  • Equipo de mano.
  • controladores CNC, depuradores de Software, etc.
  • escáneres de Códigos de barras y terminales de punto de Venta (POS).

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